(一)进入“偏态分析”
“偏态分析” 应用是 MixIOT Indass 体系内的标准应用,除了可以独立使用的权重计算器外,该应用只有两个板块,即分析项目和分析结果:
与MixIOT Indass 其他的应用一样,“偏态分析” 应用本质上也是一个 “偏态分析” 项目的管理系统。前面解释过,“偏态” 应该是有所本的,也就是说,我们需要十分清楚,偏态是针对什么而言的偏态。
通常,我们可以对一个 MixIOT 对象创建不同的偏态分析项目,从不同的侧重点来估计对象实时的偏态状况。只有这样,才能知道产生偏态的关键因素是哪里。
(二)特定偏态分析项目(机组缸温偏态分析)
现在来创建第一个偏态分析项目 。
如上图,这个偏态分析项目选择了A/B气缸缸温因素,所以,这个偏态分析项目是机组对象的 “缸温偏态”。
这个偏态项目的结果,就是 “缸温偏态” 的估计值,这个估计值就是反映机组运行的实际缸温状态与缸温的期望状态(标准状态)的偏差。也就是说,我们可以通过这个偏态分析项目的偏态估计值计算结果,判断当前机组缸温的总体偏差情况,以及缸温总体变化趋势和变化速度。
我们都非常清楚,气缸温度指标是发电机组发动机的一个非常重要的指标,气缸温度直接影响到机组的运行。缸温过低会导致发动机动力不足,无法正常发电;而缸温过高,则可能导致气缸的烧灼和毁损。
这个偏态项目的脚本是:
[
{
"base": [ "S24", "[400, 550]" ],
"factor":
[
[ "S07", "[620, 650]", 0.0625 ],
[ "S08", "[620, 650]", 0.0625 ],
[ "S09", "[620, 650]", 0.0625 ],
.....
[ "S21", "[620, 650]", 0.0625 ],
[ "S22", "[620, 650]", 0.0625 ]
]
},
{
"base": [ "S24", "[550, 600]" ],
"factor":
[
[ "S07", "[625, 650]", 0.0625 ],
[ "S08", "[625, 650]", 0.0625 ],
[ "S09", "[625, 650]", 0.0625 ],
.....
[ "S21", "[625, 650]", 0.0625 ],
[ "S22", "[625, 650]", 0.0625 ]
]
},
{
"base": [ "S24", "[601, ]" ],
"factor":
[
[ "S07", "[635, 655]", 0.0625 ],
[ "S08", "[635, 655]", 0.0625 ],
[ "S09", "[635, 655]", 0.0625 ],
.....
[ "S21", "[635, 655]", 0.0625 ],
[ "S22", "[635, 655]", 0.0625 ]
]
}
]
我们注意到其中的重叠部分,比如,S24=550 的时候,有两个地方都有这个基准条件下的标准态。我们遵循的是 “左匹配规则”,也就是按 “左边min小的那个标准态定义” 的规则。
(1)创建偏态分析项目
按 “+添加” 创建第一个偏态项目:
该偏态分析项目名称为 “机组缸温偏态”,别名为 “Deviation-CylinderTemp”;
数据周期为5(分钟),代表每次计算都是最后5分钟的数据;
计算频次为60(次/小时),代表偏态是每1分钟计算一次。
选择所有的机组作为对象:
脚本就是刚才写好的:
其中各权重因素 S07~S22,它们的权重是一样的,都是1/16=0.0625。
(2)项目操作菜单
MixIOT Indass 应用的形式是完全一样的。Indass 的应用包括 “指数分析”、“偏态分析”、“稳定性分析”、“平衡与增量”以及“风险分析”。
分析项目创建完成后,可以在项目列表中查找。
打开操作菜单:
可以通过项目列表的操作菜单,查看项目详情,包括基本信息:
以及分析项目所关联的对象:
Indass 分析项目创建完成后,默认运行状态都是关闭的,都需要在操作菜单中手动启动,启动后的项目也需要手动通过操作菜单中停止。
快捷调整所设置的关联对象,随时减少或增加关联对象:
(3)分析结果
分析项目启动运行后,会按分析项目设定的方式产生运行结果:
这些结果可以被 MixIOT 其他应用直接引用,也可以在显示板上查看。偏态分析应用的计算结果,是 “偏态估计值”,对这个计算结果,我们要理解和看得明白,这才是最重要的。
上图,假设是某个机组的 “机组缸温偏态” 的分析结果。
我们把这个偏态估计值描绘成一张曲线图,时间刻度是从 0 到 1050,通过这个图来解释这个偏态估计值结果说明了什么。
首先要清楚,在设置这个偏态分析项目的时候,选择了S24(J功率预设值)作为基准,在脚本中,基准(S24,J功率预设值)分成了三段:
A段,S24 的范围是 [400,550],等价于400 ≤ S24 ≤ 550;
B段,S24 的范围是 [550,600],等价于551 ≤ S24 ≤ 600;和
C段,S24 的范围是 [600, ],等价于S24 ≥ 601。
也就是说,如果基准 S24(J功率预设值)在 400 以下时,就不去计算偏态。
我们可以根据一段时间的观察,对于偏态估计值大概的范围是可以有一个基本结论的, 比如,偏态估计值在 60以下,这是低偏态,偏离程度低;偏态估计值在60~120,算是中等偏态程度;偏态估计值高于120,是高偏态。
我们可以来解读一下上面的偏态结果:
- 一开始的时候,当J功率预设在600以上的时候,机组缸温偏态程度是高的。也就是说,J功率设置超过600,机组实际缸温比标准缸温的差距较大;
- 当J功率调到400~550这个范围的时候,缸温偏态程度明显在降低,而且有明显的降低趋势;
- 把J功率提升到550~600这个范围的时候,机组的缸温偏态还能进一步降低,而且最后的趋势,是可以把机组的缸温偏态降低到较低的程度。
再接着往下看:
这是从时间刻度1050到3050的情况,从这些数据可以看到,当 S24(J功率预设)设置超过600的时候,缸温偏态程度就会再次增加。这样,我们就很清楚,缸温偏态状况跟J功率预设值之间的情况是怎样的。
(三)总体偏态分析项目
前面的偏态分析项目,是一个 “特定偏态分析”,是以J功率预设值(S24)为基准的机组缸温偏态。之所以称之为 “特定偏态分析”,是因为偏态针对的就是机组的气缸缸温,而没有其他的因素。
但在实际应用中,经常需要掌握一个对象的总体(综合)偏态程度,这对于掌握实际工业设备运行和生产过程的信息是非常有用的。
回顾一下已有的对象:
低浓度瓦斯电站的生产,与瓦斯燃气的实际工况条件有着直接的关系,我们尝试来分析以燃气工况条件为基准的,整个电站的产能偏态情况。
这个分析我们将选择 “电站工况与生产” 对象,一共有三个:JHStation(佳华电站)、BTStation(奔腾电站)和 JHStation(粤海电站)。
(1)选择因素
先看一下这几个对象的变量:
这个对象一共有29个变量。
我们选择变量 GD(瓦斯CH4浓度)作为基准,分成四段,分别是 [7.0, 8.5]、[8.5, 10.5]、[10.5,12.0] 和 [12.0, ]:
权重因素(变量)选择:J1~J5(机组J功率设置)、X1~X5(有功功率)和Y1~Y5(无功功率)。
(2)确定因素权重
在创建偏态分析项目之前,首先需要确定权重因素变量的权重比例。这里所选择的变量有三组,分别是J组(J功率设置)、X组(有功功率)和Y组(无功功率)。这三组都有5个因素(变量),对应的是不同机组的同一含义变量,所以权重是一样的。
也就是说,用权重计算器去计算的时候,无需去计算15个因素,只需要计算3个。
这三个因素两两比对的重要性,按标度设定,可以这样来设置:
J:X=2:1
J:Y=4:1
X:Y=3:1
把这个结果输入权重计算器,利用权重计算器算出来的结果是这样的:
然后,把这些权重再除以5,分配给各权重因素:J1~J5各权重为0.11168;X1~X5各权重为0.06392;Y1~Y5各权重为0.0244。
(3)编写偏态脚本
有了前面的准备,我们就很容易写成这个偏态分析项目的脚本:
[
{
"base": [ "GD", "[7.0, 8.5]" ],
"factor":
[
[ "J1", "[400, 600]", 0.11168 ],
[ "J2", "[400, 600]", 0.11168 ],
.....
[ "X1", "[370, 640]", 0.06392 ],
[ "X2", "[370, 640]", 0.06392 ],
.....
[ "Y1", "[115, 210]", 0.0244 ],
[ "Y2", "[115, 210]", 0.0244 ],
.....
]
},
{
"base": [ "GD", "[8.5, 10.5]" ],
"factor":
[
[ "J1", "[570, 720]", 0.11168 ],
[ "J2", "[570, 720]", 0.11168 ],
.....
[ "X1", "[500, 750]", 0.06392 ],
[ "X2", "[500, 750]", 0.06392 ],
.....
[ "Y1", "[140, 250]", 0.0244 ],
[ "Y2", "[140, 250]", 0.0244 ],
.....
]
},
{
"base": [ "GD", "[10.5, 12.0]" ],
"factor":
[
[ "J1", "[660, 810]", 0.11168 ],
[ "J2", "[660, 810]", 0.11168 ],
.....
[ "X1", "[610, 830]", 0.06392 ],
[ "X2", "[610, 830]", 0.06392 ],
.....
[ "Y1", "[190, 275]", 0.0244 ],
[ "Y2", "[190, 275]", 0.0244 ],
.....
]
},
{
"base": [ "GD", "[12.0, ]" ],
"factor":
[
[ "J1", "[740, 880]", 0.11168 ],
[ "J2", "[740, 880]", 0.11168 ],
.....
[ "X1", "[700, 910]", 0.06392 ],
[ "X2", "[700, 910]", 0.06392 ],
.....
[ "Y1", "[210, 305]", 0.0244 ],
[ "Y2", "[210, 305]", 0.0244 ],
.....
]
}
]
这个脚本应该也很容易理解。
(4)创建项目
在 “偏态分析” 应用中,按 “+添加” 创建偏态分析项目:
这个分析项目也是一样,每次计算都用最近5分钟的数据,每分钟计算1次。
完成创建后,可以在分析项目视图列表里面,看到这个创建好的项目:
(5)分析计算结果
来看一下,这个偏态分析项目的结果该如何来解读:
偏态计算结果:
如果弄清楚了基准的分段,就不难看出在不同基准条件下的偏态程度。
(四)总结
“偏态分析” 应用是 MixIOT Indass 体系中最重要,也是最常用的数据分析工具之一,在工业互联网实践中有广泛和真正的用处。掌握 MixIOT 对象的偏态程度,以及偏态变化、变化速度、变化加速度、变化趋势和变化方向,其实就等于掌握了对象运行状态的实际偏差。
最重要的是,我们可以通过偏态结果的曲线,了解到在不同基准条件下的偏态程度,这将对设备运行优化起到很重要的作用 。
偏态分析项目(结果)是否能起到重要的作用,有几个关键:
- 找到合适的基准因素(变量)和基准分段;
- 找到合理的权重因素;
- 确定合理的,基于基准分段的期望状态值范围;
- 确定合理的因素的权重比例;
- 正确解读偏态估计值结果。
【偏态分析】