故障预警系统28页PPT

工作方法 采集设备所有测点的海量历史数据建立模型 计算实时数据预估值 比较实际值和预估值的偏差，异常时产生预警
必要性
1
发电企业中， 设备运行好坏 至关重要，设 备故障对整个 系统影响巨大
传统办法--事 后分析，损失 已经形成
2
3
实时数据库中 海量数据堆积， 现有软件缺乏 应用，需要挖 掘和分析
1#机组凝泵A电机修坏轴人 ，承员 数温事度现 值件1场 在，检 正建查 常议后 范延， 围期未 内观热（发 ，察工固警现确。定定）设认值 报备预损警
其后，在2月21日到3月20日之间多 次发现预警产生，但现场凝泵A在运
行，未停下来查找具体原因。
1#机组凝泵A电机轴承温度2
期间，电机轴承温度实际值与估计值 多次偏离3度以上(动态报警带上限为 3度，超出则预警) ，从50多度突然 增大到60多度，设备已经开始劣化 1#机组凝泵A电流，但远远未达到90度的固定报警热
热工定值 （固定报警 经过）检修处理更换，凝泵A于4月1日恢 复正常，恢复备用状态。其后，再次运
行后，发现设备状态已恢复正常。
避免了一次由于电机轴承损坏而引起的 凝泵跳泵，甚至可能导致机组非停的事
故，挽回了大量的经济损失。
4月1日
1#机组凝泵A电流
案例分析 - 其他事件思考
渐变增大偏离
40 35 30 25
传统方法
设备正常状态
设备正常状态 设备劣化状态
开始劣化
现有的传感器观测 设备看起来一直正常
未发现设备 劣化状态
设备损坏 或非停
报警
设备故障 损失
故障开始 直到故障发生， 才报警
因为现有的监测手段观测不到设备的劣化状态，不能对 历史数据和设备工况进行分析，触发报警时已太晚！
引入预警 - 预见性分析模式
传统方法与FPS动态预警比较
传统方法——监测单独测点， 固定报警
预警系统——监测所有测点， 早期发现
测点A 测点B 测点C
提前数周发现设
备劣化状态进行 测点D
预警Baidu Nhomakorabea
太迟，损失 已无法挽回
根据设备所 有关联测点 建立模型
数周时间内可制定检修计划，修 复设备，使设备恢复正常状态
传统方法监测的故障生命周期
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
4月1日
1#机组凝泵A电机轴承温度1
热工定值
（固定报警 ）
从2月21日到4月1日的 劣化状态未被发现
1#机组凝泵A电机轴承温度2
1#机组凝泵A电流
只监视单一测点， 与其他测点无关联
没有预警系统时，设备一直运行，直 到4月1日，电机轴承温度超过热工定 值90度，凝泵A跳泵，造成了设备损
故障预警系统
演讲人：孙猛
目录
概述
传统软件同预警软件比较 案例分析 系统作用 原理 工作流程、路线及范围
概述
名称：Failure Prognostic System（FPS）故障预警系统
概述 FPS系统运用保存在企业基础信息系统中（DCS、厂级实时数据
库等）的设备原始海量运行数据，通过数据挖掘技术中的多元回归、 主分量分析等技术，在相似性理论支持下，转化成动态的设备在线模 型。将动态设备模型计算生成的实时预估值和设备测点的实测值进行 比较，并根据比较结果发布设备早期故障状态预警。
检测到劣化状态。
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
01/01—02/20 设备正常状态
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A 恢复备用
1#机组凝泵A电机轴承振动 1#机组凝泵A电机轴承温度1 1#机组凝泵A电机轴承温度2
选择监视设备
针对设备创建个性 化的动态模型
专业人员对预警信 息进行分析判断
针对设备劣化程度 提前安排检修
设备
采集 数据
建
模
界面
人员 分析
查 找原
因
处 理
从实时数据库采集 实时数据
友好的可视化界面
通知设备负责人查 找具体原因
数据库
系统实施范围
谢谢
Thank you
周期性偏离
45 40 35 30 25
思考分析以下 预警事件触发 时设备可能存
在的故障
完全偏离
40 35 30 25 20 15
突然性持续偏离
45 40 35 30 25
紊乱性偏离
50 45 40 35 30 25
目录
概述、必要性 传统软件同预警软件比较 案例分析
系统作用
原理 工作流程、路线及范围
工定值。
02/20—03/20 劣化低频状态
2月21日
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
01/01—02/20 设备正常状态
1#机组凝泵A电机轴承振动
02/20—03/20 劣化低频状态
3月21日
1#机组凝泵A电机轴承温度1 1#机组凝泵A电机轴承温度2 1#机组凝泵A电流
3月21日分析人员发现预警事件频率大
热幅工增定加，值数值明显异常，偏离程度增大 （。固当定即报命令相关人员启动凝泵B，停运 凝泵警A），拆开凝泵A电机轴承，查找原因
。经检查发现电机轴承磨损十分严重， 必须马上更换才能继续使用。
电机轴承温度实际值与估计值频繁偏离 3度以上，达到70度以上，仍未达到90 度的固定报警热工定值，普通软件无法
动态预警包含： 过去的设备行为； 多种运行工况； 多种系统状态； 设备全部测点共同影响模型，每一测点预估值均与其他测点相关。
测点A
早期预警
传统报警上限 动态预警带 传统报警下限
目录
概述、必要性 传统软件同预警软件比较 案例分析 系统作用 原理
工作流程、 范围
系统工作流程
利用数据建立 预知模型进行 预警
通过预警系统 能够提高管理 水平，让检修 进入到数字化 时代
故障预警系统，对海量数据进行挖掘和分析，预知设 备异常，在设备损坏前，提前数周进行预警，使专业
人员有充足的时间进行状态检修。
目录
概述、必要性
预警系统同传统方法比较
案例分析 系统作用 原理 工作流程、路线及范围
正常。
2. 权值计算
运用核心算法将知识库中的所有正常工况同实时工况进行计 算，得出所有正常工况对应实时工况的权值。
权值显示了对应正常工况与实际工况的相近程度，从而对实 际工况进行模拟计算。
3. 相似预估
根据相似性原理和权值，通过综合计算所有正常工况与实时 工况的相似度，计算生成实时工况的预估值。
经过相似性原理计算出测点预估值，预估值代表了测点正常状态下 的取值；
通过实时的实际值同预估值进行比较，当偏差过大时，说明数据异 常，产生预警。
1. 工况预判
包含设备所有测点建立模型。 测点参数取值代表了设备工况，当所有测点数据取值正常时
，此工况即为正常运行工况。 通过实时工况与正常工况进行对比计算，分析实时工况是否
触发预警
预警系统
设备正常状态
设备劣化状态
检修完成
机组恢复正常运行状态
开始劣化
预警系统根据历史 数据，针对设备建 立个性化高保真的 模型，从系统上线
时开始监测
捕捉故障早期征兆， 触发预警发现设备故障
分析
通知 解决
提前预知性检修， 设备恢复正常状态， 避免了设备损坏和非计划停机
预见性分析使电厂可以主动维护设备，节约时间和费用， 避免了设备损坏及机组非停等严重损失。
目录
概述、必要性 传统软件同预警软件比较
案例分析
系统作用 原理 工作流程、路线及范围
案例分析 - 凝泵电机轴承温度过高案例
没有故障预警系统时故 障触发及处理方式
01/01—02/20 设备正常状态
1#机组凝泵A电机轴承振动
02/20—03/20 劣化低频状态
2月21日
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 03/20—04/01 凝泵A跳泵 劣化高频状态 设备损坏
预警系统综合所有测点 建立模型，可以自定义 观察、监视设备任意测
点信息
01/01—02/20 设备正常状态
1#机组凝泵A电机轴承振动
2月21日分析人员发现凝泵A电机轴 承温度1，2，振动，电流出现预警 。观察趋势发现能够正常跟踪，检
系统作用
1 设备健康状态监测 2 根据早期预警进行状态检修 3 指导人员关注重点劣化设备 4 检修优化 53 合理安排大小修计划，防止过度检修 6 科技创新
目录
概述、必要性 传统软件同预警软件比较 案例分析 系统作用
原理
工作流程、路线及范围
系统原理
原理概述
故障预警系统运用涵盖设备所有测点和所有正常工况的海量历史数 据建立模型；
因为工况包含所有测点参数，所以预警系统针对设备每个测 点的预估值不仅取决于该测点长期的历史运行规律，同时也 取决于该测点和其他测点之间的关联相似度，屏蔽了干扰信 号对预测值的影响，大大增强了预测值的精确度和可靠性。
4. 动态预警
预警系统通过模型计算产生预估值，对预估值设定阈值，以预估值为 核心，阈值为振幅，时间为横坐标，形成动态报警带。根据该设备过 去的运行工况，通过多变量模式识别，发现设备异常的早期征兆。
坏，甚至有可能引起机组非停。
故障预警系统上线后故 障触发及处理方式
01/01—02/20 设备正常状态
1#机组凝泵A电机轴承振动
预警系统于1月 1日正式上线， 监视设备运行
状态
1#机组凝泵A电机轴承温度1
热工定值 （固定报警
）
1#机组凝泵A电机轴承温度2
1#机组凝泵A电流
02/20—03/20 劣化低频状态