一种火电厂智能巡检系统及方法
【专利摘要】一种火电厂智能巡检系统及方法，该系统包括无线工业以太网，与无线工业以太网通过无线连接的巡检数据中心和多功能巡检终端；巡检数据中心与电站DCS和SIS系统相连，具有同步的时钟周期，能够查询、读取、写入电站DCS和SIS系统的实时和历史数据库；巡检数据中心通过无线工业以太网驱动多功能巡检终端对巡检目标进行数据采样，并与多功能巡检终端进行数据交换；本发明还提供该系统的巡检方法，采用无线通讯与电厂DCS系统进行时钟同步，采用多功能巡检终端，方便采集各种诊断信号，并与原有DCS系统数据进行整合，对相似工况下的巡检数据进行趋势分析和评据，提示巡检人员掌握设备和部件的运行状况，及时进行维护和保养，提高设备维护水平和系统的运行安全稳定性。
【专利说明】—种火电厂智能巡检系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及火电厂设备巡检【技术领域】，具体涉及一种火电厂智能巡检系统及方法。
【背景技术】
[0002]火力发电系统庞大而复杂，大量设备和部件的安全稳定运行关系到整个电力系统的安全和稳定，这些设备和部件大部分长期处于高温、高压、高转速的危险运行环境下，需要安排专门的人员进行定期定点的巡检，保证系统的安全并希望能提前发现潜在的危险，避免事故的发生。
[0003]由于巡检设备复杂多样，各种设备所需检验的数据和物理量种类不同，也因此现有电厂巡检的数据采集和分析多依赖人工方式。此外，设备部件的振动、温度等关键参数随系统工况变化而变化，依赖人工方式的巡检水平受巡检人员和数据分析人员的水平限制而很难保障。近年来也涌现出许多基于条码或射频技术的巡检管理终端或系统，便于保障巡检点无遗漏，方便数据的就地录入，实现巡检数据统计及报警提示，但一方面其检测功能有限，多侧重于巡检过程的管理，与机组控制系统相互独立，巡检作用严重依赖巡检人员的经验和水平，不适应现代智能电厂和数字化电厂建设的需要。另一方面，现有巡检技术主要依靠巡检人员大脑进行粗略的分析和判断，数据处理精度和深度都严重受限，无法针对巡检时刻系统运行工况的变化进行智能分析，不具备智能反向提示功能，由于系统的独立使得功能升级困难，从而无法充分发挥巡检工作的作用和巡检数据的价值。
【发明内容】
[0004]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种火电厂智能巡检系统及方法，采用无线通讯与电厂D C S系统进行时钟同步，采用多功能便携巡检终端，方便采集各种诊断信号，并与原有D C S系统数据进行整合，对相似工况下的巡检数据进行趋势分析和评估，根据趋势变化和数值的统计分析异常提示巡检人员和管理人员掌握设备和部件的运行状况，及时进行维护和保养，提高设备维护水平和系统的运行安全稳定性。
[0005]为达到以上目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种火电厂智能巡检系统，包括无线工业以太网3，与无线工业以太网3通过无线连接的巡检数据中心2和多功能巡检终端4 ;所述巡检数据中心2与电站D C S和S I S系统I相连，具有同步的时钟周期，能够查询、读取、写入电站D C S和S I S系统I的实时和历史数据库:巡检数据中心2通过无线工业以太网3驱动多功能巡检终端4对巡检目标6进行数据采样，并与多功能巡检终端4进行数据交换。
[0007]所述多功能巡检终端4包括红外温度采集传感器、振动采集传感器、声波采集传感器和视频图像采集传感器，还配有识别巡检员5身份的指纹识别器。
[0008]上述所述火电厂智能巡检系统的巡检方法，巡检员5根据多功能巡检终端4显示的巡检点列表及位置提示，手持多功能巡检终端4前往各巡检目标6，通过多功能巡检终端4上的指纹识别器启动安装于巡检目标6的标识条码或射频装置的扫描，扫描成功后，多功能巡检终端4自动将巡检员5身份信息和巡检目标6的信息上传至巡检数据中心2，巡检数据中心2根据巡检目标6的信息从预设的巡检信息库中查找巡检项目信息，发送巡检目标6的巡检操作流程清单至多功能巡检终端4，巡检员5根据巡检数据中心2返回的巡检操作流程清单依次启动多功能巡检终端4对应的传感器进行数据采集，并根据需要手动输入就地表计的读数，巡检数据中心2对多功能巡检终端4传回的数据进行相应的分析计算，并根据D C S同步时钟，将数据发送至电站D C S和S I S系统I的D C S数据库，同时根据数据的时间标签从D C S数据库获取相关系统运行参数作为当前运行工况的特征标识，根据该特征标识从D C S历史数据库中检索近似工况的巡检历史数据并进行统计分析，根据趋势变化和数值的统计分析异常提示巡检人员进行判断，给出指导性保养和维护意见；当一个巡检目标的全部巡检项目都完成后，多功能巡检终端4提示未巡检的巡检目标位置，指引巡检员5至下一个巡检目标6。
[0009]本发明和现有技术相比，具有如下优点:
[0010]1.本发明巡检系统具有智能反向提示功能，可采用相关系统运行工况数据对巡检数据进行标识，通过相似工况下的巡检历史数据，对巡检目标的变化趋势进行分析，根据趋势变化和数信的统计分析异常进行智能反向提示，可排除环境变化和电站运行工况变化对巡检目标状态的主要影响，从而辨识出设备或部件出现的微妙变化，掌握巡检目标的状态发展趋势，以在其出现异常或故障前发现并进行必要的维扩和处理。现有巡检技术仍停留阈值巡检水平，也即无论环境变化或系统运行工况变化，检测巡检目标的某一种或几种参数，确定其在通用的阈值范围内即可，因而，一般只有在设备出现故障或明显的异常时，才能发现问题，对于工况随时间和随季节普遍大幅变化的国内火电厂来说，运行工况的变化对巡检设备状态的影响是显著的。例如，水泵出口管道的振动与泵的转速紧密相关，如无法获得巡检采集时刻同步的水泵转速，其振动的分析和判断几乎无意义，本发明则解决了传统巡检技术的这类缺陷，自动检索相同运行工况下的历史巡检数据，从而对当前巡检结果进行精确的分析、判断和智能反向提示。
[0011]2.巡检中心服务器与电站固有D C S、S I S系统互联，具有同步的时间周期。现有巡检技术基本采用独立的外部系统，只处理巡检记录和巡检管理信息本身的数据，只能依靠粗放的边界阈值和巡检人员的经验判断巡检目标的运行状态。本发明系统与电厂D CS同步时间周期一方面可以方便地将巡检数据整合到电厂D C S和S I S的数据库，便于跟电厂其它参数一起查询、存储和分析；另一方面也可通过同步的时间周期精确确定巡检数据的检测时刻，并获取该时刻系统其它运行参数的数值，准确地标识巡检数据采集时的运行和环境状态，为基于巡检数据的深入分析奠定基础，便于电厂S I S等上层系统应用巡检系统的数据进行状态检修和大数据挖掘等进一步的高级应用和分析。
[0012]3.采用包含温度检测、振动检测、声波噪声检测、视频图像采集和人工记录功能的多合一巡检终端。现有巡检终端设备大多局限于处理巡检点位置信息和人工手动输入为主的信息管理层面，部分巡检终端配备有红外温度监测装置。对于电厂系统来说，大多数设备处于高速运转或同高速运转设备相连，其振动幅值和频率受设备的运行状态及不可见的内部破坏影响较大，可通过振动的巡检数据自动分析提前发现潜在的振动和强度问题，避免不必要的事故和损失。固体的振动和流体的流动都会产生具有一定频率特征的声波和噪声，对装置内部和系统巡检点的声波和噪声进行采样分析可获得设备内部的转动、振动和流动状态，这些据靠人、工从外观是无法获知的，对与旋转机械、不可见的阀门开启状态检测、风门和炉膛的流动检测具有重要的意义，现有巡检技术是无法实现的。此外，电厂环境复杂，工艺流程众多，大量故障和问题以漏油、晃动、变色、漏汽等各种可视化的现象表现出来，这些现象无法通过一般的巡检终端进行采集和记录，文字的记录难以反映复杂的就地情况，因此进行视频或图像的记录可使现场巡检结果更加精确和丰富，对于故障资料的充分记录、故障的后期分析和远程诊断等具有重要的意义，这也是现有巡检技术不具备的。
[0013]4.本发明与电厂现有D C S和S I S系统具有同步接口，便于巡检系统功能的升级和巡检数据的各种高级应用的开发，可对未来智能电厂和数字化电厂的建设进行有力的补充。各种S I S系统基于电厂运行数据开发有大量的高级应用和功能，采用本发明可将非连续的巡检数据纳入大数据分析平台，便于远程诊断、状态检修或其它高级功能的开发、升级和应用，而现有巡检技术基本都采用孤立系统，其功能的升级和开发依赖自身有限的软件和硬件平台的支持，且缺乏机组运行参数等数据的支持，因此往往难以实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]附图为本发明一种火电厂智能巡检系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0016]如附图所示，本发明一种火电厂智能巡检系统，包括无线工业以太网3，与无线工业以太网3通过无线连接的巡检数据中心2和多功能巡检终端4 ;所述巡检数据中心2与电站D C S和SIS系统I相连，具有同步的时钟周期，能够查询、读取、写入电站D C S和S
IS系统I的实时和历史数据库；巡检数据中心2通过无线工业以太网3驱动多功能巡检终端4对巡检目标6进行数据采样，并与多功能巡检终端4进行数据交换。
[0017]所述多功能巡检终端4包括红外温度采集传感器、振动采集传感器、声波采集传感器和视频图像采集传感器，还配有识别巡检员5身份的指纹识别器。
[0018]本发明还提供上述火电厂智能巡检系统的巡检方法，巡检员5根据多功能巡检终端4显示的巡检点列表及位置提示，手持多功能巡检终端4前往一个巡检目标6后，通过多功能巡检终端4上的指纹识别器，多功能巡检终端4通过巡检员5的指纹信息验证后，启动巡检点扫描器，扫描巡检目标6标识条码或射频装置，扫描成功后，多功能巡检终端4自动将巡检员5身份信息和巡检目标6的信息上传至巡检数据中心2，巡检数据中心2根据巡检目标6的信息从预设的巡检信息库中查找巡检项目信息，发送巡检目标6的巡检操作流程清单至多功能巡检终端4，巡检员5根据巡检数据中心2返回的巡检操作流程清单依次启动多功能巡检终端4对应的红外温度采集传感器、振动采集传感器、声波采集传感器，部分巡检点需启动视频图像采集，巡检数据中心2对多功能巡检终端4传回的数据进行相应的分析计算，并根据D C S同步时钟，将数据发送至电站D C S和S I S系统I的D C S数据库，同时根据数据的时间标签从D C S数据库获取相关系统运行参数作为当前运行工况的特征标识.根据该特征标识从D C S历史数据库中检索近似工况的巡检历史数据并进行统计分析，绘制各指标参数的历史变化趋势，根据趋势变化和数值的统讣分析异常提示巡检人员进行判断，在必要的时候进行更深入的检测和维扩，根据不同巡检点的需要，终端还会提示巡检员5手动输入目测的就地仪表读数或其它参数。当一个巡检目标的全部巡检项目都完成后，多功能巡检终端4提示未巡检的巡检目标位置，指引巡检员5至下一个巡检目标6。
【权利要求】
1.一种火电厂智能巡检系统，其特征在于:包括无线工业以太网(3)，与无线工业以太网(3)通过无线连接的巡检数据中心(2)和多功能巡检终端(4);所述巡检数据中心(2)与电站D C S和S I S系统(I)相连，具有同步的时钟周期，能够查询、读取、写入电站D C S和S I S系统(I)的实时和历史数据库；巡检数据中心(2)通过无线工业以太网(3)驱动多功能巡检终端(4)对巡检目标(6)进行数据采样，并与多功能巡检终端(4)进行数据交换。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂智能巡检系统其特征在于:所述多功能巡检终端(4)包括红外温度采集传感器、振动采集传感器、声波采集传感器和视频图像采集传感器，还配有识别巡检员(5)身份的指纹识别器。
3.权利要求2所述火电厂智能巡检系统的巡检方法，其特征在于:巡检员(5)根据多功能巡检终端(4)显示的巡检点列表及位置提示，手持多功能巡检终端(4)前往各巡检目标(6)，通过多功能巡检终端(4)上的指纹识别器启动安装于巡检目标(6)的标识条码或射频装置的扫描，扫描成功后，多功能巡检终端(4)自动将巡检员(5)身份信息和巡检目标(6)的信息上传至巡检数据中心(2)，巡检数据中心(2)根据巡检目标(6)的信息从预设的巡检信息库中查找巡检项目信息，发送巡检目标(6)的巡检操作流程清单至多功能巡检终端(4)，巡检员(5)根据巡检数据中心(2)返回的巡检操作流程清单依次启动多功能巡检终端(4)对应的传感器进行数据采集，并根据需要手动输入就地表计的读数，巡检数据中心(2)对多功能巡检终端(4)传回的数据进行相应的分析计算，并根据D C S同步时钟，将数据发送至电站D C S和S I S系统(I)的D C S数据库，同时根据数据的时间标签从D C S数据库获取相关系统运行参数作为当前运行工况的特征标识，根据该特征标识从D C S历史数据库中检索近似工况的巡检历史数据并进行统计分析，根据趋势变化和数值的统计分析异常提示巡检人员进行判断，给出指导性保养和维护意见；当一个巡检目标的全部巡检项目都完成后，多功能巡检终端(4)提示未巡检的巡检目标位置，指引巡检员(5)至下一个巡检目标(6)。
【文档编号】G06Q50/06GK103839302SQ201410062838
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】林伟杰, 薛建中, 高海东, 高林, 何新, 王春利, 刘振宇, 胡博, 黄普格, 侯中峰 申请人:西安西热控制技术有限公司, 西安热工研究院有限公司