CN115027634A - 一种动力守护供应船故障预警方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动力守护供应船故障预警方法和***,动力守护供应船故障预警方法包括:对动力守护供应船采集所需的数据,并将数据进行存储;对数据进行分析和处理,以获得动力守护供应船的故障特征;将故障特征与预设的大数据模型比对,并进行模型匹配;显示模型匹配的结果,若故障特征与大数据模型相匹配,则进行预警报警;反之,则不进行预警报警。本发明的动力守护供应船故障预警方法能够通过故障预警功能,及时更换备件或者提前进行检修。
Description
技术领域
本发明属于海洋石油开发领域,具体涉及一种动力守护供应船故障预警方法和***。
背景技术
液化天然气(Liquefied Natural Gas)动力守护供应船,是海洋工程支持船(Offshore Supply Vessel)的一种。海洋工程支持船是海洋石油开发的必备装备,为海上设施提供抛锚、拖曳、定位、物料供应、守护、消防、人员载运、溢油回收、提油支持、破冰等多种作业支持。液化天然气动力守护供应船作为一种以液化天然气作为能源的海洋工程支持船,在电气结构上增加了液化天然气储罐,为了满足大推力的要求而采用电动力,包含了主发电机组、推进器电机等电气设施。
液化天然气动力守护供应船相对于普通散货船、集装箱船,由于作业任务复杂、作业周期长、作业环境相对恶劣,对于电气***可靠性的要求也相对较高。目前通常采用故障监控报警***对船只的健康状态进行监测,以当电气设备发出故障信号时,***能够将接收信号并由船员通知专业技术人员进行处理。现有技术中,电气设备故障事故发生时具有突然性,故障监控报警***不具有故障预警功能,从而难以及时更换备件或者提前进行检修,进而导致生产作业进度受到影响。此外,采用振动分析的方式进行轴系类设备的健康状况评估与故障诊断是当前较为行之有效的一种手段,然而振动分析所采样的数据具有采样频度较高、采样数据量较大,故障监控报警***也常会发生存储和处理大规模的采集数据的难度高的问题。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题,本发明目的在于提供一种动力守护供应船故障预警方法,以能够通过故障预警功能,及时更换备件或者提前进行检修。
根据本申请的第一方面,提供了一种动力守护供应船故障预警方法,动力守护供应船故障预警方法的步骤包括:对动力守护供应船采集所需的数据,并将数据进行存储;对数据进行分析和处理,以获得动力守护供应船的故障特征;将故障特征与预设的大数据模型比对,并进行模型匹配;显示模型匹配的结果,若故障特征与大数据模型相匹配,则进行预警报警;反之,则不进行预警报警。
在一些实施例中,采集所需的数据进一步包括:采集动力守护供应船的机舱的艉轴位置在各工况下的轴功率。
在一些实施例中,对采集的数据进行分析和处理进一步包括:结合轴功率分析主发电机组、主推进电机、推进器、船体之间协作情况,并计算推进效率。
在一些实施例中,采集所需的数据进一步包括:采集动力守护供应船的底舱内的各个风机和/或水泵的振动数据;和/或采集主发电机组的燃气和燃油的消耗量数据。
在一些实施例中,对采集的数据进行分析和处理进一步包括:获得数据的健康态势概览和/或健康程度评估和/或实时振动分析和/或健康情况日志。
根据本申请的第二方面,提供了一种动力守护供应船故障预警***,应用于上述的动力守护供应船故障预警方法,其中,动力守护供应船包括驾驶舱、集控室、机舱、底舱,其特征在于,动力守护供应船故障预警***包括:数据采集装置,其设置于集控室内;数据存储服务器,其设置于驾驶舱的控制台内部;故障预警应用服务器,其设置于驾驶舱的控制台内部;故障预警应用平台,其内设有预诊断与健康管理工具,预诊断与健康管理工具用于将数据进行分析、处理;船舶网络***,其用于电连接和/或通讯连接数据采集装置、数据存储服务器、故障预警应用服务器以及故障预警应用平台。
在一些实施例中,还包括轴功率仪,其设置于机舱的艉轴位置,轴功率仪通过船舶网络***与数据采集装置相连。
在一些实施例中,还包括振动检测装置,其设置于底舱,同时,振动检测装置通过船舶网络***与底舱内的各个风机、水泵以及数据采集装置进行数据通讯。
在一些实施例中,还包括设置在主发电机组的燃气阀箱单元内的燃气流量计和设置在主发电机组的燃油管路上的燃油流量计,燃气流量计和燃油流量计通过船舶网络***与数据采集装置相连,燃气流量计和燃油流量计用于采集主发电机组的燃气和燃油的消耗量数据。
在一些实施例中,船舶网络***包括若干个以太网线和若干个交换机,若干个以太网线和若干个交换机用于电连接和/或通讯连接数据采集装置、数据存储服务器、故障预警应用服务器以及故障预警应用平台。
本申请的动力守护供应船故障预警方法和动力守护供应船故障预警***,通过设置数据采集装置进行点对点的数据采集、设置数据存储服务器对采集数据的存储,同时,通过使用大数据模型比对技术对采集到的海量数据进行分析与处理,对特定故障特征进行人工智能算法模型匹配,并采用图表显示数据分析结果,这样能够对动力守护供应船内各设备的性能衰退情况进行有效感知、对故障能够提前预判,而且,结合大数据模型比对能够提高故障预判的准确性的同时,还能够及时地通知专业技术人员进行提前处理。
附图说明
图1为本发明实施例的动力守护供应船故障预警方法的流程示意图;
图2为本发明实施例的动力守护供应船故障预警***的***连接示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明的一种动力守护供应船故障预警方法做进一步详细的描述。
图1为本发明实施例的动力守护供应船故障预警方法100的流程示意图;
图2为本发明实施例的动力守护供应船故障预警***200的***连接示意图。结合图1和图2所示,本申请提供了一种动力守护供应船故障预警方法100,并同时提供了一种应用该动力守护供应船故障预警方法100的动力守护供应船故障预警***200。因此,为了能够更为直接的对本申请的动力守护供应船故障预警方法100进行描述,先对该动力守护供应船故障预警***200进行如下描述。
请参照图2,本申请的一种动力守护供应船故障预警***200,其中的动力守护供应船包括驾驶舱、集控室、机舱、底舱。本申请中,驾驶舱、集控室、机舱、底舱应当理解为现有技术中的动力守护供应船的常规结构。
本申请的动力守护供应船故障预警***200包括:数据采集装置10,其设置于集控室内;数据存储服务器20,其设置于驾驶舱的控制台内部;故障预警应用服务器30,其设置于驾驶舱的控制台内部;故障预警应用平台40,其内设有预诊断与健康管理工具,预诊断与健康管理工具用于将数据进行分析、处理;船舶网络***201,其用于电连接和/或通讯连接数据采集装置10、数据存储服务器20、故障预警应用服务器30以及故障预警应用平台40。
本申请中所提到的数据采集装置10可根据采集所需的数据具体设置数据采集的仪器和仪器的具***置,以提高数据采集的准确性。例如下文提到的轴功率仪50、振动检测装置60等。本申请中所提到的数据存储服务器20可用于存储海量的数据,同时也可适应数据具有的采样频度较高的特点(也就是具有较高的读取速度)。本申请中所提到的故障预警应用平台40可为电脑端或手机端等,其内设有的预诊断与健康管理工具为能够用于对数据进行分析、处理的软件或程序等。本申请中所提到的故障预警应用平台40内应该包括动力守护供应船的故障的大数据模型。本申请中所提到的动力守护供应船可为液化天然气(Liquefied Natural Gas)动力守护供应船。
请继续参照图2,在一些实施例中,动力守护供应船故障预警***200还可包括轴功率仪50,其设置于机舱的艉轴位置,轴功率仪50通过船舶网络***201与数据采集装置10相连。通过该设置,轴功率仪50能够获取动力守护供应船在各工况下的轴功率,通过获得的轴功率,可用于分析动力守护供应船的主发电机组70、主推进电机、推进器、船体之间协作情况,同时还能够计算推进效率。
请继续参照图2,在一些实施例中,动力守护供应船故障预警***200还可包括振动检测装置60,其设置于底舱,同时,振动检测装置60通过船舶网络***201与底舱内的各个风机、水泵以及数据采集装置10进行数据通讯。
请继续参照图2,在一些实施例中,动力守护供应船故障预警***200还可包括设置在主发电机组70的燃气阀箱单元内的燃气流量计71和设置在主发电机组70的燃油管路上的燃油流量计72,燃气流量计71和燃油流量计72通过船舶网络***201与数据采集装置10相连,燃气流量计71和燃油流量计72用于采集主发电机组70的燃气和燃油的消耗量数据。
需要说明的是,动力守护供应船故障预警***200也可包括其他的用于数据采集的仪器,并可将该仪器设置相应的采集位。
在一些实施例中,船舶网络***201包括若干个以太网线和若干个交换机,若干个以太网线和若干个交换机用于电连接和/或通讯连接数据采集装置10、数据存储服务器20、故障预警应用服务器30以及故障预警应用平台40。
请回到图1,结合上述的一种动力守护供应船故障预警***200,本申请提供的一种动力守护供应船故障预警方法100,其步骤包括:
步骤一S01,对动力守护供应船采集所需的数据,并将数据进行存储。
在步骤一S01中,采集所需的数据进一步包括:
采集动力守护供应船的机舱的艉轴位置在各工况下的轴功率。具体的,可将轴功率仪50安装于动力守护供应船的机舱的艉轴位置以获取各工况的轴功率,通过获得的轴功率,可用于分析动力守护供应船的主发电机组70、主推进电机、推进器、船体之间协作情况,同时还能够计算推进效率。
采集动力守护供应船的底舱内的各个风机、水泵的振动数据。具体的,可将振动检测装置60安装于动力守护供应船的底舱,其中,振动检测装置60可采用振动传感仪。通过使用振动传感仪对动力守护供应船内的各类风机、水泵等多处采集点进行振动数据的探测,并汇总到振动采集装置内。通过以太网线和交换机,实现振动采集装置和数据采集装置10之间进行通信。
采集主发电机组70的燃气和燃油的消耗量数据。具体的,主发电机组70的燃气阀箱单元内具有燃气流量计71,主发电机组70的燃油管路上加装燃油流量计72,通过流量计采集主发电机组70燃气和燃油消耗量数据。
步骤二S02,对数据进行分析和处理,以获得动力守护供应船的故障特征。在该步骤二S02中,对数据进行分析和处理,可例如,结合轴功率分析主发电机组70、主推进电机、推进器、船体之间协作情况,并计算推进效率。对数据处理后,可通过获得数据的健康态势概览、健康程度评估、实时振动分析、健康情况日志,以获得动力守护供应船的故障特征。
步骤三S03,将故障特征与预设的大数据模型比对,并进行模型匹配。在该步骤三S03中,使用大数据模型比对技术对采集到的海量的数据的分析和处理结果进行模型匹配,即通过将故障特征与预设的大数据模型比对,该比对的过程可通过人工智能算法模型匹配,并采用图表显示匹配结果。
步骤四S04,显示模型匹配的结果,若故障特征与大数据模型相匹配,则进行预警报警;反之,则不进行预警报警。在该步骤S04中,通过比对的结果能够对动力守护船的性能衰退情况进行有效感知与预警。例如,在上述采集的数据中,轴功率、振动数据、或燃气和燃油的消耗量数据,出现了异常,该异常即可构造为故障特征,将该故障特征与大数据模型比对的过程中,分析出该故障特征可能会产生的故障,并通过故障监控报警***进行预警报警。
与现有技术中相对比,电气设备故障事故发生时具有突然性,故障监控报警***不具有故障预警功能,从而难以及时更换备件或者提前进行检修,进而导致生产作业进度受到影响。此外,采用振动分析的方式进行轴系类设备的健康状况评估与故障诊断是当前较为行之有效的一种手段,然而振动分析所采样的数据具有采样频度较高、采样数据量较大,故障监控报警***也常会发生存储和处理大规模的采集数据的难度高的问题。本申请中,应用上述的动力守护供应船故障预警方法100和动力守护供应船故障预警***200的动力守护供应船,通过设置数据采集装置10进行点对点的数据采集、设置数据存储服务器20对采集数据的存储,同时,通过使用大数据模型比对技术对采集到的海量数据进行分析与处理,对特定故障特征进行人工智能算法模型匹配,并采用图表显示数据分析结果,这样能够对动力守护供应船内各设备的性能衰退情况进行有效感知、对故障能够提前预判,而且,结合大数据模型比对能够提高故障预判的准确性的同时,还能够及时地通知专业技术人员进行提前处理。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种动力守护供应船故障预警方法,其特征在于,所述动力守护供应船故障预警方法的步骤包括:
对动力守护供应船采集所需的数据,并将所述数据进行存储;
对所述数据进行分析和处理,以获得动力守护供应船的故障特征;
将所述故障特征与预设的大数据模型比对,并进行模型匹配;
显示所述模型匹配的结果,若所述故障特征与所述大数据模型相匹配,则进行预警报警;反之,则不进行预警报警。
2.根据权利要求1所述的动力守护供应船故障预警方法,其特征在于,所述采集所需的数据进一步包括:
采集动力守护供应船的机舱的艉轴位置在各工况下的轴功率。
3.根据权利要求2所述的动力守护供应船故障预警方法,其特征在于,对所述数据进行分析和处理进一步包括:
结合所述轴功率分析主发电机组、主推进电机、推进器、船体之间协作情况,并计算推进效率。
4.根据权利要求2或3所述的动力守护供应船故障预警方法,其特征在于,所述采集所需的数据进一步包括:
采集动力守护供应船的底舱内的各个风机和/或水泵的振动数据;和/或
采集主发电机组的燃气和燃油的消耗量数据。
5.根据权利要求4所述的动力守护供应船故障预警方法,其特征在于,对所述数据进行分析和处理进一步包括:
获得所述数据的健康态势概览和/或健康程度评估和/或实时振动分析和/或健康情况日志。
6.一种动力守护供应船故障预警***,应用于根据权利要求1至5中任一项所述的动力守护供应船故障预警方法,其中,所述动力守护供应船包括驾驶舱、集控室、机舱、底舱,其特征在于,所述动力守护供应船故障预警***包括:
数据采集装置,其设置于所述集控室内;
数据存储服务器,其设置于所述驾驶舱的控制台内部;
故障预警应用服务器,其设置于所述驾驶舱的控制台内部;
故障预警应用平台,其内设有预诊断与健康管理工具,所述预诊断与健康管理工具用于将数据进行分析、处理;
船舶网络***,其用于电连接和/或通讯连接所述数据采集装置、所述数据存储服务器、所述故障预警应用服务器以及所述故障预警应用平台。
7.根据权利要求6所述的动力守护供应船故障预警***,其特征在于,还包括轴功率仪,其设置于所述机舱的艉轴位置,所述轴功率仪通过所述船舶网络***与所述数据采集装置相连。
8.根据权利要求6所述的动力守护供应船故障预警***,其特征在于,还包括振动检测装置,其设置于所述底舱,同时,所述振动检测装置通过所述船舶网络***与所述底舱内的各个风机、水泵以及所述数据采集装置进行数据通讯。
9.根据权利要求6所述的动力守护供应船故障预警***,其特征在于,还包括设置在主发电机组的燃气阀箱单元内的燃气流量计和设置在主发电机组的燃油管路上的燃油流量计,所述燃气流量计和所述燃油流量计通过所述船舶网络***与所述数据采集装置相连,所述燃气流量计和所述燃油流量计用于采集所述主发电机组的燃气和燃油的消耗量数据。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的动力守护供应船故障预警***,其特征在于,所述船舶网络***包括若干个以太网线和若干个交换机,所述若干个以太网线和所述若干个交换机用于电连接和/或通讯连接所述数据采集装置、所述数据存储服务器、所述故障预警应用服务器以及所述故障预警应用平台。
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