一种柱塞泵的故障诊断方法及诊断系统

技术领域

本发明涉及柱塞泵设备检修技术领域，具体为一种柱塞泵的故障诊断方法及诊断系统。

背景技术

柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点。柱塞泵被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。

油田压裂用柱塞泵是油气田开采中高压泵送压裂介质的设备，常用的油田压裂柱塞泵为柱塞式容积往复泵，主要由动力端总成、液力端总成和减速箱总成组成，动力端总成由动力端壳体、曲轴、连杆、十字头机构、十字头箱体和保持架等组成；液力端总成包括阀箱、柱塞、吸入阀、排出阀等。通过柴油发动机、电动机、涡轮发动机等动力源提供动力驱动减速箱总成及动力端总成，动力端总成带动柱塞在液力端总成的阀箱密封腔内做直线往复运动，在液力端总成阀箱内吸入阀和排出阀交替作用下实现压裂介质的高压泵送。通过柱塞泵将压裂介质高压泵送至地层，将地层压开，形成裂缝，从而达到油气田增产增注的目的。

现有的柱塞泵在使用过程中经常出现故障，采用人工方式进行诊断，耗时较多，并且诊断不够准确，影响对柱塞泵的后序修理，降低了生产效率，影响生产，针对以上所述，那么如何发明出一种柱塞泵的故障诊断方法及诊断系统，这成为我们需要解决的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术不足，本发明提供了一种柱塞泵的故障诊断方法及诊断系统，解决了：现有的柱塞泵在使用过程中经常出现故障，采用人工方式进行诊断，耗时较多，并且诊断不够准确，影响对柱塞泵的后序修理，降低了生产效率，影响生产的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种柱塞泵的故障诊断方法及诊断系统，包括诊断系统，所述诊断系统包括故障参数平台、云服务端、电路诊断模块、警示模块，所述故障参数平台，其提供存储有故障参数的信息，并提供改变设备参数的功能；云服务端，包括汇总故障参数并进行存储，实现线上实时共享，并提供参数对比；电路诊断模块，通过与测电仪器接触，排除测算电路故障；所述仪表故障诊断，对自动化硬件、仪表仪器、传感器、控制器，进行在监控跟踪，在线监测、预测性维护、故障预警、诊断修复、运行优化、远程升级的互联互通，所述故障参数平台、云服务端、电路诊断模块、警示模块均相互连通。

作为本发明的进一步优选方式，所述故障参数平台包括流量监测模块、动力监测模块、电量监测模块，所述流量监测模块包括设置在柱塞泵外侧的若干个液体流量器，液体流量器可采集现场流量信息，所述图流量监测模块可将流量进行传输至云服务端进行分析识别匹配，所述电量监测模块通过电量表进行测算耗电量。

作为本发明的进一步优选方式，所述云服务端包括有数据接收单元、数据传输单元和数据匹配单元和参数数据库，所述参数数据库对柱塞泵的功率、金属元素含量、流速、杂质率、流量、用电量以及故障参数的统一存储。

作为本发明的进一步优选方式，所述云服务端支持SqlServer、Oracle和MySql交互数据传输；通过各自的时间戳技术，对变更数据即时发布和传输；通过最大兼容各版本和各差别字段，实现单套数据库向多类数据库的同步与发布。

作为本发明的进一步优选方式，所述电路诊断模块包括有探针监测单元、阻值监测单元、统计单元，所述感应单元包括至少两个探针电路，每个探针电路具有与外壳固接的开关及多路电阻，通过开关调节档位；所述阻值监测单元通过形成若干个检测电路，并在检测单路中串联定阻值的灯泡，观测灯泡亮度，排取照片，并传输至云服务端进行对比。

作为本发明的进一步优选方式，所述诊断系统的诊断方法如下，

S1、建立诊断模型步骤：从故障参数平台中获取故障样本信息，对经过计算处理后的故障样本数据提取趋势特征点，存储生成故障参数并存储；

S2、检测请求，通过利用通信服务端进行传输数据，将信号数据传输至云服务端,通过故障参数平台提供参数对比，云服务端将数据将需要的参数数据进行提取，并实时匹配最佳数据进行提取，将数据最终反馈，诊断具体报错设备；

S3、故障诊断运行步骤：从实时数据库中获取异常样本数据，对经过计算处理后的异常样本数据提取趋势特征点，然后进行概率匹配，当故障参数与提取参数匹配值大于98％，认定与获取异常样本相符合；

当故障参数与提取参数匹配值大于50％且小于98％，认定与获取异常样本相接近，重新获取异常样本进行循环匹配；

当当故障参数与提取参数匹配值小于50％，采用人工进行检测，并将检测诊断数据录入至云服务端；

S4，人工进行手动对仪表进行检测，当仪表数值偏离正常值76％，警示模块提供紧急断电，采用紧急断电，停止设备运行；

S5，进行纠错调整，对诊断故障进行判断，并根据判断进行维护调理，使得柱塞泵正常运转；

S6，循环以上操作，直至设备正常运转，确定信息，并及时反馈信息。

(三)有益效果

本发明提供了一种柱塞泵的故障诊断方法及诊断系统。具备以下有益效果：

(1)本发明的能够实现故障诊断过程的自动化，提高故障诊断准确度，减少人为因素对故障诊断结果的影响，故障诊断过程简单，故障诊断效率高，诊断结果可信度高，维修建议合理可行，知识库扩展方便，方法简单，技术实用。

(2)本发明主要通过云服务端进行线上实时存储多种故障数据，并且可通过故障参数平台进行对柱塞泵的运转数据信息进行采集，将采集后的信息数据传输至云服务端进行匹配，根据匹配相似度，确定具体故障，实时采用线上操作，准确性高，且较为效率。

附图说明

图1为本发明整体的系统原理框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案：一种柱塞泵的故障诊断方法及诊断系统，包括诊断系统，所述诊断系统包括故障参数平台、云服务端、电路诊断模块、警示模块，所述故障参数平台，其提供存储有故障参数的信息，并提供改变设备参数的功能；云服务端，包括汇总故障参数并进行存储，实现线上实时共享，并提供参数对比；电路诊断模块，通过与测电仪器接触，排除测算电路故障；所述仪表故障诊断，对自动化硬件、仪表仪器、传感器、控制器，进行在监控跟踪，在线监测、预测性维护、故障预警、诊断修复、运行优化、远程升级的互联互通，所述故障参数平台、云服务端、电路诊断模块、警示模块均相互连通。

所述故障参数平台包括流量监测模块、动力监测模块、电量监测模块，所述流量监测模块包括设置在柱塞泵外侧的若干个液体流量器，液体流量器可采集现场流量信息，所述图流量监测模块可将流量进行传输至云服务端进行分析识别匹配，所述电量监测模块通过电量表进行测算耗电量，通过这样的设计可以使用流量监测模块、动力监测模块、电量监测模块进行分别统计流量、动力输出功率，以及用电量，通过将统计的数据进行记录，并传输至云服端进行匹配判断。

所述云服务端包括有数据接收单元、数据传输单元和数据匹配单元和参数数据库，所述参数数据库对柱塞泵的功率、金属元素含量、流速、杂质率、流量、用电量以及故障参数的统一存储，通过这样的设计可以使用云服务端进行接收数据，并进行匹配识别。

所述云服务端支持SqlServer、Oracle和MySql交互数据传输；通过各自的时间戳技术，对变更数据即时发布和传输；通过最大兼容各版本和各差别字段，实现单套数据库向多类数据库的同步与发布，通过这样的设计可以使用云服端进行大量存储故障信息，并可将故障数据进行实时更新。

所述电路诊断模块包括有探针监测单元、阻值监测单元、统计单元，所述感应单元包括至少两个探针电路，每个探针电路具有与外壳固接的开关及多路电阻，通过开关调节档位；所述阻值监测单元通过形成若干个检测电路，并在检测单路中串联定阻值的灯泡，观测灯泡亮度，排取照片，并传输至云服务端进行对比，通过这样的设计可以使用探针监测单元、阻值监测单元、统计单元进行采集并诊断电路数据。

工作原理：首先，建立诊断模型步骤：从故障参数平台中获取故障样本信息，对经过计算处理后的故障样本数据提取趋势特征点，存储生成故障参数并存储；检测请求，通过利用通信服务端进行传输数据，将信号数据传输至云服务端,通过故障参数平台提供参数对比，云服务端将数据将需要的参数数据进行提取，并实时匹配最佳数据进行提取，将数据最终反馈，诊断具体报错设备；故障诊断运行步骤：从实时数据库中获取异常样本数据，对经过计算处理后的异常样本数据提取趋势特征点，然后进行概率匹配，当故障参数与提取参数匹配值大于98％，认定与获取异常样本相符合；当故障参数与提取参数匹配值大于50％且小于98％，认定与获取异常样本相接近，重新获取异常样本进行循环匹配；当当故障参数与提取参数匹配值小于50％，采用人工进行检测，并将检测诊断数据录入至云服务端，人工进行手动对仪表进行检测，当仪表数值偏离正常值76％，警示模块提供紧急断电，采用紧急断电，停止设备运行；进行纠错调整，对诊断故障进行判断，并根据判断进行维护调理，使得柱塞泵正常运转；循环以上操作，直至设备正常运转，确定信息，并及时反馈信息。

本发明的，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本发明解决的问题是现有的柱塞泵在使用过程中经常出现故障，采用人工方式进行诊断，耗时较多，并且诊断不够准确，影响对柱塞泵的后序修理，降低了生产效率，影响生产的问题，本发明通过上述部件的互相组合，本发明的能够实现故障诊断过程的自动化，提高故障诊断准确度，减少人为因素对故障诊断结果的影响，故障诊断过程简单，故障诊断效率高，诊断结果可信度高，维修建议合理可行，知识库扩展方便，方法简单，技术实用，本发明主要通过云服务端进行线上实时存储多种故障数据，并且可通过故障参数平台进行对柱塞泵的运转数据信息进行采集，将采集后的信息数据传输至云服务端进行匹配，根据匹配相似度，确定具体故障，实时采用线上操作，准确性高，且较为效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。