基于无线物联网技术的压力变送器故障预警系统的制作方法

本发明涉及压力变送器故障预警，具体是基于无线物联网技术的压力变送器故障预警系统。

背景技术：

1、压力变送器在工业领域中起着至关重要的作用，它们广泛应用于各种工业自动化、实时监测、数据无线传输、广泛的应用场景以及用于监测和控制系统中的压力。然而，在使用过程中，压力变送器可能会出现故障，这些故障如果不及时被发现和处理，可能会导致严重的后果；

2、常规压力变送器的故障检测，仍然依赖于工作人员根据压力自动记录来判断，这要求工作人员具有丰富的经验和专业知识；同时工作人员无法随时观测到压力变送器的运行情况，从而及时发现压力变送器的安全隐患状况，往往存在设备异常/停止运行，却没有及时发现，故障检测效率较低；为此，本发明提出基于无线物联网技术的压力变送器故障预警系统。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了基于无线物联网技术的压力变送器故障预警系统。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了基于无线物联网技术的压力变送器故障预警系统，包括电源电路、电源监听模块、压力泄漏监测模块、零点对比模块、振动监测模块、预警中心和故障处理模块；

3、所述电源电路用于为压力变送器供电；所述压力变送器内置有压力芯体传感器、取压管路、液晶屏以及铁电存储芯片；所述电源监听模块用于对电源电路的供电电流和供电电压进行对比监听，计算得到电源电路的欠电流指数w和欠电压指数m，以实现电池供电欠电压欠电流预警；

4、所述压力泄漏监测模块用于对压力芯体传感器的压力泄漏数据进行监测，通过对压力芯体传感器压力泄露曲线叠加对比，实现取压管路泄漏及堵塞预警；

5、所述零点对比模块用于通过对压力芯体传感器原始压力零点采样码进行对比，当相邻的零点采样码误差值超过预设差值，则判断压力变送器出现零点漂移现象，生成零点漂移预警信号至预警中心；

6、所述振动监测模块用于通过对液晶屏点缺陷对比以及内部系统程序自检判断振动损伤预警；若液晶屏点缺陷超过预设数量，则判断液晶屏出现振动损伤，生成振动损伤预警信号至预警中心；

7、所述预警中心接收到各类预警信号后，生成故障处理任务至故障处理模块；所述故障处理模块接收到故障处理任务后安排工作人员进行故障排查，以快速定位故障问题并采取相应的措施。

8、进一步地，所述电源监听模块的具体监听步骤包括：

9、从初始时刻起，按照预设间隔时长采集电源电路的实时供电电流，并依次标记为c1、c2、…、ci，得到电源电流信息组；i＝1，2，…，n；

10、将实时供电电流ci与额定电流进行比对；若ci小于额定电流且持续时长超过第一预设时长，则生成电池供电欠电流预警信号；

11、否则对电源电流信息组进行下一步分析，计算得到电源电路的欠电流指数w；

12、若欠电流指数w大于预设指数阈值，则生成电池供电欠电流预警信号；所述电源监听模块用于将电池供电欠电流预警信号传输至预警中心。

13、进一步地，根据实时供电电流的时空变化情况计算得到电源电路的欠电流指数w，具体包括：

14、遍历电源电流信息组，将供电电流最大值标记为cmax，将供电电流最小值标记为cmin，利用公式ce＝(cmax-cmin)/cmax计算得到差异比ce；

15、将c1、c2、…、ci进行相互比较；当|ci-c(i-1)|＞预设差值时，则表明电池供电电流不稳定，此时将|ci-c(i-1)|标记为电流偏离值；所述预设差值由管理员预设，为大于0的实数；

16、在预设时间段内，统计电流偏离值的出现次数为z1，将所有的电流偏离值进行累加得到电流偏离总值z2；利用公式计算得到电源电路的欠电流指数w；其中b1、b2均为预设系数因子。

17、进一步地，所述电源监听模块还包括：

18、按照预设间隔时长采集电源电路的实时供电电压，并依次标记为d1、d2、…、di，得到电源电压信息组；i＝1，2，…，n；

19、将实时供电电压di与额定电压进行比对；若di小于额定电压且持续时长超过第二预设时长，则生成电池供电欠电压预警信号；

20、否则对电源电压信息组进行下一步分析，计算得到电源电路的欠电压指数m；其中欠电压指数m与欠电流指数w的计算方法一致；

21、若欠电压指数m大于预设指数阈值，则生成电池供电欠电压预警信号；所述电源监听模块用于将电池供电欠电压预警信号传输至预警中心。

22、进一步地，所述压力泄漏监测模块的具体监测步骤包括：

23、第一步、建立压力芯体传感器的压力泄漏数据随时间变化的曲线图；根据实时压力泄漏数据的变化情况将曲线图分割为上升阶段、过渡阶段和下降阶段；

24、第二步、分别计算曲线图中上升阶段、过渡阶段和下降阶段曲线方程的实时压力泄漏变化导数值；

25、第三步、当压力泄漏数据处于上升阶段，若在第一预设时间t1内，取压管路的实时压力泄漏变化导数值都大于预设导数阈值，则判断取压管路泄漏，生成取压管路泄漏预警信号；

26、第四步、当压力泄漏数据处于下降阶段，若在第一预设时间t1内，取压管路的实时压力泄露变化导数值的绝对值都大于预设导数阈值，则判断取压管路堵塞，生成取压管路堵塞预警信号；所述压力泄露监测模块用于将取压管路泄漏预警信号、取压管路堵塞预警信号传输至预警中心。

27、进一步地，液晶屏点缺陷是应用深度学习算法进行图像识别得到。

28、进一步地，该系统还包括压力上下限监测模块，所述压力上下限监测模块用于通过物联网技术设置上下限压力阈值，每一次采样取压管路的上下压力均判断是否超过上下限压力阈值，当超过预设的上下限压力阈值，则生成取压管路压力上下限超限预警信号至预警中心。

29、进一步地，该系统还包括防护监测模块，所述防护监测模块包括湿度传感器mems芯片，用于读取变送器壳体内的湿度水平；当湿度水平超过预设湿度预设值时，触发压力变送器ip68防护泄露预警，生成防护泄露预警信号至预警中心。

30、进一步地，其中，故障排查包括：重新检查取压管路是否存在泄漏、检查取压管上的阀门是否存在泄漏、检查压力变送器是否零点漂移并进行现场校准处理、检查电源电路是否欠电压欠电流、检查变送器壳体胶圈是否老化触发ip68防护泄露，是否需要更换变送器壳体胶圈。

31、进一步地，所述压力上下限监测模块还包括：自动采集3次取压管路的上下压力取平均值后判断是否超过上下限压力阈值；当超过预设的上下限压力阈值，则生成取压管路压力上下限超限预警信号。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、本发明通过对电源电路对比监听来实现电池供电欠电压欠电流预警；通过对压力芯体传感器压力泄露曲线叠加对比，判断取压管路泄漏及堵塞预警；通过对压力芯体传感器原始压力零点采样码对比，判断压力变送器零点漂移预警；通过对液晶屏点缺陷对比判断及内部系统程序自检判断振动损伤预警；通过物联网技术设置上下限压力值，以实现取压管路压力上下限超限预警；通过湿度传感器mems芯片，来读取变送器壳体内的湿度水平，当超过一定湿度预设值，触发压力变送器ip68防护泄漏预警；可以降低人员的专业知识和经验，通过软硬件自身系统，对潜在或即将发生的变送器故障及时预警；同时这些预警可以保证物联网压力变送器的精度和灵敏度，最大程度的满足变送器安全完整性等级sil3的长期稳定运行。