一种火电厂传感器故障诊断装置及诊断方法
阅读说明：本技术 一种火电厂传感器故障诊断装置及诊断方法 (Thermal power plant sensor fault diagnosis device and diagnosis method ) 是由 秦小阳 崔猛 金彦昌 李建军 王安生 赵艳红 樊华 迟世蛟 白献锁 李智强 韩威 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种火电厂传感器故障诊断装置及诊断方法,该诊断装置包括：传感器采集模块,所述传感器采集模块用于采集传感器的参数信号并输出所述参数信号；故障判定模块,所述故障判定模块的输入端与所述传感器采集模块的输出端电连接,所述故障判定模块判断所述参数信号是否存在故障及所述参数信号的数值是否在预设范围内；故障报警模块,所述故障报警模块的输入端与所述故障判定模块的输出端电连接,所述故障报警模块显示故障类别和发出报警提示。本发明通过检测判故模块判断传感器是否存在故障,通过差值比较模块计算数字信号与预设定值之差的绝对值,判断传感器是否存在其他故障,提高了传感器故障诊断的精确度和准确性。(The invention discloses a fault diagnosis device and a fault diagnosis method for a sensor of a thermal power plant, wherein the diagnosis device comprises the following components: the sensor acquisition module is used for acquiring parameter signals of the sensor and outputting the parameter signals; the input end of the fault judgment module is electrically connected with the output end of the sensor acquisition module, and the fault judgment module judges whether the parameter signal has a fault and whether the value of the parameter signal is in a preset range; and the input end of the fault alarm module is electrically connected with the output end of the fault judgment module, and the fault alarm module displays the fault category and sends out an alarm prompt. The invention judges whether the sensor has faults or not through the detection and fault judgment module, calculates the absolute value of the difference between the digital signal and the preset value through the difference value comparison module, and judges whether the sensor has other faults or not, thereby improving the precision and accuracy of fault diagnosis of the sensor.)
技术领域
本发明属于火电厂传感器诊断技术领域，更具体地，涉及一种火电厂传感器故障诊断装置及诊断方法。
背景技术
随着火电厂监控信息系统的发展，对底层进行测量工作的传感器的准确性、可靠性要求也逐步提高。火电厂各级监控系统是以数据为核心的，所有模块的计算都是围绕数据的采集、传输、处理分析、存储、共享发布等进行的，数据的采集的正确与否直接影响电厂各性能计算和分析的准确性以及高级功能的指导意义。
在火电厂生产过程中，多个物理量如压力、温度、流量、液位、阀位等都需依靠传感器来采集数据，由于电厂的测量仪表经常工作在高温、震动、腐蚀等恶劣的环境下，容易发生故障；测量数据还可能受到干扰、漂移和测量环境的影响而产生随机误差，而这种偏差往往很难被直观地检测出来。传感器采集的参数信号偏离实际值但又在其采集有效测量范围之内时，现有技术判断不出错误，仍然会认为采集的信号有效，错误的传感器信号会导致系统做出错误的决策，从而导致计算的不准确，造成能源浪费，严重时甚至导致系统瘫痪，存在运行安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种火电厂传感器故障诊断装置及诊断方法，准确判断出传感器采集的参数信号偏离实际值但又在其采集有效测量范围之内，确认采集的参数信号无效，提高计算的准确性，减少人力物力的损耗，防止发生安全事故。
为了实现上述目的，本发明提供一种火电厂传感器故障诊断装置，包括：
传感器采集模块，所述传感器采集模块用于采集传感器的参数信号并输出所述参数信号；
故障判定模块，所述故障判定模块的输入端与所述传感器采集模块的输出端电连接，所述故障判定模块判断所述参数信号是否存在故障及所述参数信号的数值是否在预设范围内；
故障报警模块，所述故障报警模块的输入端与所述故障判定模块的输出端电连接，所述故障报警模块显示故障类别和发出报警提示。
可选的，所述传感器采集模块包括：
传感器模块，所述传感器模块采集传感器参数信号；
变换器模块，所述变换器模块的输入端与所述传感器模块的输出端电连接，所述变换器模块将采集的所述参数信号转化为标准电信号；
A/D转换器模块，所述A/D转换器模块的输入端与所述变换器模块的输出端电连接，所述A/D转换器模块将所述标准电信号转化为数字信号。
可选的，所述故障判定模块包括：
检测判故模块，所述检测判故模块的输入端与所述A/D转换器模块的输出端电连接，所述检测判故模块根据所述数字信号判断所述传感器是否存在故障。
可选的，所述故障判定模块还包括：
输入模块，通过所述输入模块设定所述传感器的预设定值和参数范围值；
差值比较模块，所述差值比较模块的输入端分别与所述检测判故模块和所述输入模块的输出端电连接，当所述检测判故模块判断所述数字信号不存在所述故障时，将所述数字信号传到所述差值比较模块，所述差值比较模块计算所述数字信号与所述预设定值之差的绝对值，并将所述绝对值与所述参数范围值进行比较大小。
可选的，所述故障判定模块还包括：
故障类型匹配模块，所述故障类型匹配模块的输入端分别与所述检测判故模块和所述差值比较模块的输出端电连接，当所述检测判故模块判断所述数字信号存在所述故障时，将所述数字信号传递到所述故障类型匹配模块，所述故障类型匹配模块进行故障匹配识别，当所述数字信号不存在所述故障时，所述差值比较模块将所述绝对值与所述参数范围值比较的结果传递到所述故障类型匹配模块，所述故障类型匹配模块进行故障匹配识别。
可选的，所述故障报警模块包括：
显示模块，所述显示模块的输入端与所述故障类型匹配模块的输出端电连接，所述显示模块用于显示所述传感器的故障类别；
报警模块，所述报警模块的输入端与所述故障类型匹配模块的输出端电连接，所述报警模块用于发出所述报警提示。
可选的，所述传感器包括甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、温度传感器和湿度传感器中的任意一种。
本发明还提供一种火电厂传感器故障诊断方法，包括以下操作步骤：
S1：通过所述输入模块设定所述传感器的所述预设定值和所述参数范围值；
S2：所述传感器模块采集所述传感器的所述参数信号；
S3：所述变换器模块将所述传感器的所述参数信号转化为所述标准电信号；
S4：所述A/D转换器模块将所述标准电信号转化为所述数字信号；
S5：所述检测判故模块根据所述数字信号判断所述传感器是否存在故障；
S6：当所述数字信号不存在故障，所述差值比较模块计算所述数字信号与所述预设定值之差的绝对值，并将所述绝对值与所述参数范围值进行比较大小；
S7：当所述数字信号存在故障，所述故障类型匹配模块进行故障匹配识别；当所述绝对值大于所述参数范围值时，所述故障类型匹配模块进行故障匹配识别；
S8：当所述传感器诊断出故障时，所述显示模块显示故障类别，所述报警模块发出报警提示。
可选的，所述显示模块为触摸显示屏。
可选的，所述报警模块包括蜂鸣器。
本发明提供的一种火电厂传感器故障诊断装置及诊断方法，其有益效果在于：通过检测判故模块判断传感器是否存在故障，传感器不存在故障时，通过差值比较模块计算数字信号与预设定值之差的绝对值，并将绝对值与参数范围值进行比较大小，绝对值大于参数范围值时，传感器存在故障，绝对值小于参数范围值时，传感器不存在故障，判断传感器是否存在其他故障，提高了传感器故障诊断的精确度和准确性，防止判断不准确造成安全隐患；
进一步地，通过检测判故模块判断传感器是否存在故障，传感器存在故障时，故障类型匹配模块进行故障匹配识别，防止出现安全隐患。
本发明的其它特征和优点将在随后
具体实施方式
部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明的一个实施例的火电厂传感器故障诊断装置的示意图。
图2示出了本发明的一个实施例的一种火电厂传感器故障诊断方法的流程示意图。
附图标记说明：
1、传感器采集模块；2、故障判定模块；3、故障报警模块；4、传感器模块；5、变换器模块；6、A/D转换器模块；7、检测判故模块；8、故障类型匹配模块；9、差值比较模块；10、输入模块；11、显示模块；12、报警模块。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
为了实现上述目的，一种火电厂传感器故障诊断装置，包括：
传感器采集模块，传感器采集模块用于采集传感器的参数信号并输出参数信号；
故障判定模块，故障判定模块的输入端与传感器采集模块的输出端电连接，故障判定模块判断参数信号是否存在故障及参数信号的数值是否在预设范围内；
故障报警模块，故障报警模块的输入端与故障判定模块的输出端电连接，故障报警模块显示故障类别和发出报警提示。
具体的，传感器采集模块采集传感器的参数信号，并将参数信号传递到故障判定模块，故障判定模块根据参数信号判断是否发生故障，故障报警模块根据故障判定模块传递的信号来显示故障类别和发出报警提示。
可选的，传感器采集模块包括：
传感器模块，传感器模块采集传感器参数信号；
变换器模块，变换器模块的输入端与传感器模块的输出端电连接，变换器模块将采集的参数信号转化为标准电信号；
A/D转换器模块，A/D转换器模块的输入端与变换器模块的输出端电连接，A/D转换器模块将标准电信号转变换器模块化为数字信号。
具体的，传感器模块用于采集传感器的参数信号，变换器模块将参数信号转化为标准电信号，A/D转换器模块将标准电信号转化成数字信号，便于传感器的诊断。
可选的，故障判定模块包括：
检测判故模块，检测判故模块的输入端与A/D转换器模块的输出端电连接，检测判故模块根据数字信号判断传感器是否存在故障。
具体的，检测判故模块根据数字信号判断传感器是否存在故障(如传感器开路、短路、与地短接)。
可选的，故障判定模块还包括：
输入模块，通过输入模块设定传感器的预设定值和参数范围值；
差值比较模块，差值比较模块的输入端分别与检测判故模块和输入模块的输出端电连接，当检测判故模块判断数字信号不存在故障时，将数字信号传到差值比较模块，差值比较模块计算数字信号与预设定值之差的绝对值，并将绝对值与参数范围值进行比较大小。
具体的，输入模块设定正常传感器的预设定值和参数范围值，并将预设定值和参数范围值传递到差值比较模块，当传感器不存在故障时，差值比较模块计算数字信号与预设定值之差的绝对值，并将绝对值与参数范围值进行比较大小，绝对值大于参数范围值时，传感器存在故障，绝对值小于参数范围值时，传感器不存在故障。
可选的，故障判定模块还包括：
故障类型匹配模块，故障类型匹配模块的输入端分别与检测判故模块和差值比较模块的输出端电连接，当检测判故模块判断数字信号存在故障时，将数字信号传递到故障类型匹配模块，故障类型匹配模块进行故障匹配识别，当数字信号不存在故障时，差值比较模块将绝对值与参数范围值比较的结果传递到故障类型匹配模块，故障类型匹配模块进行故障匹配识别。
具体的，当检测判故模块判断数字信号存在故障时，故障类型匹配模块进行故障匹配识别，当绝对值大于参数范围值时，故障类型匹配模块进行故障匹配识别。
可选的，故障报警模块包括：
显示模块，显示模块的输入端与故障类型匹配模块的输出端电连接，显示模块用于显示传感器的故障类别；
报警模块，报警模块的输入端与故障类型匹配模块的输出端电连接，报警模块用于发出报警提示。
具体的，当传感器存在故障时，显示模块显示故障类别，报警模块发出报警提示。
可选的，传感器包括甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、温度传感器和湿度传感器中的任意一种。
具体的，该火电厂传感器故障诊断装置能够诊断甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、温度传感器和湿度传感器中的任意一种传感器故障。
本发明还提供一种火电厂传感器故障诊断方法，包括以下操作步骤：
S1：通过输入模块设定传感器的预设定值和参数范围值；
S2：传感器模块采集传感器的参数信号；
S3：变换器模块将传感器的参数信号转化为标准电信号；
S4：A/D转换器模块将标准电信号转化为数字信号；
S5：检测判故模块根据数字信号判断传感器是否存在故障；
S6：当数字信号不存在故障，差值比较模块计算数字信号与预设定值之差的绝对值，并将绝对值与参数范围值进行比较大小；
S7：当数字信号存在故障，故障类型匹配模块进行故障匹配识别；当绝对值大于参数范围值时，故障类型匹配模块进行故障匹配识别；
S8：当传感器诊断出故障时，显示模块显示故障类别，报警模块发出报警提示。
具体的，通过检测判故模块判断传感器是否存在故障，传感器不存在故障时，通过差值比较模块计算数字信号与预设定值之差的绝对值，并将绝对值与参数范围值进行比较大小，判断传感器是否存在其他故障，提高了传感器故障诊断的精确度和准确性，防止判断不准确造成安全隐患。
可选的，显示模块为触摸显示屏。
具体的，便于显示传感器诊断的故障。
可选的，报警模块包括蜂鸣器。
具体的，便于提醒工作人员传感器出现故障。
实施例
参照图1和图2，本发明提供一种火电厂传感器故障诊断装置，包括：
传感器采集模块1，传感器采集模块1用于采集传感器的参数信号并输出参数信号；
故障判定模块2，故障判定模块2的输入端与传感器采集模块1的输出端电连接，故障判定模块2判断参数信号是否存在故障及参数信号的数值是否在预设范围内；
故障报警模块3，故障报警模块3的输入端与故障判定模块2的输出端电连接，故障报警模块3显示故障类别和发出报警提示。
本实施例中，传感器采集模块1包括：
传感器模块4，传感器模块4采集传感器参数信号；
变换器模块5，变换器模块5的输入端与传感器模块4的输出端电连接，变换器模块5将采集的参数信号转化为标准电信号；
A/D转换器模块6，A/D转换器模块6的输入端与变换器模块5的输出端电连接，A/D转换器模块6将标准电信号转化为数字信号。
本实施例中，故障判定模块2包括：
检测判故模块7，检测判故模块7的输入端与A/D转换器模块6的输出端电连接，检测判故模块7根据数字信号判断传感器是否存在故障。
本实施例中，故障判定模块2还包括：
输入模块10，通过输入模块10设定传感器的预设定值和参数范围值；
差值比较模块9，差值比较模块9的输入端分别与检测判故模块7和输入模块10的输出端电连接，当检测判故模块7判断数字信号不存在故障时，将数字信号传到差值比较模块9，差值比较模块9计算数字信号与预设定值之差的绝对值，并将绝对值与参数范围值进行比较大小。
本实施例中，故障判定模块2还包括：
故障类型匹配模块8，故障类型匹配模块8的输入端分别与检测判故模块7和差值比较模块9的输出端电连接，当检测判故模块7判断数字信号存在故障时，将数字信号传递到故障类型匹配模块8，故障类型匹配模块8进行故障匹配识别，当数字信号不存在故障时，差值比较模块9将绝对值与参数范围值比较的结果传递到故障类型匹配模块8，故障类型匹配模块8进行故障匹配识别。
本实施例中，故障报警模块3包括：
显示模块11，显示模块11的输入端与故障类型匹配模块8的输出端电连接，显示模块11用于显示传感器的故障类别；
报警模块12，报警模块12的输入端与故障类型匹配模块8的输出端电连接，报警模块12用于发出报警提示。
本实施例中，传感器包括甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、温度传感器和湿度传感器中的任意一种。
本发明还提供一种火电厂传感器故障诊断方法，包括以下操作步骤：
S1：通过输入模块10设定传感器的预设定值和参数范围值；
S2：传感器模块4采集传感器的参数信号；
S3：变换器模块5将传感器的参数信号转化为标准电信号；
S4：A/D转换器模块6将标准电信号转化为数字信号；
S5：检测判故模块7根据数字信号判断传感器是否存在故障；
S6：当数字信号不存在故障，差值比较模块9计算数字信号与预设定值之差的绝对值，并将绝对值与参数范围值进行比较大小；
S7：当数字信号存在故障，故障类型匹配模块8进行故障匹配识别；当绝对值大于参数范围值时，故障类型匹配模块8进行故障匹配识别；
S8：当传感器诊断出故障时，显示模块11显示故障类别，报警模块12发出报警提示。
本实施例中，显示模块为触摸显示屏。
本实施例中，报警模块包括蜂鸣器。
综上，通过检测判故模块7判断传感器是否存在故障，传感器不存在故障时，通过差值比较模块9计算数字信号与预设定值之差的绝对值，并将绝对值与参数范围值进行比较大小，绝对值大于参数范围值时，传感器存在故障，绝对值小于参数范围值时，传感器不存在故障，判断传感器是否存在其他故障，提高了传感器故障诊断的精确度和准确性，防止判断不准确造成安全隐患。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
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