CN108663980A - 电站锅炉远程在线诊断***及其在线诊断方法 - Google Patents

电站锅炉远程在线诊断***及其在线诊断方法 Download PDF

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Abstract

电站锅炉远程在线诊断***及其在线诊断方法。计算机应用和人工智能技术获得重大发展，电站锅炉故障诊断趋向智能化发展，传统的依靠人工检测的方式已经无法满足电力***设备运行的要求。本发明组成包括现场测控局域网和远程诊断中心，远程诊断中心包括远程诊断中心局域网（1），数据库服务器（2）、诊断服务器（3）、Web服务器（4）和数据存储服务器（5）之间通过远程诊断中心局域网相互连接，诊断服务器与一组诊断模块（6）连接，数据存储服务器与中心存储磁盘阵列（7）连接，远程诊断中心局域网与现场测控局域网的数据转发服务器（8）通过防火墙和VPN路由器接入Internet进行连接。本发明应用于电站锅炉远程在线诊断。

Description

电站锅炉远程在线诊断***及其在线诊断方法
技术领域：
本发明涉及一种电站锅炉远程在线诊断***及其在线诊断方法。
背景技术：
随着现代传感技术的发展，高性能的采集器的不断出现以及计算机技术的发展，信号处理技术和故障诊断技术的不断完善，此外，计算机应用和人工智能技术获得重大发展，电站锅炉故障诊断趋向智能化发展，传统的依靠人工检测的方式已经无法满足电力***设备运行的要求。具体而言，当前电厂中锅炉设备运维管理存在一些问题，普遍采用定期检修，从而需要大量运维人员，造成检修费用及资源的浪费，同时现有故障诊断依据单一，故障发现和处理异常时，更多依靠于运行人员经验判断，缺乏更强的技术支撑，缺乏对健康状况长期趋势分析。
发明内容：
为了克服现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种电站锅炉远程在线诊断***及其在线诊断方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种电站锅炉远程在线诊断***，其组成包括：现场测控局域网和远程诊断中心，所述的远程诊断中心包括远程诊断中心局域网，数据库服务器、诊断服务器、Web服务器和数据存储服务器之间通过所述的远程诊断中心局域网相互连接，所述的诊断服务器与一组诊断模块连接，所述的数据存储服务器与中心存储磁盘阵列连接，所述的远程诊断中心局域网与现场测控局域网的数据转发服务器通过防火墙和VPN路由器接入Internet进行连接；
所述的数据转发服务器与数据库服务器连接，所述的数据库服务器与一组安装在机组的数据采集服务器连接。
所述的电站锅炉远程在线诊断***，远程诊断中心在运行数据积累和现场运行实际的基础上，调整和完善分析模型，形成对设备故障异常诊断的模块，实时监测电厂机组状态，并通过结合现场运行维护实际情况和专家诊断经验，在发现数据异常时给出相应的运维分析结果、建议和指导意见；
远程诊断中心采用了基于VPN技术的以太网的方式来构建,结构采用数据库服务器、诊断服务器和Web服务器分离的三层体系结构，诊断服务器通过调用诊断服务程序来实现对远程客户的故障诊断,数据库服务器用于存放数据采集***所采集的数据,数据库中的数据被用户查询、分析和处理并生成历史数据库，基于VPN的远程故障诊断***使用了三个方面的技术保证通信的安全性:隧道协议、身份验证和数据加密，远程故障诊断***以基于安全协议的IP隧道为基础,实现了网络的互联，当现场测控网客户机向诊断中心VPN服务器发出请求后,VPN服务器响应请求并向客户机发出身份质询,客户机将加密的响应信息发送到VPN服务器,VPN服务器根据用户数据库检查该响应，如果帐户有效,VPN服务器将检查该用户是否具有远程访问权限,如果该用户有远程访问的权限,VPN接受此连接，在身份验证过程中产生的客户机和服务器公有密钥将用来对数据进行加密；
数据采集方面，电厂侧的数据采集软件以调用平台数据传输接口的形式，将数据包远程发送存储至平台数据库，数据传输具有数据缓冲和数据恢复的功能，在因网络线路故障或其他原因导致数据无法传输时，在故障修复后可以重新传送电厂侧这段时间内的数据，传输的数据采用二进制和VPN技术进行加密，数据包进行压缩，在保证数据真实的情况下减少网络传输资源的占用。
上述电站锅炉远程在线诊断***的在线诊断方法，该在线诊断方法步骤如下:
1.对现场采集的锅炉运行数据通过VPN网络传输到远程诊断中心;
2.远程诊断中心对现场采集的数据样本通过模型进行训练，建立故障诊断模型;
3.远程诊断中心对现场信号数据进行小波变换，提取故障特征，将运行数据作为输入层输入在线诊断***;
4.远程诊断中心对故障进行分析诊断，得出诊断结果;
5.将诊断结果生成报告输出给用户。
本发明的有益效果：
1.本发明电站锅炉远程在线诊断***通过收集分布于不同区域、不同设备的数据，进行集中采集、存储和挖掘，利用专家分析和大数据工具，建立适合电厂的知识库模型、案例分析模型，可以实时分析锅炉主机和辅机设备的运行状态、故障点、故障原因并为运行维护人员提供排除故障的处理办法，从而实现对锅炉设备故障及异常的早期预警和诊断，实现电站锅炉机组高效安全优化运行。
本发明电站锅炉远程在线诊断***同时有效地解决了远程故障诊断中通信安全性的问题，同时，***包括数个专家诊断模块，每个诊断模块包含厂内专家团队根据机组特点设计的诊断算法和模型，可以根据实际情况对诊断模块进行新增、修改。***根据专家诊断算法，对数据库中的电厂机组运行数据进行分布式数据清洗、挖掘，判断机组状态并预测可能存在的故障隐患，并即时将锅炉机组状态、参数可视化显示到平台前端页面，如果发现机组状态异常或存在隐患，将自动生成诊断报告，生成故障种类、应对方案及建议。根据专家对学习示例的分析，确定训练样本，对样本进行训练，将训练后的神经网络作为专家***的知识库，在此基础上建立故障诊断专家***，提高了故障诊断的效率，专家***保证了故障诊断的可靠性。
本发明通过远程诊断云平台，能够有效对锅炉机组运行安全状态进行监控，能够实现下列效果：（1）降低故障发生概率；（2）快速诊断锅炉设备故障；（3）提高锅炉设备可靠性/可用性；（4）减少锅炉非计划停机；（5）降低锅炉计划性维修成本；（6）24小时的锅炉运维咨询与指导。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式：
实施例1：
一种电站锅炉远程在线诊断***，其组成包括：现场测控局域网和远程诊断中心，所述的远程诊断中心包括远程诊断中心局域网1，数据库服务器2、诊断服务器3、Web服务器4和数据存储服务器5之间通过所述的远程诊断中心局域网相互连接，所述的诊断服务器与一组诊断模块6连接，所述的数据存储服务器与中心存储磁盘阵列7连接，所述的远程诊断中心局域网与现场测控局域网的数据转发服务器8通过防火墙和VPN路由器接入Internet进行连接；
所述的数据转发服务器与数据库服务器9连接，所述的数据库服务器与一组安装在机组的数据采集服务器10连接。
实施例2：
根据实施例1所述的电站锅炉远程在线诊断***，远程诊断中心在运行数据积累和现场运行实际的基础上，调整和完善分析模型，形成对设备故障异常诊断的模块，实时监测电厂机组状态，并通过结合现场运行维护实际情况和专家诊断经验，在发现数据异常时给出相应的运维分析结果、建议和指导意见；
远程诊断中心采用了基于VPN技术的以太网的方式来构建,结构采用数据库服务器、诊断服务器和Web服务器分离的三层体系结构，诊断服务器通过调用诊断服务程序来实现对远程客户的故障诊断,数据库服务器用于存放数据采集***所采集的数据,数据库中的数据被用户查询、分析和处理并生成历史数据库，基于VPN的远程故障诊断***使用了三个方面的技术保证通信的安全性:隧道协议、身份验证和数据加密，远程故障诊断***以基于安全协议的IP隧道为基础,实现了网络的互联，当现场测控网客户机向诊断中心VPN服务器发出请求后,VPN服务器响应请求并向客户机发出身份质询,客户机将加密的响应信息发送到VPN服务器,VPN服务器根据用户数据库检查该响应，如果帐户有效,VPN服务器将检查该用户是否具有远程访问权限,如果该用户有远程访问的权限,VPN接受此连接，在身份验证过程中产生的客户机和服务器公有密钥将用来对数据进行加密；
数据采集方面，电厂侧的数据采集软件以调用平台数据传输接口的形式，将数据包远程发送存储至平台数据库，数据传输具有数据缓冲和数据恢复的功能，在因网络线路故障或其他原因导致数据无法传输时，在故障修复后可以重新传送电厂侧这段时间内的数据，传输的数据采用二进制和VPN技术进行加密，数据包进行压缩，在保证数据真实的情况下减少网络传输资源的占用。
实施例3：
上述电站锅炉远程在线诊断***的在线诊断方法，该在线诊断方法步骤如下:
1.对现场采集的锅炉运行数据通过VPN网络传输到远程诊断中心;
2.远程诊断中心对现场采集的数据样本通过模型进行训练，建立故障诊断模型;
3.远程诊断中心对现场信号数据进行小波变换，提取故障特征，将运行数据作为输入层输入在线诊断***;
4.远程诊断中心对故障进行分析诊断，得出诊断结果;
5.将诊断结果生成报告输出给用户。
工作流程为：
电站锅炉远程在线诊断***由现场测控局域网、远程诊断中心组成。现场数据采集总线与以太网段的互联,数据库服务器主要负责采集数据的存储,现场测控局域网通过防火墙和VPN路由器接入Internet。远程诊断中心是远程诊断***的核心部分,它的功能是在运行数据积累和现场运行实际的基础上，调整和完善分析模型，形成对设备故障异常诊断的模块，实时监测电厂机组状态，并通过结合现场运维实际和专家诊断经验，在发现数据异常时给出相应的运维分析结果、建议和指导意见。
远程诊断中心采用了基于VPN技术的以太网的方式来构建,结构采用数据库服务器、诊断服务器和Web服务器分离的三层体系结构,包括: Web服务器、诊断服务器、数据库服务器等。故障诊断中心通过防火墙和VPN路由器接入Internet。诊断服务器通过调用诊断服务程序来实现对远程客户的故障诊断,数据库服务器用于存放数据采集***所采集的数据,数据库中的数据可以被用户查询、分析和处理并生成历史数据库,从而了解设备的运行状况和发展趋势,在故障发生后也可为诊断和维修提供依据。VPN直接构建在Internet上,通信安全问题极其重要。基于VPN的远程故障诊断***使用了三个方面的技术保证通信的安全性:隧道协议、身份验证和数据加密。远程故障诊断***以基于安全协议的IP隧道为基础,实现了网络的互联。当现场测控网客户机向诊断中心VPN服务器发出请求后,VPN服务器响应请求并向客户机发出身份质询,客户机将加密的响应信息发送到VPN服务器,VPN服务器根据用户数据库检查该响应。如果帐户有效,VPN服务器将检查该用户是否具有远程访问权限,如果该用户有远程访问的权限,VPN接受此连接。在身份验证过程中产生的客户机和服务器公有密钥将用来对数据进行加密。
数据采集方面，电厂侧的数据采集软件以调用平台数据传输接口的形式，将数据包远程发送存储至平台数据库。数据传输具有数据缓冲和数据恢复的功能，在因网络线路故障或其他原因导致数据无法传输时，在故障修复后可以重新传送电厂侧这段时间内的数据。传输的数据采用二进制和VPN技术进行加密，数据包进行压缩，在保证数据真实的情况下减少网络传输资源的占用。

Claims (3)

1.一种电站锅炉远程在线诊断***，其组成包括：现场测控局域网和远程诊断中心，其特征是：所述的远程诊断中心包括远程诊断中心局域网，数据库服务器、诊断服务器、Web服务器和数据存储服务器之间通过所述的远程诊断中心局域网相互连接，所述的诊断服务器与一组诊断模块连接，所述的数据存储服务器与中心存储磁盘阵列连接，所述的远程诊断中心局域网与现场测控局域网的数据转发服务器通过防火墙和VPN路由器接入Internet进行连接；
所述的数据转发服务器与数据库服务器连接，所述的数据库服务器与一组安装在机组的数据采集服务器连接。
2.根据权利要求1所述的电站锅炉远程在线诊断***，其特征是：远程诊断中心在运行数据积累和现场运行实际的基础上，调整和完善分析模型，形成对设备故障异常诊断的模块，实时监测电厂机组状态，并通过结合现场运行维护实际情况和专家诊断经验，在发现数据异常时给出相应的运维分析结果、建议和指导意见；
远程诊断中心采用了基于VPN技术的以太网的方式来构建,结构采用数据库服务器、诊断服务器和Web服务器分离的三层体系结构，诊断服务器通过调用诊断服务程序来实现对远程客户的故障诊断,数据库服务器用于存放数据采集***所采集的数据,数据库中的数据被用户查询、分析和处理并生成历史数据库，基于VPN的远程故障诊断***使用了三个方面的技术保证通信的安全性:隧道协议、身份验证和数据加密，远程故障诊断***以基于安全协议的IP隧道为基础,实现了网络的互联，当现场测控网客户机向诊断中心VPN服务器发出请求后,VPN服务器响应请求并向客户机发出身份质询,客户机将加密的响应信息发送到VPN服务器,VPN服务器根据用户数据库检查该响应，如果帐户有效,VPN服务器将检查该用户是否具有远程访问权限,如果该用户有远程访问的权限,VPN接受此连接，在身份验证过程中产生的客户机和服务器公有密钥将用来对数据进行加密；
数据采集方面，电厂侧的数据采集软件以调用平台数据传输接口的形式，将数据包远程发送存储至平台数据库，数据传输具有数据缓冲和数据恢复的功能，在因网络线路故障或其他原因导致数据无法传输时，在故障修复后可以重新传送电厂侧这段时间内的数据，传输的数据采用二进制和VPN技术进行加密，数据包进行压缩，在保证数据真实的情况下减少网络传输资源的占用。
3.根据权利要求1或2所述的电站锅炉远程在线诊断***的在线诊断方法，其特征是：该在线诊断方法步骤如下:
对现场采集的锅炉运行数据通过VPN网络传输到远程诊断中心;
远程诊断中心对现场采集的数据样本通过模型进行训练，建立故障诊断模型;
远程诊断中心对现场信号数据进行小波变换，提取故障特征，将运行数据作为输入层输入在线诊断***;
远程诊断中心对故障进行分析诊断，得出诊断结果;
将诊断结果生成报告输出给用户。
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