CN113432863A - 阀门健康状态检测及诊断装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阀门健康状态检测及诊断装置，其中，包括：检测平台，多个数据采集箱通过通讯模块与所述检测平台通信；所述数据采集箱设有多个传感器通道接口，所述传感器通道接口连接传感器，用以获取阀门的数据。还公开了一种阀门健康状态检测及诊断方法，其中，控制阀门定位器动作，数据采集箱连接多个传感器实时获取阀门状态数据，数据采集箱将阀门状态数据传输给检测平台，检测平台根据阀门状态数据生成故障信息。通过数据采集箱实时获取安装在阀门上的相关传感器的数据，并传输给检测平台，检测平台结合专家知识库，对其特征数据变化程度进行量化评估，提出预防性维护建议，可以保证控制阀安全可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀门检测设备及方法，尤其涉及一种阀门健康状态检测及诊 断装置及方法。
背景技术
传统的阀门维修观念是让阀门尽可能长时间地工作，一旦发现故障，就使工 厂停车，立即对设备进行维修以恢复其原来的状态。这需要拆卸并拆开阀门，维 修或更换磨损或已坏的零件。然而，零件损坏只在控制阀运行性能下降到控制阀 发生故障的程度才能被检测到，而到该程度可能就来不及实施预防性维护。
因此，本发明致力于解决这种被动性的维修，设计专用气动控制阀的检测及 诊断装置，使控制阀门完成既定的运动，通过各类高精度传感器实时采集阀门行 程等信息，计算分析阀门运行性能特征信息，再结合专家知识库，推断阀门的故 障信息和维护建议。
发明内容
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种阀门健康状态检测及诊断装置，其中，包括：检测平台，多个数据采集 箱通过通讯模块与所述检测平台通信；所述数据采集箱设有多个传感器通道接 口，所述传感器通道接口连接传感器，用以获取阀门的数据。
如上所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其中，所述传感器包括：压力传 感器、行程传感器、阀杆应力传感器。
如上所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其中，所述数据采集箱还包括多 个与所述数据采集通道接口匹配的通道指示灯。
如上所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其中，所述数据采集箱内设有主 控板，所述主控板连接多个所述传感器通道接口、所述通讯模块。
如上所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其中，所述数据采集箱包括金属 壳体，多个所述传感器通道接口安装在所述金属壳体的面板上。
如上所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其中，所述检测平台还包括：与 所述主控板连接的电源接口，所述电源接口连接220VAC供电。
一种阀门健康状态检测及诊断方法，其中，控制阀门定位器动作，数据采集 箱连接多个传感器实时获取阀门状态数据，数据采集箱将阀门状态数据传输给检 测平台，检测平台根据阀门状态数据生成故障信息。
如上所述的阀门健康状态检测及诊断方法，其中，数据采集箱对获取的传感 器数据进行预处理，去除传感器数据中的噪声数据。
如上所述的阀门健康状态检测及诊断方法，其中，在检测平台中建立故障数 学模型，根据实际验证结构多故障数学模型进行优化；将阀门状态数据导入故障 数学模型，生成故障信息。
如上所述的阀门健康状态检测及诊断方法，其中，检测平台针对每一个阀门 建立相应的工程检测数据包，工程检测数据包包括：设置参数、过程数据、波形、 检测结果，检测平台选择检测项目进行重新测试，验证检测结果。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中出现故障再 进行停车维修的问题，通过数据采集箱实时获取安装在阀门上的相关传感器的数 据，并传输给检测平台，检测平台结合专家知识库，对其特征数据变化程度进行 量化评估，提出预防性维护建议，可以保证控制阀安全可靠运行。
附图说明
图1是本发明阀门健康状态检测及诊断装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
图1是本发明阀门健康状态检测及诊断装置的结构示意图，请参见图1，一 种阀门健康状态检测及诊断装置，其中，包括：检测平台3，多个数据采集箱1 通过通讯模块与检测平台3通信；数据采集箱1设有多个传感器2通道接口， 传感器2通道接口连接传感器2，用以获取阀门的数据。
本发明通过数据采集箱1将现场的传感器2采集得到阀门特征数据实时传输 给检测平台3，检测平台3同步获取通过技术标准要求的控制策略，也就是给到 阀门定位器的信号，在检测平台3上，通过人机交互界面，实现阀门特征信息的 同步实时记录和运行过程特征曲线实时显示，并在后台完成过程数据保存。现场 专家可以建立相关的故障数学模型，检测平台3可以在故障数学模型的基础上， 通过过程数据细分和曲线特征识别，分析得到阀门控制性能数据，如基本误差、 滑动摩擦力、控制迟滞过程曲线、流量特性曲线、阀门落座关闭力等，诊断出阀 门故障。
进一步的，传感器2包括：压力传感器、行程传感器、阀杆应力传感器。
进一步的，数据采集箱1还包括多个与数据采集通道接口匹配的通道指示 灯。
进一步的，数据采集箱1内设有主控板，主控板连接多个传感器2通道接口、 通讯模块。
进一步的，数据采集箱1包括金属壳体，多个传感器2通道接口安装在金属 壳体的面板上。
进一步的，检测平台3还包括：与主控板连接的电源接口，电源接口连接 220VAC供电。
在本发明的具体实施过程中，本发明采用便携金属壳体作为数据采集箱1 的机箱，使用金属材质，易于加工。前面板8路航空插头接信号，后面板接220V AC。有线通讯网线接口1个，并冗余配备wifi信号天线。信号通道接口采用通 用9芯，满足不同传感器2识别及防通道误接损坏电路功能。在通道接口指示方 面，采用发光二极管的亮暗表示通道信号的状态信息。
本发明还公开了一种阀门健康状态检测及诊断方法，其中，控制阀门定位器 动作，数据采集箱连接多个传感器实时获取阀门状态数据，数据采集箱将阀门状 态数据传输给检测平台，检测平台根据阀门状态数据生成故障信息。
本发明具体操作过程中，可以通过既定的控制策略，输出4-20mA信号给电 气阀门定位器，检测平台同步获取该控制策略，能够实时获取阀门定位器的数据， 在阀门运动过程中，利用高精度传感器高速同步采样气动执行机构上的膜头压 力、定位器的输入/输出压力、阀门行程、阀杆应力变化等重要信息，结合宏观 和微观的数据曲线变化分析，综合判断得到阀门的特征信息检测结论，如基本误 差、滑动摩擦力、控制迟滞过程曲线、流量特性曲线、阀门落座关闭力等，再依 据专家知识库和规则，推断阀门故障信息。
进一步的，数据采集箱对获取的传感器数据进行预处理，去除传感器数据中 的噪声数据。
进一步的，在检测平台中建立故障数学模型，根据实际验证结构多故障数学 模型进行优化；将阀门状态数据导入故障数学模型，生成故障信息。
进一步的，检测平台针对每一个阀门建立相应的工程检测数据包，工程检测 数据包包括：设置参数、过程数据、波形、检测结果，检测平台选择检测项目进 行重新测试，验证检测结果。
本发明具体的阀门运行特性分析的诊断方案见表1。
表1调节阀智能检测及诊断方案
通过本发明的技术方案，以工程管理模式，实现每个阀门独立信息存储，管 理阀门运动控制过程中所有检测项的数据包，用户可浏览历史的工程检测数据， 并可对其中的任意检测项目进行重新复检。系统的工程文件包含了系统的配置参 数和过程数据、波形及检测结果。
在系统框架设计上，通过软件平台+功能程序包模式，非常方便实现程序版 本升级及系统功能调试。功能程序包的维护和升级，对于其他程序包都是独立的， 即使故障也不影响其他功能运行。
阀门检测及诊断操作过程简单方便，用户只需确定要执行的测试，然后开始 单个检测过程。然后，每个请求的测试按顺序执行，并自动存储为单独的测试数 据库，做为阀门分析的依据。
本发明根据系统诊断需求，需要接入不同类型的传感器，如压力传感器、行 程传感器、阀杆应力传感器。
如果检测结果的精度和可靠性出现问题，即便后续的分析方法和决策系统再 先进，诊断的结果也有可能是错误的。传感器的精度及接口结构的可靠性直接影 响了检测的结果。行程传感器的精度及其测量结构、阀杆应变传感器的设计都是 需要多方面的影响因素。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人 员可以无需创造性劳动或者通过软件编程就可以根据本发明的构思做出诸多修 改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上 通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书 所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种阀门健康状态检测及诊断装置，其特征在于，包括：检测平台，多个数据采集箱通过通讯模块与所述检测平台通信；所述数据采集箱设有多个传感器通道接口，所述传感器通道接口连接传感器，用以获取阀门的数据。
2.根据权利要求1所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其特征在于，所述传感器包括：压力传感器、行程传感器、阀杆应力传感器。
3.根据权利要求1所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其特征在于，所述数据采集箱还包括多个与所述数据采集通道接口匹配的通道指示灯。
4.根据权利要求1所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其特征在于，所述数据采集箱内设有主控板，所述主控板连接多个所述传感器通道接口、所述通讯模块。
5.根据权利要求1所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其特征在于，所述数据采集箱包括金属壳体，多个所述传感器通道接口安装在所述金属壳体的面板上。
6.根据权利要求4所述的阀门健康状态检测及诊断装置，其特征在于，所述检测平台还包括：与所述主控板连接的电源接口，所述电源接口连接220VAC供电。
7.一种阀门健康状态检测及诊断方法，其特征在于，控制阀门定位器动作，数据采集箱连接多个传感器实时获取阀门状态数据，数据采集箱将阀门状态数据传输给检测平台，检测平台根据阀门状态数据生成故障信息。
8.根据权利要求7所述的阀门健康状态检测及诊断方法，其特征在于，数据采集箱对获取的传感器数据进行预处理，去除传感器数据中的噪声数据。
9.根据权利要求7所述的阀门健康状态检测及诊断方法，其特征在于，在检测平台中建立故障数学模型，根据实际验证结构多故障数学模型进行优化；将阀门状态数据导入故障数学模型，生成故障信息。
10.根据权利要求7所述的阀门健康状态检测及诊断方法，其特征在于，检测平台针对每一个阀门建立相应的工程检测数据包，工程检测数据包包括：设置参数、过程数据、波形、检测结果，检测平台选择检测项目进行重新测试，验证检测结果。
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