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功图找气阀/活塞故障 —— 观察记录

只读分析。样本 wave_file + wave_sample_one(首周期,约 1545 点)。故障锚点:7,8,9号压缩机故障汇总.xlsx;异常段对齐 cache/pks_scanner/evolution/。 backend/indicator_features/ 为新增独立目录,只读数据库、只 import app.config,不影响现有算法/程序。

1. 数据方法

  • 25.6 kHz、8 脉冲/转、≈996 RPM → 单周期≈60 ms;15 分钟一个文件。
  • wave_sample_one = 每文件一个首周期;cycle_start/end 废弃。
  • 级配:一级=2/4/6、二级=3/5、三级=1。
  • 同一缸的“压力盖侧 / 压力轴侧”可互换替代(同一缸两个腔的测点)。

2. 可用性(以 wave_sample_one 计数为准)

wave_sample(全量)基本为空;真正存数据的是 wave_sample_one(每文件一个首周期)。 availability.py 现在直接统计有多少文件存在 wave_sample_one 数据,并区分“有样本”与“有效周期”:

9号机一缸盖侧: 文件1489, 抽样日16, 有 wave_sample_one 的日11, 其中有效周期日11
   有样本数据段: 2026-01-30 ~ 2026-02-09
8号机三缸盖侧: 文件521,  抽样日7,  有 wave_sample_one 的日0,  其中有效周期日0   (2025-10~12)
7号机三缸盖侧: 文件0                                                          (2024-12~2025-02)

活塞事件前无数据的直接计数证据:

事件 测点 窗口内文件 有 wave_sample_one
8 号机活塞 2025.12.6 三缸/二缸 521 0
9 号机活塞 2026.1.18 一缸 1489 仅 2026-01-30 起
7 号机活塞 2025.1.10 三缸/二缸 0 0
对照:8 号机气阀 2026.3.29 三缸 3594 535

结论:活塞事件前确实没有功图周期(不是抽样误判),气阀有、活塞没有是数据采集期差异。

其它可用段

3. 特征与检测(已完成)

  • 稳健平台:Otsu 双峰求 P_s/P_d/pressure_ratio。
  • 相位对齐:整转内取 PV 环面积最大的偏移 → 指示功、等熵效率 efficiency(0.68~0.89,合理)、n_comp。
  • 通道 QC:按“级”判断 dead/weak/high(修正了跨级误判,如三级一缸压力天然高)。
  • analyze.py:同级缸间、同缸双腔(相位剖面 L2)、本缸自身 z。
  • trend.py:按天自身基线 z + 突发跳变 + 同级偏差的突发跳变,并对齐 evolution 段。

4. 关键观察

4.5 长窗口慢趋势(trend.py 的 slow_trends,数月、每点每天4条)

机组 最主要的慢变化 判断
7 号机 六缸盖侧 p_discharge 从 4 月 ~1.9 骤降到 5 月后 ~0.81 并保持(p_span 0.85→0.27);六缸轴侧正常 单侧传感器失效(不是缸故障);方法能抓到阶跃
8 号机 一缸(三级)压比/指示功缓降(负荷耦合);四缸轴侧 peer 压比 +30%→+11%(配置) 无单缸故障
9 号机 全部缸 p_discharge/指示功同步 +3~4%/30天 负荷级整体漂移,peer 相对无单缸趋势

结论:长窗口慢趋势能稳定捕捉缓慢/阶跃变化(已用 7 号机六缸盖侧传感器失效验证),但这些变化都不是气阀/活塞缸故障。

4.4 形状/波形角度(shape_analysis.py)

用归一化相位剖面(PV 环面积对齐 + 平台归一化,消工况),比较“修前/修后 L2、同级 peer、双腔”:

事件 修前/修后 剖面 L2 结论
8 号机 2026.3.29/4.1 二/四缸 ≈0.13~0.16(极稳);三级一缸 3.0~3.3 只有三级一缸形状变化大,但三级受负荷耦合
7 号机 2025.8.8 全部 0.13~0.82 无单缸形状畸变
7 号机 2026.5.21 全部 0.05~0.54 无单缸形状畸变

剖面图:cache/indicator/shape/*.png。 结论:形状角度也没有找到可归因于气阀/活塞的单缸畸变;唯一较大变化是三级一缸(负荷耦合)。

4.0 已找到的候选特征(修前/修后同级对照)

方法:把“维修前段”与“维修后段”的同级缸间偏差做对比,找维修后恢复的缸。

8 号机 2026.4.1 气阀(更换阀片/弹簧/缓冲片) —— 一级轴侧压比同级偏差:

段 四缸轴侧 六缸轴侧 同级中位
修前 2026-03-15~20 +34% −22% 3.42
修后 2026-04-18~05-06 +13% −16% 3.10
  • 四缸轴侧压比(相对同级)在维修前后由 +34% 降到 +13%,相对稳定缸(二缸)降约 16%;efficiency 同期 0.558→0.626(+12%)。
  • 其余一级缸变化仅 ±2~10%。这是目前唯一在维修前后明显变化的缸级特征。
  • 对照分析(任务 2)——结论:大概率是配置变化,不是纯故障:

| 时期 | 四缸/二缸 压比 | 同级排序 | |---|---:|---| | 2025-03~05(无维修) | 0.96~0.98 | 二 > 四 > 六 | | 2026-03-15~20(修前) | 1.27~1.34 | 四 > 二 > 六 | | 2026-04~06(修后) | 1.12~1.17 | 四 > 二 > 六 |

四缸轴侧相对二缸在 2025→2026 之间发生持久排序反转(2026 全年仍偏高,维修后也回不到 2025 水平)→ 更像年度拆装/配置变化;维修只解释 1.34→1.12 这一部分。

  • 全事件修前/修后对照(repair_compare.py):
    • 8 号机 2026.3.29/4.1:仅四缸轴侧显著(见上);
    • 7 号机 2025.8.8、2026.5.21 气阀:各缸 peer 相对仅 ±1~2%,无恢复特征;
    • 其余活塞事件无可用的故障前段。

4.1 8 号机 2025 春季(活塞事件前最后运行段)

  • 全通道正常;二缸盖侧 p_discharge 比同级低约 8%、指示功低约 9%,但二缸轴侧正常 → 倾向单侧偏置,不是活塞双腔特征。
  • 同级偏差的“突发跳变”集中在 2025-03-17/18、05-01~03,是工况切换日(多缸同步移动)。

4.2 8 号机 2026 春季(3.29/4.1 气阀)

  • 3-16~20 一级 Pd 比 4/5 月低约 10 MAD,03-18 落在 压力/轻微 段内;
  • 但同级缸间 + 盖/轴双腔同步移动 → 工况级变化,非单缸故障。

4.3 7 号机 2026-05 气阀前两周

  • 同级轴侧偏差稳定、无趋势(该事件为管道突发)。

5. 结论

  • 工具链完备(平台/效率/三种归一化/突发跳变/evolution 对齐/通道 QC)。
  • 但活塞事件在现有功图数据里没有故障前可用段;气阀事件多为突发,故障前无单缸趋势。
  • 观察到的较大变化都能被“同级/双腔同步”解释为工况,说明归一化是必需的,也说明目前功图暂未提供可区分的故障特征。

6. 建议

  1. 用未来/新采集的密集段(4/6 号机与 7/8/9 持续运行 + 有维修记录)做验证;
  2. 稳定 n_comp(限制拟合区间、最小样本);
  3. 将“同级偏差 + 双腔差”的长期基线与 evolution 段联合,做多证据互验与偏离报警。