Σύγχρονο Σύστημα Προσφυγής Επιτήρησης για Προστατευτικά σε Διοξειδό Ζινκ: Βασικές Τεχνολογίες και Διάγνωση Ανωμαλιών

1 Αρχιτεκτονική του Συστήματος Πραγματικού Χρόνου Εποπτείας για Αντικατακληστήρες Άνθρακα-Ζάμπκα

Το σύστημα πραγματικού χρόνου εποπτείας για αντικατακληστήρες άνθρακα-ζάμπκα αποτελείται από τρία επίπεδα: το επίπεδο ελέγχου σταθμού, το επίπεδο κενού και το επίπεδο διαδικασίας.

• Επίπεδο Ελέγχου Σταθμού: Περιλαμβάνει ένα κέντρο εποπτείας, ένα ρολόι Global Positioning System (GPS) και μια πηγή ρολογιού B - code.

• Επίπεδο Κενού: Συνίσταται από έξυπνα ηλεκτρονικά συστήματα (IEDs) πραγματικού χρόνου εποπτείας.

• Επίπεδο Διαδικασίας: Χαρακτηρίζεται από τερματικά εποπτείας για μετατροπείς Τάσης (PTs) και Ρεύματος (CTs), όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.

Σε αυτό το σύστημα, κάθε συσκευή εκτελεί μια διαφορετική λειτουργία:

• Κέντρο Εποπτείας: Ταξινομεί και συγκεντρώνει τα δεδομένα κατάστασης των αντικατακληστήρων άνθρακα-ζάμπκα, αναλύοντας τη λειτουργία κάθε μονάδας. Οι τεχνικοί έχουν πρόσβαση στην πραγματικού χρόνου απόδοση των αντικατακληστήρων μέσω του παρασκήνιου του συστήματος. Τα πληροφορίες εμφανίζονται σε οθόνες μέσω αναφορών, στατιστικών διαγραμμάτων και καμπυλών, διασφαλίζοντας φιλική για τον χρήστη αλληλεπίδραση. Σε περίπτωση παρανορμαλίας, το σύστημα ενεργοποιεί άμεσες ειδοποιήσεις για να προωθήσει την εγκαίρωση διόρθωση, προστατεύοντας τη λειτουργία των αντικατακληστήρων.

• Πραγματικού Χρόνου IEDs: Λειτουργούν ως μεσολαβητές επικοινωνίας μεταξύ των τερματικών εποπτείας (που δεν μπορούν να συνδεθούν άμεσα με το κέντρο) και του κέντρου εποπτείας. Αναλύουν και μεταφέρουν δεδομένα, επιτρέποντας άψογη ροή πληροφοριών.

• Τερματικά Εποπτείας: Λειτουργούν ως συλλέκτες δεδομένων στην προσωπική επιφάνεια, παρακολουθώντας παραμέτρους περιβάλλοντος (θερμοκρασία, υγρασία), ρευστής διαρροής και επίπεδα ρύπανσης των αντικατακληστήρων. Επίσης, καταγράφουν με υψηλή ακρίβεια τον αριθμό χτυπήματος βραχνών. Τα συλλεγμένα δεδομένα μεταφέρονται στο κέντρο εποπτείας μέσω του επιπέδου κενού, επιτρέποντας στους διαχειριστές να λαμβάνουν αποφάσεις με βάση δεδομένα.

2 Κλειδιά της Τεχνολογίας Πραγματικού Χρόνου Εποπτείας για Αντικατακληστήρες Άνθρακα-Ζάμπκα
2.1 Χρονική Συγχρονισμός των Συστημάτων Πραγματικού Χρόνου Εποπτείας

Η έρευνα για τη μέθοδο βασικής ρευστής διαρροής και την ανάλυση αρμονικών για αντικατακληστήρες άνθρακα-ζάμπκα αποκαλύπτει ότι ο χρονικός συγχρονισμός των επιχειρήσεων δείγματος επηρεάζει σημαντικά τα αποτελέσματα εποπτείας. Παρά την εξαιρετικά μικρή τιμή της διαρροής, μικρές λάθη μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες αποκλίσεις. Έτσι, τα συστήματα πραγματικού χρόνου εποπτείας απαιτούν υψηλή ακρίβεια συγχρονισμού, απαιτώντας τους τεχνικούς να ρυθμίζουν το χρονικό σύστημα. Δύο μεθόδους είναι διαθέσιμες:

• Συγχρονισμός Μετά την Βάση GPS: Επιτυγχάνει συγχρονισμό εντός 2ns, μειώνοντας τα χρονικά λάθη;

• Συγχρονισμός Ρολογιού IRIG - B Code: Διαθέτει ισχυρές αντικαταστατικές δυνατότητες, διασφαλίζοντας σταθερή μεταφορά σημάτων και υψηλή ακρίβεια λήψης σημάτων. Ωστόσο, η υπερβολική ακρίβεια αυξάνει το κόστος—οι τεχνικοί πρέπει να επιλέξουν την ακρίβεια (1μs, 1ms, 10ms, 1s) με βάση τις ελάχιστες απαιτήσεις ανάλυσης του συστήματος .

Ο συγχρονισμός ρολογιού IRIG - B code είναι οικονομικός. Παρόλο που είναι λιγότερο ακριβής από το GPS, ανταποκρίνεται στις ανάγκες του συστήματος. Έτσι, οι τεχνικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν το IRIG - B για συγχρονισμό, εξασφαλίζοντας τη συνέχεια των δειγμάτων.

2.2 Μείωση Θορύβου στα Σήματα Πραγματικού Χρόνου Εποπτείας

Η συλλογή δεδομένων από αντικατακληστήρες άνθρακα-ζάμπκα αντιμετωπίζει πολλές παρεμβολές. Λόγω της εξαιρετικά μικρής διαρροής, ο μη επεξεργασμένος θόρυβος προκαλεί αποκλίσεις στην εποπτεία, δεν αντικατοπτρίζοντας την πραγματική κατάσταση της συσκευής. Οι τεχνικοί πρέπει να επιλέξουν κατάλληλες αλγορίθμους μείωσης θορύβου—ο αλγόριθμος wavelet denoising είναι ευρέως χρησιμοποιούμενος: διασπά τα σήματα, διατηρεί το έγκυρο περιεχόμενο, θέτει τα άχρηστα στοιχεία σε 0 και εξάγει χρήσιμες πληροφορίες μετά από επαναληπτική διάσπαση.

2.3 Διάγνωση Παρανορμαλιών στην Πραγματικού Χρόνου Εποπτεία
2.3.1 Σημασία της Διάγνωσης Παρανορμαλιών

Με την επέκταση των ενεργειακών εξοπλισμών, η ασφάλεια των ενεργειακών συστημάτων γίνεται κρίσιμη. Οι παρανορμαλίες διακόπτουν την παροχή ενέργειας και τίθενται σε κίνδυνο την ασφάλεια του προσωπικού—κάνοντας την πραγματικού χρόνου εποπτεία και διάγνωση των αντικατακληστήρων άνθρακα-ζάμπκα απαραίτητη. Το σύστημα εποπτεύει τις συνθήκες απομόνωσης, προβλέπει κινδύνους και υποστηρίζει την συντήρηση. Ωστόσο, τα δεδομένα πραγματικού χρόνου είναι τεράστια, περίπλοκα και επικεντρικά, εμποδίζοντας την ακρίβεια της εποπτείας.

Για να εξασφαλίσει την ακρίβεια της διάγνωσης, οι τεχνικοί προετοιμάζουν τα δεδομένα: αφαιρούν τις επικεντρικές πληροφορίες, διορθώνουν λάθη και παρέχουν αξιόπιστες εισόδους. Επιπλέον, η ρευστή διαρροή των αντικατακληστήρων άνθρακα-ζάμπκα επηρεάζεται από το κλίμα, τη θερμοκρασία, τα μαγνητικά πεδία και την παρεμβολή σημάτων—αυξάνοντας τη δυσκολία της διάγνωσης. Η αποτελεσματική επεξεργασία δεδομένων μέσω τεχνικών μέσων είναι κρίσιμη για τη διάγνωση .

2.3.2 Αλγόριθμος Σύνθεσης Πληροφοριών Πολυαισθητήρων

Οι αλγόριθμοι σύνθεσης πληροφοριών, βασικοί για την επεξεργασία δεδομένων πραγματικού χρόνου, ενοποιούν πληροφορίες πολλαπλών επιπέδων για συνολική ανάλυση. Οι αλγόριθμοι σύνθεσης πληροφοριών πολυαισθητήρων χρησιμοποιούν δεδομένα από πολλαπλούς αισθητήρες, αποφεύγοντας την αρμονική παρεμβολή μέσω υπολογισμών, και αντικατοπτρίζουν ακριβώς την πραγματικού χρόνου κατάσταση των αντικατακληστήρων. Κοινοί αλγόριθμοι περιλαμβάνουν:

• Μέθοδος Ενσωματωμένης Περιορισμού: Περιορίζει τα παράμετρα που συλλέγονται από τους αισθητήρες (αρχικά και ουσιώδη φάσεις) για να εξασφαλίσει μοναδικές λύσεις. Το σύστημα αποκτά πραγματικού χρόνου δεδομένα από τους αισθητήρες και εξάγει κλειδί πληροφορίες με βάση τα χαρακτηριστικά της συσκευής;

• Μέθοδος Συνδυασμού Στοιχείων: Εξάγει λειτουργικά δεδομένα, υπολογίζει με βάση τις καταστάσεις των αντικατακληστήρων, και παρέχει βάση για την αξιολόγηση των παρανορμαλιών;

• Μέθοδος Νευρωνικού Δικτύου (ANN): Χρησιμοποιεί μηχανική μάθηση για διάγνωση. Πρώτον, σχεδιάζει τοπολογίες προσαρμογής στους αισθητήρες, δεύτερον, μαπεάρει τα μοτίβα δεδομένων μέσω της αλληλεπίδρασης δικτύου-περιβάλλοντος, τέλος, εκπαιδεύει μοντέλα για αυτόματη ανίχνευση παρανορμαλιών .

2.3.3 Μέθοδος Σχετικής Ανάλυσης Σκοτεινού Χρώματος

Ως κοινή μέθοδος διάγνωσης παρανορμαλιών για αντικατακληστήρες άνθρακα-ζάμπκα, η μέθοδος σχετικής ανάλυσης σκοτεινού χρώματος εστιάζει στην στατιστική ανάλυση πολλαπλών παραγόντων που επηρεάζουν τις παρανορμαλίες. Ποσοτικοποιεί την επίδραση διαφορετικών παραγόντων στις παρανορμαλίες των αντικατακληστήρων με την κατασκευή προσαρμογών. Στην πράξη, συγκρίνεται η μεταβολή της μορφής των καμπυλών: υψηλότερες βαθμίδες προσαρμογής καμπύλων δείχνουν ισχυρότερες σχέσεις μεταξύ των παρανορμαλιών πραγματικού χρόνου και των πραγματικών καταστάσεων των αντικατακληστήρων.

Για τη διάγνωση, η γωνία διασπαστικών απώλειων του αντικατακληστήρα συνήθως ορίζεται ως αναφερόμενη ακολουθία X₁, ενώ παράμετροι όπως η θερμοκρασία, η υγρασία και η διαρροή ρεύματος λειτουργούν ως συγκριτικές ακολουθίες X_i. Χρησιμοποιώντας το μοντέλο σχετικής ανάλυσης σκοτεινού χρώματος για τον υπολογισμό της σχέσης μεταξύ κάθε παραμέτρου και της γωνίας διασπαστικών απώλειων, επιτρέπει την ακριβή αναγνώριση των κλειδί παρανορμαλιών, παρέχοντας δεδομένα υποστήριξης για τις αποφάσεις διάγνωσης.

Τα αποκτηθέντα δεδομένα είναι κανονικοποιημένα, και υπολογίζονται ο συντελεστής συσχέτισης ζ_j(k)) και το βαθμός συσχέτισης γ_j μεταξύ κάθε δεδομένου.

2.4 Εξειδικευμένο Λογισμικό Πραγματικού Χρόνου Εποπτείας

Το εξειδικευμένο λογισμικό πραγματικού χρόνου εποπτείας για αντικατακληστήρες άνθρακα-ζάμπκα, ως υπολογισμικό υπολογιστικό τμήμα του συστήματος πραγματικού χρόνου, διαθέτει πολλαπλές