一種設(shè)備數(shù)據(jù)的分層采集方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及設(shè)備在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)備數(shù)據(jù)的分層采集方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，像電力、石油化工、冶金等行業(yè)的大型、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備種類日趨繁 多，結(jié)構(gòu)也愈加復(fù)雜，其故障的頻發(fā)不僅給企業(yè)的生產(chǎn)帶來巨大損失，而且還可能造成重大 事故。這些設(shè)備的維修難度較大，也會(huì)占用大量人力和物力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)字信號(hào)處 理技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)正在被企業(yè)所應(yīng)用。
[0003] 狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)通過不斷獲取設(shè)備在運(yùn)行中或相對(duì)于靜態(tài)條件下的狀態(tài)信息，通過 對(duì)這些信息的分析和處理，并結(jié)合設(shè)備的歷史狀態(tài)，來定量地掌握設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，預(yù)測(cè)設(shè) 備壽命，為設(shè)備運(yùn)行和基于狀態(tài)維修提供技術(shù)基礎(chǔ)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)保 存、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警系統(tǒng)等幾個(gè)組成部分。數(shù)據(jù)采集作為狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸入端，必須確保 及時(shí)采集真實(shí)可靠、數(shù)量足夠的數(shù)據(jù)，同時(shí)盡可能的避免過多冗余數(shù)據(jù)造成額外的存儲(chǔ)壓 力。
[0004] 現(xiàn)有的采集技術(shù)一般分為兩類:定時(shí)采集和連續(xù)采集。定時(shí)采集為按照既定的時(shí) 間間隔，每次采集一組波形。由于設(shè)備某些部件劣化的速度非常迅速，比如軸承保持架斷 裂，為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控高危設(shè)備的瞬時(shí)狀態(tài)避免事故，必須設(shè)置非常短的采集間隔時(shí)間。最 極端的情況就是采取連續(xù)采集策略，連續(xù)地觀察設(shè)備每分每秒的狀態(tài)，保證不出現(xiàn)漏報(bào)的 情況。高密度的采集保證了及時(shí)的監(jiān)控，但是占據(jù)了大量存儲(chǔ)資源，低密度的采集確保了數(shù) 據(jù)的存儲(chǔ)，但是無法保證一定能捕捉到系統(tǒng)異常，有漏報(bào)的可能性。
[0005] 為了兼顧實(shí)時(shí)監(jiān)控和合理利用存儲(chǔ)空間，單一的采集技術(shù)無法滿足要求，因此需 要一種系統(tǒng)性層次化的采集方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于此，本發(fā)明提供了一種新的設(shè)備數(shù)據(jù)的分層采集方案，以力圖解決或至少緩 解上面存在的問題。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種設(shè)備數(shù)據(jù)的分層采集方法，該方法包括:將設(shè) 備數(shù)據(jù)至少劃分為第一層級(jí)數(shù)據(jù)、第二層級(jí)數(shù)據(jù)和第三層級(jí)數(shù)據(jù);每間隔第一時(shí)間間隔采 集一組第一層級(jí)數(shù)據(jù)，并獲取該組數(shù)據(jù)的一組第一指標(biāo);每間隔預(yù)定時(shí)間區(qū)間在該預(yù)定時(shí) 間區(qū)間內(nèi)獲取的多組第一指標(biāo)中選擇一組進(jìn)行存儲(chǔ)，以便根據(jù)第一指標(biāo)在狀態(tài)監(jiān)控中捕捉 設(shè)備異常;每間隔第二時(shí)間間隔采集一組第二層級(jí)數(shù)據(jù)，并獲取該組數(shù)據(jù)的一組第二指標(biāo)； 存儲(chǔ)每組第二指標(biāo)，以便根據(jù)第二指標(biāo)在狀態(tài)監(jiān)控中定位設(shè)備故障;每間隔第三時(shí)間間隔 采集一組第三層級(jí)數(shù)據(jù)，并獲取該組數(shù)據(jù)的一組第三指標(biāo);存儲(chǔ)每組第三層級(jí)數(shù)據(jù)和該組 數(shù)據(jù)的一組第三指標(biāo)，以便在設(shè)備異常時(shí)根據(jù)第三層級(jí)數(shù)據(jù)及其第三指標(biāo)診斷設(shè)備故障。
[0008] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，其中將設(shè)備數(shù)據(jù)至少劃分為第一層級(jí) 數(shù)據(jù)、第二層級(jí)數(shù)據(jù)和第三層級(jí)數(shù)據(jù)的步驟還包括:將設(shè)備數(shù)據(jù)至少劃分為第一層級(jí)數(shù)據(jù)、 第二層級(jí)數(shù)據(jù)、第三層級(jí)數(shù)據(jù)和第四層級(jí)數(shù)據(jù)；以及本發(fā)明的方法還包括步驟:每間隔第四 時(shí)間間隔采集一組第四層級(jí)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，以便在設(shè)備異常時(shí)根據(jù)第四層級(jí)數(shù)據(jù)精確診斷設(shè) 備故障。
[0009] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，其中分別采集的第一層級(jí)數(shù)據(jù)、第二層 級(jí)數(shù)據(jù)、第三層級(jí)數(shù)據(jù)和第四層級(jí)數(shù)據(jù)均為時(shí)域波形，第一時(shí)間間隔、第二時(shí)間間隔、第三 時(shí)間間隔和第四時(shí)間間隔依次增大，各層級(jí)數(shù)據(jù)的波形時(shí)長(zhǎng)和采樣點(diǎn)數(shù)均依次增大。
[0010] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，其中第一層級(jí)數(shù)據(jù)的第一時(shí)間間隔為 0,波形時(shí)長(zhǎng)為30毫秒~30秒，采樣點(diǎn)數(shù)為1024~16384;第二層級(jí)數(shù)據(jù)的第二時(shí)間間隔為1 分鐘~60分鐘，波形時(shí)長(zhǎng)為300毫秒~1分鐘，采樣點(diǎn)數(shù)為1024~65536;第三層級(jí)數(shù)據(jù)的第 三時(shí)間間隔為1小時(shí)~24小時(shí)，波形時(shí)長(zhǎng)為1秒~1分鐘，采樣點(diǎn)數(shù)為1024~131072;第四層 級(jí)數(shù)據(jù)的第四時(shí)間間隔為1天~14天，波形時(shí)長(zhǎng)為10秒~60分鐘，采樣點(diǎn)數(shù)為65536~ 4194304。
[0011] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，其中一組第一指標(biāo)包括有效值、峭度指 標(biāo)和頻段能量指標(biāo)。
[0012] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，其中預(yù)定時(shí)間區(qū)間為30秒，每間隔預(yù)定 時(shí)間區(qū)間在該預(yù)定時(shí)間區(qū)間內(nèi)獲取的多組第一指標(biāo)值中選擇一組進(jìn)行存儲(chǔ)的步驟包括:每 間隔預(yù)定時(shí)間區(qū)間在該預(yù)定時(shí)間區(qū)間內(nèi)獲取的多組第一指標(biāo)中選擇有效值最大的一組第 一指標(biāo)進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0013] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，還包括步驟:在獲取第一層級(jí)數(shù)據(jù)的第 一指標(biāo)之后，判斷該第一指標(biāo)中有效值是否超過有效值閾值，若是，則加密采集第三層級(jí)數(shù) 據(jù)和第四層級(jí)數(shù)據(jù)。
[0014] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，加密采集第三層級(jí)數(shù)據(jù)和第四層級(jí)數(shù) 據(jù)的步驟還包括:在加密采集第四層級(jí)數(shù)據(jù)之前，檢測(cè)第四層級(jí)數(shù)據(jù)的加密采集次數(shù)；以及 判斷該加密采集次數(shù)是否超過第四層級(jí)數(shù)據(jù)加密采集閾值，若是，則不加密采集第四層級(jí) 數(shù)據(jù)。
[0015] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，加密采集第三層級(jí)數(shù)據(jù)和第四層級(jí)數(shù) 據(jù)的步驟包括:在當(dāng)前的第三時(shí)間間隔內(nèi)額外采集一組第三層級(jí)數(shù)據(jù)；以及在當(dāng)前的第四 時(shí)間間隔內(nèi)額外采集一組第四層級(jí)數(shù)據(jù)。
[0016] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，其中一組第二指標(biāo)值包括包絡(luò)譜頻段 能量指標(biāo)。
[0017] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集方法中，其中一組第三指標(biāo)包括有效值、峭度指 標(biāo)、頻段能量指標(biāo)、包絡(luò)譜頻段能量指標(biāo)和至少一種零件指標(biāo)，該零件指標(biāo)的種類包括轉(zhuǎn)軸 指標(biāo)、軸承指標(biāo)、齒輪指標(biāo)、葉片指標(biāo)和塔筒指標(biāo)。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種設(shè)備數(shù)據(jù)的分層采集裝置，包括：設(shè)置模 塊，適于將設(shè)備數(shù)據(jù)至少劃分為第一層級(jí)數(shù)據(jù)、第二層級(jí)數(shù)據(jù)和第三層級(jí)數(shù)據(jù);第一采集模 塊，適于每間隔第一時(shí)間間隔采集一組第一層級(jí)數(shù)據(jù)，并獲取該組數(shù)據(jù)的一組第一指標(biāo);還 適于每間隔預(yù)定時(shí)間區(qū)間在該預(yù)定時(shí)間區(qū)間內(nèi)獲取的多組第一指標(biāo)中選擇一組進(jìn)行存儲(chǔ)； 第二采集模塊，適于每間隔第二時(shí)間間隔采集一組第二層級(jí)數(shù)據(jù)，并獲取該組數(shù)據(jù)的一組 第二指標(biāo);第三采集模塊，適于每間隔第三時(shí)間間隔采集一組第三層級(jí)數(shù)據(jù)，并獲取該組數(shù) 據(jù)的一組第三指標(biāo)；以及存儲(chǔ)模塊，適于存儲(chǔ)第一采集模塊選擇存儲(chǔ)的第一指標(biāo)，以便根據(jù) 第一指標(biāo)在狀態(tài)監(jiān)控中捕捉設(shè)備異常;還適于存儲(chǔ)第二采集模塊獲取的每組第二指標(biāo)，以 便根據(jù)第二指標(biāo)在狀態(tài)監(jiān)控中定位設(shè)備故障;還適于存儲(chǔ)第三采集模塊采集的每組第三層 級(jí)數(shù)據(jù)和該組數(shù)據(jù)的一組第三指標(biāo)，以便在設(shè)備異常時(shí)根據(jù)第三層級(jí)數(shù)據(jù)及其第三指標(biāo)診 斷設(shè)備故障。
[0019] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集裝置中，還包括第四采集模塊，設(shè)置模塊適于將 所述設(shè)備數(shù)據(jù)至少劃分為第一層級(jí)數(shù)據(jù)、第二層級(jí)數(shù)據(jù)、第三層級(jí)數(shù)據(jù)和第四層級(jí)數(shù)據(jù)，第 四采集模塊適于每間隔第四時(shí)間間隔采集一組第四層級(jí)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，以及存儲(chǔ)模塊還適于 存儲(chǔ)第四采集模塊采集的第四層級(jí)數(shù)據(jù)，以便在設(shè)備異常時(shí)根據(jù)第四層級(jí)數(shù)據(jù)精確診斷設(shè) 備故障。
[0020] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集裝置中，其中分別采集的第一層級(jí)數(shù)據(jù)、第二層 級(jí)數(shù)據(jù)、第三層級(jí)數(shù)據(jù)和第四層級(jí)數(shù)據(jù)均為時(shí)域波形，第一時(shí)間間隔、第二時(shí)間間隔、第三 時(shí)間間隔和第四時(shí)間間隔依次增大，各層級(jí)數(shù)據(jù)的波形時(shí)長(zhǎng)和采樣點(diǎn)數(shù)均依次增大。
[0021] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的分層采集裝置中，其中第一層級(jí)數(shù)據(jù)的第一時(shí)間間隔為 0,波形時(shí)長(zhǎng)為30毫秒~30秒，采樣點(diǎn)數(shù)為1024~16384;第二層級(jí)數(shù)據(jù)的第二時(shí)間間隔為1 分鐘~60分鐘，波形時(shí)長(zhǎng)為300毫秒~1分鐘，采樣點(diǎn)數(shù)為1024~65536;第三層級(jí)數(shù)據(jù)的第 三時(shí)間間隔為1小時(shí)~24小時(shí)，波形時(shí)長(zhǎng)為1秒~1分鐘，采樣點(diǎn)數(shù)為1024~131072;第