空分装置的运行参数的监控和预警方法与流程

1.本发明涉及工业控制技术领域，具体的，涉及一种空分装置的运行参数的监控和预警方法。


背景技术：

2.在生产过程中，许多工业设备需要对其产生的数据进行监控和报警，以便及时发现问题并进行处理，其中，对关键点位的增长趋势进行监测和报警就是一项重要的任务。
3.在传统的生产现场中，通常需要手动记录并进行分析，这不仅费时费力，而且容易出现错误，为了解决这个问题，人们开始使用电子仪表来自动记录数据，然而，即使使用了电子仪表，也需要人们手动去监控数据计算趋势并判断是否需要进行报警，因此对点位的增长趋势预测就显得格外重要。


技术实现要素：

4.本发明提出的空分装置的运行参数的监控和预警方法，解决了人工手动监控导致费时费力的技术问题。
5.本发明第一方面提供了一种空分装置的运行参数的监控和预警方法。
6.本发明第二方面提供了一种空分装置的运行参数的监控和预警装置。
7.本发明第三方面提供了一种可读储存介质。
8.本发明第四方面提供了一种空分装置。
9.本发明第一方面提供的一种空分装置的运行参数的监控和预警方法，包括：获取空分装置每一时刻下的运行参数；确定初始时刻下的初始运行参数；确定限制时间间隔；基于初始运行参数和预设偏移值确定限制偏移量；基于限制时间间隔、限制偏移量和初始运行参数确定限制斜率；获取当前时刻下的待计算运行参数；基于初始时刻至当前时刻内所有运行参数计算当前时刻下的实时斜率；基于当前时刻下的实时斜率和限制斜率确定待计算运行参数是否超限；在待计算运行参数超限时发出预警提示。
10.本发明提供的空分装置的运行参数的监控和预警方法，实时获取空分装置每一时刻下的运行参数，然后确定初始时刻下的初始运行参数和限制时间间隔，并基于初始运行参数和预设偏移值确定限制偏移量；其中限制时间间隔和预设偏移值是工作人员在工作时输入进去的，也可以预先内置在系统内，举例而言，系统每秒获取一个转速数据，而根据要求100秒内转速不得增长50，那么在监测过程中每100个数据为一组数据，那么系统确认在第一秒时候的转速即为初始运行参数，这里假设初始运行参数的转速为1000，那么由于每100秒共有99个时间间隔，也即共有99个增长量，那么这里系统确认99为限制时间间隔，而限制偏移量＝初始运行参数+预设偏移值，系统就可以得到限制偏移量＝1000+50＝1050。获取到限制时间间隔、限制偏移量和初始时刻下的初始运行参数之后，就可以计算出限制斜率，然后系统基于初始时刻和当前时刻内所有运行参数计算当前时刻下的实时斜率，再基于当前时刻下的实时斜率和限制斜率确定当前时刻下的待计算运行参数是否超限，在当
前时刻下的待计算运行参数超限时发出预警提示。本发明的空分装置的运行参数的监控和预警方法，通过对运行参数进行实时采集和分析，当数据的增长速度超过预设的阈值时，自动触发报警并通知操作人员进行处理，解决了人工手动监控导致费时费力的技术问题。
11.在上述技术方案中，基于限制时间间隔、限制偏移量和初始运行参数确定限制斜率的步骤中，基于如下公式计算限制斜率：
12.k＝(((k_limit+normalval)
×
t_set/2
×
t_set)-normalval)/t_set；其中，k
13.为限制斜率，k_limit为限制偏移量，normalval为初始运行参数，t_set为限制时间间隔。
14.在上述技术方案中，基于初始时刻和当前时刻内所有运行参数计算当前时刻下的实时斜率的步骤具体包括：对初始时刻至当前时刻下的所有运行参数进行类和得到类和值；基于类和值确定初始时刻至当前时刻下所有运行参数的平均值；计算平均值与初始运行参数的差值，记为超限值；基于超限值和初始时刻至当前时刻之间的时间间隔数确认当前时刻下的实时斜率；其中，初始时刻至当前时刻之间的时间间隔数＝初始时刻至当前时刻下的所有运行参数的个数-1。
15.在该技术方案中，在计算当前时刻下的实时斜率时，先对初始时刻至当前时刻下的所有运行参数进行类和，然后计算初始时刻至当前时刻下的所有运行参数的平均值，在计算平均值与初始运行参数的差值，再计算该差值与初始时刻至当前时刻之间的时间间隔数的比值，即可得到当前时刻下的实时斜率。进一步的，初始时刻至当前时刻之间的时间间隔数也即当前时刻的时间值减去初始时刻的时间值。
16.在上述技术方案中，空分装置的运行参数的监控和预警方法还包括：获取第一预设时刻的实时斜率；基于第一预设时刻的实时斜率和初始时刻的实时斜率确定实时斜率增量；基于实时斜率增量和初始时刻至第一预设时刻内实时斜率的个数确定增长率；基于增长率确定第二预设时刻的实时斜率。
17.在该技术方案中，系统还可以预测未来某一时刻的实时斜率；具体而言，先获取第一预设时刻的实时斜率，再通过第一预设时刻的实时斜率减去初始时刻的实时斜率即可得到实时斜率增量，再通过实时斜率增量除以实时斜率的个数即可得到增长率，最后基于增长率确定第二预设时刻的实时斜率。
18.在上述技术方案中，空分装置的运行参数的监控和预警方法还包括：实时显示平均值、当前时刻下的实时斜率、第二预设时刻的实时斜率。
19.在该技术方案中，实时显示初始时刻至当前时刻下所有运行参数的平均值、当前时刻下的实时斜率、第二预设时刻的实时斜率，这样工作人员就可以根据显示的数据进一步分析是否会出现数据超限的情况。
20.在上述技术方案中，基于当前时刻下的实时斜率和限制斜率确定待计算运行参数是否超限的步骤具体包括：在当前时刻下的实时斜率大于限制斜率时，确定待计算运行参数超限；在当前时刻下的实时斜率小于等于限制斜率时，确定待计算运行参数未超限。
21.在上述技术方案中，运行参数包括空分装置的提取纯度值、空分装置的气体送出流量、空分装置的气体送出压力、空分装置的气体加热温度中的一个。
22.本发明第二方面提供了一种空分装置的运行参数的监控和预警装置，包括：储存器和处理单元，存储器上存储有计算机程序，处理单元执行计算机程序时实现如本发明第
一方面任一项技术方案的空分装置的运行参数的监控和预警方法。
23.在上述技术方案中，空分装置的运行参数的监控和预警装置还包括：报警装置，在待计算运行参数超限时，报警装置发出预警提示。
24.本发明第三方面提供了一种可读储存介质，可读储存介质上存储有程序或指令，处理器执行程序或指令时实现本发明第一方面任一项技术方案的空分装置的运行参数的监控和预警方法。
25.本发明第四方面提供了一种空分装置，本发明提供的空分装置包括本发明第二方面技术方案的分装置的运行参数的监控和预警装置，或包括本发明第三方面技术方案的可读储存介质。
26.本发明的工作原理主要是获取空分装置每一时刻下的运行参数，然后确定限制斜率，然后计算当前时刻下的实时斜率，将限制斜率与实时斜率进行对比，若实时斜率大于限制斜率则表示会在限制时间间隔内超出限制偏移量则触发报警，若实时斜率小于限制斜率则不会触发报警。
27.本发明的有益效果为：
28.通过对点位产生的数据进行实时采集和分析，当测点的增长速度超过预设的阈值时，自动触发报警并通知操作人员进行处理；
29.此外，还可以根据斜率同时预测当前工况下任意时间后的值，对于操作人员判断增长趋势的稳定性提供了帮助。
附图说明
30.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.图1为本发明的实施例的空分装置的运行参数的监控和预警方法的流程示意图；
32.图2为本发明的实施例的空分装置的运行参数的监控和预警方法的部分流程示意图之一；
33.图3为本发明的实施例的空分装置的运行参数的监控和预警方法的部分流程示意图之二；
34.图4为本发明的实施例的空分装置的运行参数的监控和预警方法的部分流程示意图之三；
35.图5为本发明的实施例的空分装置的运行参数的监控和预警方法的部分流程示意图之四；
36.图6为本发明的实施例的空分装置的运行参数的监控和预警装置结构的方框图之一；
37.图7为本发明的实施例的空分装置的运行参数的监控和预警装置结构的方框图之二；
38.图8为本发明的实施例的空分装置结构的方框图。
39.其中，图6至图8中的零部件名称与标号的对应关系如下：
40.1空分装置，12空分装置的运行参数的监控和预警装置，122储存器，124处理单元，126报警装置。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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他实施例，都涉及本发明保护的范围。
42.如图1所示，本实施例提供的空分装置的运行参数的监控和预警方法，包括如下步骤：
43.s102：获取空分装置每一时刻下的运行参数；
44.s104：确定限制时间间隔和初始时刻下的初始运行参数；
45.s106：基于初始运行参数和预设偏移值确定限制偏移量；
46.s108：基于限制时间间隔、限制偏移量和初始运行参数确定限制斜率；
47.s110：获取当前时刻下的待计算运行参数；
48.s112：基于初始时刻至当前时刻内所有运行参数计算当前时刻下的实时斜率；
49.s114：基于当前时刻下的实时斜率和限制斜率确定待计算运行参数是否超限；
50.s116：在待计算运行参数超限时发出预警提示。
51.本发明提供的空分装置的运行参数的监控和预警方法，实时获取空分装置每一时刻下的运行参数，然后确定初始时刻下的初始运行参数和限制时间间隔，并基于初始运行参数和预设偏移值确定限制偏移量；其中限制时间间隔和预设偏移值是工作人员在工作时输入进去的，也可以预先内置在系统内，举例而言，系统每秒获取一个转速数据，而根据要求100秒内转速不得增长50，那么在监测过程中每100个数据为一组数据，那么系统确认在第一秒时候的转速即为初始运行参数，这里假设初始运行参数的转速为1000，那么由于每100秒共有99个时间间隔，也即共有99个增长量，那么这里系统确认99为限制时间间隔，而限制偏移量＝初始运行参数+预设偏移值，系统就可以得到限制偏移量＝1000+50＝1050，获取到限制时间间隔、限制偏移量和初始时刻下的初始运行参数之后，就可以计算出限制斜率，然后系统基于初始时刻和当前时刻内所有运行参数计算当前时刻下的实时斜率，再基于当前时刻下的实时斜率和限制斜率确定当前时刻下的待计算运行参数是否超限，在待计算运行参数超限时发出预警提示。本发明的空分装置的运行参数的监控和预警方法，通过对运行参数进行实时采集和分析，当数据的增长速度超过预设的阈值时，自动触发报警并通知操作人员进行处理，解决了人工手动监控导致费时费力的技术问题。
52.如图2所示，在上述实施例中，基于当前时刻下的实时斜率和限制斜率确定当前时刻下的待计算运行参数是否超限的步骤具体包括：
53.s202：判断当前时刻下的实时斜率是否大于限制斜率；若是，则执行s204，否者，执行s206；
54.s204：确定当前时刻下的待计算运行参数超限；
55.s206：确定当前时刻下的待计算运行参数未超限。
56.在上述实施例中，基于限制时间间隔、限制偏移量和初始运行参数确定限制斜率的步骤中，基于如下公式计算限制斜率：
57.k＝(((k_limit+normalval)
×
t_set/2
×
t_set)-normalval)/t_set；其中，k
58.为限制斜率，k_limit为限制偏移量，normalval为初始运行参数，t_set为限制时
间间隔。
59.如图3所示，在上述实施例中，基于初始时刻和当前时刻内所有运行参数计算当前时刻下的实时斜率的步骤具体包括如下步骤：
60.s302：对初始时刻至当前时刻下的所有运行参数进行类和得到类和值；
61.s304：基于类和值确定初始时刻至当前时刻下所有运行参数的平均值；
62.s306：计算平均值与初始运行参数的差值，记为超限值；
63.s308：基于超限值和初始时刻至当前时刻之间的时间间隔数确认当前时刻下的实时斜率；其中，初始时刻至当前时刻之间的时间间隔数＝初始时刻至当前时刻下的所有运行参数的个数-1。
64.在该实施例中，在计算当前时刻下的实时斜率时，先对初始时刻至当前时刻下的所有运行参数进行类和，然后计算初始时刻至当前时刻下的所有运行参数的平均值，在计算平均值与初始运行参数的差值，再计算该差值与初始时刻至当前时刻之间的时间间隔数的比值，即可得到当前时刻下的实时斜率。
65.为了更清晰的描述本专利的方案，以下表表一的一组数据为例：
66.时间(s)12345678转速(r/min)10001050110012001250130014001500
67.表一
68.假如，表一中的数据为系统获取到的8秒内的数据，根据要求限制每8秒内转速的增量不允许超过350，那么限制时间间隔＝时间数-1，也即限制时间间隔＝8-1＝7，限制偏移量＝初始运行参数+预设偏移值＝1000+350＝1350，初始运行参数也即系统在每一轮的计算中获取到的第一个时刻下的值，例如，每8秒增量不允许超过350那么就相当于每8秒为一轮监测，那么初始运行参数即为第1秒下的转速、第9秒下的转速、第17秒下的转速
……
，那么系统收集到这些数据后，系统内部会先计算限制斜率：
69.限制斜率k＝(((1350+1000)*7/2*7)-1000)/7，求得限制斜率k＝25；
70.然后在计算每一时刻的实时斜率，以计算第5秒时刻下的实时斜率为例：先对第1秒至第5秒内的所有运行参数进行类和，累计值为1000+1050+1100+1200+1250＝5600，在计算平均值，平均值为5600
÷
5＝1120，再计算平均值与初始运行参数的差值，记为超限值，超限值为1120-1000＝120，最后计算实时斜率为120
÷
4＝30，其中，4为在第5秒时，共有4个时间间隔，此时由于实时斜率30大于限制斜率25，则判定为第5秒的待计算运行参数超限，系统输出报警，而其余每秒的实时斜率的算法与第5秒的算法相同，其计算结果如下表表二所示：
71.时间(s)12345678实时斜率0252529.1303030.932.1
72.表二
73.如图4所示，在上述实施例中，空分装置的运行参数的监控和预警方法还包括预测第二预设时刻的实时斜率的步骤，具体包括:
74.s402：获取第一预设时刻的实时斜率；
75.s404：基于第一预设时刻的实时斜率和初始时刻的实时斜率确定实时斜率增量；
76.s406：基于实时斜率增量和初始时刻至第一预设时刻内实时斜率的个数确定增长
率；
77.s408：基于增长率确定第二预设时刻的实时斜率。
78.在该实施例中，系统还可以预测未来的某一时刻的实时斜率，具体而言，先获取第一预设时刻的实时斜率，再通过第一预设时刻的实时斜率减去初始时刻的实时斜率即可得到实时斜率增量，再通过实时斜率增量除以实时斜率的个数即可得到增长率，最后基于增长率确定第二预设时刻的实时斜率，下面以下表表三数据为例；
79.时间(s)12345678实时斜率00.10.150.150.10.20.250.25
80.表三
81.先获取第一预设时刻的实时斜率，例如，第一预设时刻可以设置为第八秒，然后计算实时斜率增量，实时斜率增量＝第一预设时刻的实时斜率-初始时刻的实时斜率＝0.25-0＝0.25，最后确定增长率，增长率＝实时斜率增量/初始时刻至第一预设时刻内实时斜率的个数＝0.25/8＝0.03125，也即没过一秒钟实时斜率的增长量为0.03125，计算出增长率之后就可以预设第二预设时刻的实时斜率，其中，第二预设时刻后于第一预设时刻，第一预设时刻后于初始时刻，例如第二预设时刻为第20秒，第二预设时刻的实时斜率＝0.03125
×
20+0＝0.625，那么假如在工作的时候限制斜率为0.6，那么系统就可以预测出在未来的第20秒会发生超限的情况。当然，这里为了便于理解只是以8秒为例，在实际监测过程中，以送气流量为例，一小时内流量只允许超过初始运行参数的400，而通常系统每一秒获取一个数据，所以以一个小时为一轮数据，一轮数据中会有很多很多个数据，这里为了简化数据方便理解，才选取上述表一、表二和表三中的数据为例。
82.如图5所示，在上述实施例中，空分装置的运行参数的监控和预警方法还包括如下步骤：
83.s502：实时显示初始时刻至当前时刻下所有运行参数的平均值、当前时刻下的实时斜率、第二预设时刻的实时斜率。
84.在该实施例中，实时显示初始时刻至当前时刻下所有运行参数的平均值、当前时刻下的实时斜率、第二预设时刻的实时斜率，这样工作人员就可以根据显示的数据进一步分析是否会出现数据超限的情况。
85.在上述实施例中，运行参数包括空分装置的提取纯度值、空分装置的气体送出流量、空分装置的气体送出压力、空分装置的气体加热温度中的一个。
86.如图6所示，本发明第二方面实施例提供了一种空分装置的运行参数的监控和预警装置12，包括储存器122和处理单元124，存储器122上存储有计算机程序，处理单元124执行计算机程序时实现本发明第一方面任一项技术方案的空分装置的运行参数的监控和预警方法。
87.如图7所示，在上述实施例中，空分装置的运行参数的监控和预警装置12还包括报警装置126，在待计算运行参数超限时，报警装置126发出预警提示。
88.本发明第三方面实施例提供了一种可读储存介质，可读储存介质上存储有程序或指令，处理器执行程序或指令时实现本发明第一方面任一项技术方案的空分装置的运行参数的监控和预警方法。
89.如图8所示，本发明第四方面实施例提供了一种空分装置1，本发明提供的空分装
置1包括本发明第二方面实施例的空分装置的运行参数的监控和预警装置12，或包括本发明第三方面实施例的可读储存介质。
90.本发明的工作原理主要是获取空分装置每一时刻下的运行参数，然后确定限制斜率，然后计算当前时刻下的实时斜率，将限制斜率与实时斜率进行对比，若实时斜率大于限制斜率则表示会在限制时间间隔内超出限制偏移量则触发报警，若实时斜率小于限制斜率则不会触发报警。
91.本发明的有益效果为：
92.通过对点位产生的数据进行实时采集和分析，当测点的增长速度超过预设的阈值时，自动触发报警并通知操作人员进行处理；
93.此外，还可以根据斜率同时预测当前工况下任意时间后的值，对于操作人员判断增长趋势的稳定性提供了帮助。
94.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种空分装置的运行参数的监控和预警方法，其特征在于，包括：获取所述空分装置每一时刻下的运行参数；确定初始时刻下的初始运行参数；确定限制时间间隔；基于所述初始运行参数和预设偏移值确定限制偏移量；基于所述限制时间间隔、所述限制偏移量和所述初始运行参数确定限制斜率；获取当前时刻下的待计算运行参数；基于所述初始时刻至所述当前时刻内所有运行参数计算所述当前时刻下的实时斜率；基于所述当前时刻下的实时斜率和所述限制斜率确定所述待计算运行参数是否超限；在所述待计算运行参数超限时发出预警提示。2.根据权利要求1所述的空分装置的运行参数的监控和预警方法，其特征在于，所述基于所述限制时间间隔、所述限制偏移量和所述初始运行参数确定限制斜率的步骤中，基于如下公式计算所述限制斜率：k＝(((k_limit+normalval)
×
t_set/2
×
t_set)-normalval)/t_set；其中，k为限制斜率，k_limit为限制偏移量，normalval为初始运行参数，t_set为限制时间间隔。3.根据权利要求1所述的空分装置的运行参数的监控和预警方法，其特征在于，所述基于所述初始时刻至所述当前时刻内所有运行参数计算所述当前时刻下的实时斜率的步骤具体包括：对所述初始时刻至所述当前时刻下的所有所述运行参数进行类和得到类和值；基于所述类和值确定所述初始时刻至所述当前时刻下所有所述运行参数的平均值；计算所述平均值与所述初始运行参数的差值，记为超限值；基于所述超限值和所述初始时刻至所述当前时刻之间的时间间隔数确认所述当前时刻下的实时斜率；其中，所述初始时刻至所述当前时刻之间的时间间隔数＝初始时刻至所述当前时刻下的所有运行参数的个数-1。4.根据权利要求3所述的空分装置的运行参数的监控和预警方法，其特征在于，还包括：获取第一预设时刻的实时斜率；基于所述第一预设时刻的实时斜率和所述初始时刻的实时斜率确定实时斜率增量；基于所述实时斜率增量和所述初始时刻至所述第一预设时刻内实时斜率的个数确定增长率；基于所述增长率确定第二预设时刻的实时斜率。5.根据权利要求4所述的空分装置的运行参数的监控和预警方法，其特征在于，还包括：实时显示所述平均值、所述当前时刻下的实时斜率、所述第二预设时刻的实时斜率。6.根据权利要求1所述的空分装置的运行参数的监控和预警方法，其特征在于，所述基于所述当前时刻下的实时斜率和所述限制斜率确定所述待计算运行参数是否超限的步骤具体包括：
在所述当前时刻下的实时斜率大于所述限制斜率时，确定所述待计算运行参数超限；在所述当前时刻下的实时斜率小于等于所述限制斜率时，确定所述待计算运行参数未超限。7.根据权利要求1所述的空分装置的运行参数的监控和预警方法，其特征在于，所述运行参数包括所述空分装置的提取纯度值、所述空分装置的气体送出流量、所述空分装置的气体送出压力、所述空分装置的气体加热温度中的一个。8.一种空分装置的运行参数的监控和预警装置，其特征在于，包括：储存器和处理单元，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理单元执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的空分装置的运行参数的监控和预警方法。9.一种可读储存介质，其特征在于，所述可读储存介质上存储有程序或指令，处理器执行所述程序或指令时实现如权利要求1至7中任一项所述的空分装置的运行参数的监控和预警方法。10.一种空分装置，其特征在于，包括：如权利要求8所述的空分装置的运行参数的监控和预警装置，或如权利要求9所述的可读储存介质。

技术总结
本发明提供一种空分装置的运行参数的监控和预警方法，涉及工业控制技术领域，旨在解决人工手动监控导致费时费力的技术问题，监控和预警方法包括获取每一时刻下的运行参数；确定初始时刻下的初始运行参数；确定限制时间间隔；基于初始运行参数和预设偏移值确定限制偏移量；基于限制时间间隔、限制偏移量和初始运行参数确定限制斜率；获取当前时刻下的待计算运行参数；基于初始时刻至当前时刻内所有运行参数计算当前时刻下的实时斜率；基于实时斜率和限制斜率确定待计算运行参数是否超限；在待计算运行参数超限时发出预警提示，本发明通过对点位产生的数据进行实时采集和分析，当测点的增长速度超过预设的阈值时，自动触发报警。自动触发报警。自动触发报警。


技术研发人员：庞颢 陈震 张梓轩
受保护的技术使用者：深圳市海格金谷工业科技有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/7/27