一种基于数据分析的变频调速装置运行控制系统的制作方法

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本发明涉及变频调速装置技术领域，具体为一种基于数据分析的变频调速装置运行控制系统。背景技术：2.变频调速装置是由变频器和控制器两大部分组成，变频器接收三相电源，并将其变换为频率可调节的三相电源，即变频调速系统的基本原理是根据电动机转速与输入频率的关系特性式，通过改变供给电动机三相电源的频率值达到改变电动机转速的目的，变频调速装置广泛应用于港口机械、冶金、造纸、电梯等多个领域，为了防患于未然，实现对变频调速装置运行的高效监测控制，则显得至关重要；但现有的在对变频调速装置的运行监测控制的方式中，难以做到对变频调速装置的运行状态的全面化监测，也难以实现监测数据的高效整合，难以实现对变频调速装置的故障原因进行全面的分析，故严重阻碍变频调速装置的稳定运行；为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。技术实现要素：3.本发明的目的就在于为了解决现有的在对变频调速装置的运行监测控制的方式中，难以做到对变频调速装置的运行状态的全面化监测，也难以实现监测数据的高效整合，难以实现对变频调速装置的故障原因进行全面的分析，故严重阻碍变频调速装置的稳定运行的问题，利用符号化的标定、归一化的分析以及参照数据比对分析的方式，从不同层面对变频调速装置的运行状态进行高效的监测，利用数据整合的方式对变频调速装置的运行进行综合判定的处理，并采用文本描述和数据反馈的方式，对变频调速装置的运行状态进行及时的预警上报，从而在对变频调速装置运行状态进行更加全面且明确的分析同时，也实现对变频调速装置的精准且高效的控制处理，保证变频调速装置的稳定运行，而提出一种基于数据分析的变频调速装置运行控制系统。4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于数据分析的变频调速装置运行控制系统，包括服务器，服务器通信连接有数据采集单元、干扰因素分析单元、安装环境分析单元、电源故障分析单元、综合分析单元、预警反馈控制单元和显示终端；所述数据采集单元用于采集变频调速装置的干扰因素信息、运行环境信息和电源状态信息，并将其通过服务器分别发送至干扰因素分析单元、安装环境分析单元、电源故障分析单元；所述干扰因素分析单元用于接收变频调速装置的干扰因素信息，并进行因素干扰程度判定分析处理，据此生成轻度干扰信号、中度干扰信号和重度干扰信号，并将其均发送至综合分析单元；所述安装环境分析单元用于接收变频调速装置的运行环境信息，并进行安装环境状态判定分析处理，据此生成安装环境次级信号、安装环境中级信号和安装环境优级信号，并将其均发送至综合分析单元；所述电源故障分析单元用于接收变频调速装置的电源状态信息，并进行电源故障状态判定分析处理，据此生成电源故障轻度信号、电源故障中度信号和电源故障重度信号，并将其发送均至综合分析单元；所述综合分析单元用于接收干扰判定类型信号、环境判定类型信号与电源故障判定类型信号，并进行数据整合分析处理，据此生成运行综合判定优级信号、运行综合判定中级信号和运行综合判定次级信号，并将其发送至预警反馈控制单元；所述预警反馈控制单元用于接收各等级运行综合判定信号进行预警分析处理，并以文本字样描述的方式发送至显示终端进行显示说明。5.进一步的，因素干扰程度判定分析处理的具体操作步骤如下：实时获取变频调速装置的变频器周围的干扰因素信息中的电磁量值、配线距离和噪声量值，并将其分别标定为dc、pd和zs，并将其进行归一化分析，依据公式，求得干扰源系数gr，其中，e1、e2和e3分别为电磁感应量值、配线距离和噪声量值的权重因子系数，且e1＞e2＞e3＞0，且e1+e2+e3=6.9；设置干扰源系数的干扰对比参照阈值y1，并将干扰源系数与预设的干扰对比参照阈值y1进行比较分析；当干扰源系数小于预设的干扰对比参照阈值y1时，则生成轻度干扰信号，当干扰源系数等于预设的干扰对比参照阈值y1时，则生成中度干扰信号，当干扰源系数大于预设的干扰对比参照阈值y1时，则生成重度干扰信号。6.进一步的，安装环境状态判定分析处理的具体操作步骤如下：实时获取变频调速装置运行环境信息中的振动量值、温度、湿度和腐蚀量值，并将其分别标定为zd、tm、sd和fs，并将其进行归一化分析，依据公式，求得安装环境系数ah，其中，g1、g2、g3和g4分别为振动量值、温度、湿度和腐蚀量值的修正因子系数，且g1、g2、g3和g4均为大于0的自然数；设置安装环境系数的梯度对比区间q1、q2和q3，并将安装环境系数代入预设的梯度对比区间q1、q2和q3内进行比较分析，其中，梯度对比区间q1、q2和q3是呈梯度减少的；当安装环境系数的梯度对比区间q1之内时，则生成安装环境次级信号，当安装环境系数的梯度对比区间q2之内时，则生成安装环境中级信号，当安装环境系数的梯度对比区间q3之内时，则生成安装环境优级信号。7.进一步的，电源故障状态判定分析处理的具体操作步骤如下：实时获取变频调速装置的负荷量值、电压波动量值和启动转矩量值，并将其分别标定为fz、du和qz，并将其进行公式化分析，依据公式，求得电源故障系数dgx，其中，h1、h2和h3分别为负荷量值、电压波动量值和启动转矩量值的比例系数，且h1、h2和h3均为大于0的自然数；设置电源故障系数的故障对比参照阈值y2，并将电源故障系数与预设的故障对比参照阈值y2进行比较分析；当电源故障系数大于预设的故障对比参照阈值y2时，则生成电源故障重度信号，当电源故障系数等于预设的故障对比参照阈值y2时，则生成电源故障中度信号，当电源故障系数小于预设的故障对比参照阈值y2时，则生成电源故障轻度信号。8.进一步的，数据整合分析处理的具体操作步骤如下：依据干扰判定类型信号建立集合a，将轻度干扰信号标定为元素1，将中度干扰信号标定为元素2，将重度干扰信号标定为元素3，且元素1∈集合a，元素2∈集合a，元素3∈集合a；依据环境判定类型信号建立集合b，将安装环境优级信号标定为元素4，将安装环境中级信号标定为元素5，将安装环境次级信号标定为元素6，且元素4∈集合b，元素5∈集合b，元素6∈集合b；依据电源故障判定类型信号建立集合c，将电源故障轻度信号标定为元素7，将电源故障中度信号标定为元素8，将电源故障重度信号标定为元素9，且元素7∈集合c，元素8∈集合c，元素9∈集合c；将集合a、b与c进行并集分析，若a∪b∪c={1，4，7}时，则生成运行综合判定优级信号，若a∪b∪c={3，6，9}时，则生成运行综合判定次级信号，而其他情况下，则均生成运行综合判定中级信号。9.进一步的，预警分析处理的具体操作步骤如下：当接收到运行综合判定优级信号时，并以“变频调速装置的整体运行较为稳定状态，无需进行任何控制操作”文本字样的方式发送至显示终端进行显示说明；当接收到运行综合判定中级信号时，并以“变频调速装置的整体运行为正常稳定状态，需要保持持续的监测控制操作”文本字样的方式发送至显示终端进行显示说明；当接收到运行综合判定次级信号时，并以“变频调速装置的整体运行较为不稳定状态，亟需进行全面检修控制操作”文本字样的方式发送至显示终端进行显示说明。10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明，利用符号化的标定、归一化的分析以及参照数据比对分析的方式，分别从干扰因素层面、安装环境层面以及电源故障运行层面对变频调速装置的运行状态进行准确的监测分析，从而在实现对变频调速装置运行状态的高效监测的同时，也为判定变频调速装置整体运行的稳定性奠定了基础；（2）本发明，利用元素符号的标定、并集运算方式以及整合输出的方式，将不同层面对变频调速装置运行监测的判断分析进行综合的处理，并采用文本描述和数据反馈的方式，对变频调速装置的运行状态进行及时的预警上报，从而在对变频调速装置运行状态进行更加全面且明确的分析同时，也实现对变频调速装置的精准且高效的控制处理，保证变频调速装置的稳定运行。附图说明11.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；图1为本发明的系统总框图。具体实施方式12.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。13.如图1所示，一种基于数据分析的变频调速装置运行控制系统，包括服务器，服务器通信连接有数据采集单元、干扰因素分析单元、安装环境分析单元、电源故障分析单元、综合分析单元、预警反馈控制单元和显示终端；数据采集单元用于采集变频调速装置的干扰因素信息、运行环境信息和电源状态信息，并将其通过服务器分别发送至干扰因素分析单元、安装环境分析单元、电源故障分析单元；当干扰因素分析单元接收到影响变频调速装置运行的干扰因素信息时，并据此进行因素干扰程度判定分析处理，具体的操作过程如下：实时获取变频调速装置的变频器周围的干扰因素信息中的电磁量值、配线距离和噪声量值，并将其分别标定为dc、pd和zs，并将其进行归一化分析，依据公式，求得干扰源系数gr，其中，e1、e2和e3分别为电磁感应量值、配线距离和噪声量值的权重因子系数，且e1＞e2＞e3＞0，且e1+e2+e3=6.9，权重因子系数用于均衡各项数据在公式计算中的占比权重，从而促进计算结果的准确性；需要说明的是，电磁量值指的是变频调速装置中变频器周围存在的电磁感应大小的数据量值，当电磁量值的表现数值越大时，则越说明变频器周围存在的电磁感应越大，而当变频器周围存在的电磁感应越大时，又会对变频调速装置产生较大的干扰性，严重影响了变频调速装置运行的稳定性；配线距离指的是变频调速装置中变频器内控制回路的配线距离，当配线距离的表现数值越大时，则越说明变频器内控制回路的配线距离越长，当变频器内控制回路的配线距离越长，又会增大对变频调速装置运行的干扰程度，进而严重影响变频调速装置运行的稳定性；噪声量值指的是变频调速装置中变频器周围产生的噪声大小的数据量值，当噪声量值的表现数值越大时，则越说明变频器周围产生的噪声越大，更进一步说明对变频调速装置运行的干扰程度越大；设置干扰源系数的干扰对比参照阈值y1，并将干扰源系数与预设的干扰对比参照阈值y1进行比较分析，当干扰源系数小于预设的干扰对比参照阈值y1时，则生成轻度干扰信号，当干扰源系数等于预设的干扰对比参照阈值y1时，则生成中度干扰信号，当干扰源系数大于预设的干扰对比参照阈值y1时，则生成重度干扰信号；将生成的轻度干扰信号、中度干扰信号和重度干扰信号均发送至综合分析单元；当安装环境分析单元接收到变频调速装置的运行环境信息时，并据此进行安装环境状态判定分析处理，具体的操作过程如下：实时获取变频调速装置运行环境信息中的振动量值、温度、湿度和腐蚀量值，并将其分别标定为zd、tm、sd和fs，并将其进行归一化分析，依据公式，求得安装环境系数ah，其中，g1、g2、g3和g4分别为振动量值、温度、湿度和腐蚀量值的修正因子系数，且g1、g2、g3和g4均为大于0的自然数，修正因子系数用于修正各项参数在公式计算过程中出现的偏差，从而使得计算更加准确的参数数据；需要说明的是，振动量值指的是变频调速装置在运行时产生的振动幅度大小的数据量值，当振动量值的表现数值越大时，则越说明变频调速装置在运行时产生的振动幅度越大，且对变频调速装置造成的机械损伤程度越大；温度指的是变频调速装置所处环境的温度高低的数据量值，当变频调速装置所处环境的温度越高时，则越影响变频调速装置的电子元件的使用寿命与运行的可靠性，进而更进一步说明对变频调速装置造成的损伤程度越大；湿度指的是变频调速装置所处环境的湿度表现大小的数据量值，当变频调速装置所处环境的湿度越大时，则越影响变频调速装置的电子元件的使用寿命与运行的可靠性，进而更进一步说明对变频调速装置造成的损伤程度越大；而腐蚀量值指的变频调速装置所处的环境中的存在的腐蚀性气体含量多少的数据量值，当腐蚀量值的表现数值越大时，则越说明变频调速装置所处的环境中的存在的腐蚀性气体浓度越高，进而越说明变频调速装置所处的安装环境越恶劣，越不利于变频调速装置运行的稳定性；设置安装环境系数的梯度对比区间q1、q2和q3，并将安装环境系数代入预设的梯度对比区间q1、q2和q3内进行比较分析，其中，梯度对比区间q1、q2和q3是呈梯度减少的；当安装环境系数的梯度对比区间q1之内时，则生成安装环境次级信号，当安装环境系数的梯度对比区间q2之内时，则生成安装环境中级信号，当安装环境系数的梯度对比区间q3之内时，则生成安装环境优级信号；将生成的安装环境次级信号、安装环境中级信号和安装环境优级信号均发送至综合分析单元；当电源故障分析单元接收到变频调速装置的电源状态信息时，并据此进行电源故障状态判定分析处理，具体的操作过程如下：实时获取变频调速装置的负荷量值、电压波动量值和启动转矩量值，并将其分别标定为fz、du和qz，并将其进行公式化分析，依据公式，求得电源故障系数dgx，其中，h1、h2和h3分别为负荷量值、电压波动量值和启动转矩量值的比例系数，且h1、h2和h3均为大于0的自然数，其中，电源故障系数的表现数值越小时，则越说明变频调速装置的电源存在故障影响的程度越小，越有利于保证变频调速装置的稳定运行；需要说明的是，电压波动量值指的是单位时间内电源电压波动幅度大小的数据量值，当电压波动量值越大时，则越说明单位时间内电源电压的波动幅度越大，进而更说明变频调速装置运行的不稳定性；负荷量值指的是变频调速装置运转时承受的负载程度大小的数据量值，当负荷量值的表现数值越小时，则越说明变频调速装置在运转时承受的负载程度越小，越有利于保障电源运行的稳定性，而启动转矩量值的表现数值越大，越说明变频调速装置电源运转的表现程度越好；设置电源故障系数的故障对比参照阈值y2，并将电源故障系数与预设的故障对比参照阈值y2进行比较分析；当电源故障系数大于预设的故障对比参照阈值y2时，则生成电源故障重度信号，当电源故障系数等于预设的故障对比参照阈值y2时，则生成电源故障中度信号，当电源故障系数小于预设的故障对比参照阈值y2时，则生成电源故障轻度信号；将生成的电源故障轻度信号、电源故障中度信号和电源故障重度信号发送均至综合分析单元；当综合分析单元接收到干扰判定类型信号、环境判定类型信号与电源故障判定类型信号时，并据此进行数据整合分析处理，具体的操作过程如下：依据干扰判定类型信号建立集合a，将轻度干扰信号标定为元素1，将中度干扰信号标定为元素2，将重度干扰信号标定为元素3，且元素1∈集合a，元素2∈集合a，元素3∈集合a；依据环境判定类型信号建立集合b，将安装环境优级信号标定为元素4，将安装环境中级信号标定为元素5，将安装环境次级信号标定为元素6，且元素4∈集合b，元素5∈集合b，元素6∈集合b；依据电源故障判定类型信号建立集合c，将电源故障轻度信号标定为元素7，将电源故障中度信号标定为元素8，将电源故障重度信号标定为元素9，且元素7∈集合c，元素8∈集合c，元素9∈集合c；将集合a、b与c进行并集分析，若a∪b∪c={1，4，7}时，则生成运行综合判定优级信号，若a∪b∪c={3，6，9}时，则生成运行综合判定次级信号，而其他情况下，则均生成运行综合判定中级信号；将生成的运行综合判定优级信号、运行综合判定中级信号和运行综合判定次级信号发送至预警反馈控制单元；当预警反馈控制单元接收到运行综合判定优级信号、运行综合判定中级信号和运行综合判定次级信号时，并据此进行预警分析处理，具体的操作过程如下：当接收到运行综合判定优级信号时，并以“变频调速装置的整体运行较为稳定状态，无需进行任何控制操作”文本字样的方式发送至显示终端进行显示说明；当接收到运行综合判定中级信号时，并以“变频调速装置的整体运行为正常稳定状态，需要保持持续的监测控制操作”文本字样的方式发送至显示终端进行显示说明；当接收到运行综合判定次级信号时，并以“变频调速装置的整体运行较为不稳定状态，亟需进行全面检修控制操作”文本字样的方式发送至显示终端进行显示说明。14.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如公式：；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的权重因子系数；将设定的权重因子系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到e1、e2和e3取值分别为3、2和1.9；系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的权重因子系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。15.本发明在使用时，通过获取变频调速装置的干扰因素信息，并进行因素干扰程度判定分析处理，利用符号化的标定、归一化的分析以及参照阈值的比对分析的方式，从干扰因素分析层面对影响变频调速装置的干扰因素信息进行准确的判定分析，从而在实现对影响变频调速装置的干扰因素进行明确分析的同时，也为判定变频调速装置整体运行的稳定性奠定了基础；通过获取变频调速装置的运行环境信息，并进行安装环境状态判定分析处理，利用数据分析、梯度参照区间的设定以及逐一比对分析的方式，实现对变频调速装置的安装环境状态的明确的判定分析；通过获取变频调速装置的电源状态信息，并进行电源故障状态判定分析处理，利用公式化的分析和信号化的输出，从而在实现对变频调速装置的电源的故障状态准确分析的同时，也更进一步实现对变频调速装置运行的高效监测的效果；利用元素符号的标定、并集运算方式以及整合输出的方式，将不同层面对变频调速装置运行监测的判断分析进行综合的处理，并采用文本描述和数据反馈的方式，对变频调速装置的运行状态进行及时的预警上报，从而在对变频调速装置运行状态进行更加全面且明确的分析同时，也实现对变频调速装置的精准且高效的控制处理，保证变频调速装置的稳定运行。16.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。









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