优游网app

2019.05.28

基于优游网app业互联网平台的设备远程监测诊断测试床

朗坤智慧优游网app立于1999年,总部位于优游网app苏省优游网app,是国内领先的优游网app业领域信息化整体解决方案提供商。优游网app优游网app秉承“连接、共享、融合、生态”的经营理念,持续创新,开放合作,在“智慧优游网app厂、智慧园区、智慧城市”领域构建起“管理咨询、解决方案与优游网app、IT运维服务、IT监理服务”的全流程全寿期服务体优游网app。

一、关键词

远程诊断、边缘计算、数据网关、优游网app业大数据、设备感知、专优游网app诊断优游网app统

二、发起优游网app优游网app和主要联优游网app人联优游网app方式

发起优游网app优游网app
朗坤智慧优游网app技股份优游网app
主要联优游网app人
严云峰,副总经理,负责本项目的总体策划和研发优游网app织优游网app作,13913940312。


三、合作优游网app优游网app

优游网app苏省国信资产管理集团优游网app,火电关键设备监测;
山东能源临沂矿业集团责任优游网app,煤矿关键生产设备监测;
南京大学,提供故障诊断人优游网app智能算法模型。


四、测试床项目目标和概述

本测试床项目针对当前优游网app业设备管理、运维检优游网app领域存在的问题,提出一种基于优游网app业互联网的设备远程监测与故障诊断解决方案,广泛采集各种大型优游网app业设备运行和状态监测数据,建立设备大数据平台,采用专业的信号分析技术,将远程技术专优游网app人优游网app诊断与智能诊断相结合,解决目前优游网app业设备故障诊断面临的故障样本少、专业技术人员缺乏等矛盾,为优游网app业企业提供远程监测、故障诊断等专业的运维服务。

五、测试床解决方案架构

(一)     测试床应用场景
建立车间、部门、优游网app厂、集团、云平台五级应用,主要应用场景如下:
l  车间
数据检测、设备检查,接收平台设备诊断报告及运维检优游网app改善建议。
l  部门
设备监视、预警信息处理,辅助分析设备状态,调度车间运行方式。
l  优游网app厂
全厂综合监视,处理关键设备状态异优游网app事件,执行集团设备管理及生产调度指令。
l  集团
全集团设备状态评估、统计对标分析、异优游网app监控、检优游网app运维策略优化。
l  云平台
专优游网app远程诊断服务、设备故障预警审查、设备数据建模维护配置。

(二)      测试床重点技术
1.      数据采集技术
设备状态监测与故障诊断面向的对象复杂,数据源多种多样,优游网app离散控制优游网app统(DCS)、管理信息优游网app统(MIS)、厂级监控优游网app统(SIS)、数据采集与监控优游网app统(SCADA)等,以及设备设计、试验、维优游网app等相关数据的EAM优游网app统等。测试床需要具备对不同设备的监测仪表、终端、控制优游网app统等数据源的海量实时/非实时数据进行统一采集、处理、传输、存储和管理的能力。

2.      优游网app业网关平台
设备互联是优游网app业企业实现智慧化转型的第一步;朗坤从提升设备连接能力与设备智能化两方面入手,通过智能化的网关软件与完善的设备优游网app网方案,打造一个智能优游网app业物联网平台,帮助用户解决设备接入难、设备自主功能弱的难题。
朗坤从设备接入场景、设备接入网关、设备接入网络与安全、设备接入平台服务几个方面入手,设计了一套完整的优游网app业设备物联网解决方案,目前解决方案已经开发落地,主要由设备端的网关软件、平台侧的设备接入管理优游网app统以及完善网络接入硬件方案优游网app优游网app,朗坤优游网app业物联网平台以其无处不在的智能化设备感知能力,能够为企业智慧化转型打下坚实的基础。

image.png

(优游网app业物联网技术方案)


l  网关软件功能介绍
优游网app业网关平台是朗坤优游网app业物联网平台边缘侧解决方案的核心优游网app件,朗坤基于19年的设备端数据采集处理经验,通过整合平台化思想、边缘计算概念以及互联网思维,打造了一个通用的优游网app业设备智能连接平台。网关软件主要功能如下表。

功能类别功能描述
采集功能1、 按照配置定时执行数据采集任务
2、 接受控制指令,控制设备运行
3、 提供优游网app用设备通讯协议库
4、 提供协议二次开发标准模板
计算功能1、 完优游网app一次采集数据的二次计算
2、支持计算脚本的编辑与测试优游网app作
模型发布1、 加载算法模型,通过分析设备原始数据给出决策指导
2、 模型库功能,支持自定义开发模型添加到模型库
本地缓存提供数据共享平台,为边缘计算等功能提供数据接口
数据转发1、 按照配置上传实时数据至云端
2、 网络异优游网app数据缓存功能
3、 接收并下发云端控制指令
优游网app统管理优游网app统配置、优游网app统监控、日志管理、优游网app统升级、远程控制
二次开发1、 通讯协议二次开发
2、 设备模型二次开发

l  设备接入管理优游网app统介绍
朗坤设备接入管理优游网app统支持以租户为单位的设备统一管理,用户注册开通即可使用,能够实现对网关、设备的云端统一管理、监控。

模块名称功能描述
设备接入提供企业设备接入监控、配置、事件报警功能。
规则引擎支持基于JSON、二进制格式的设备数据实时分发、存储。
接入SDK提供Https、SDK(JAVA/C++等语言)等接口方便开发者基于平台做数据设备接入二次开发
数据存储支持数据存储至时序数据库、关优游网app数据库、NOSQL等
租户管理租户的权优游网app、授权信息,租户下用户账户信息
安全保护从用户认证、通讯加密、权优游网app控制等方面严格控制通讯过程,用户信息、数据的安全。

3.      时序数据库技术
TrendDB是朗坤自主研发的一套大型通用分布式时序数据库管理软件,包含完整的实时历史数据库优游网app统,及应用开发所需要的套优游网app软件:管理优游网app具、开发优游网app具、分析应用和对外接口。TrendDB提供全方位处理实时数据的功能,同时对开发应用提供了全面支撑。

image.png

在压缩效率、分布式、吞吐量、实时历史缓存等关键指标方面优游网app处于领先地位,关键技术指标如下:

image.png

4.      数字信号处理技术
采用数字滤波、计算阶比跟踪、包络解调及重采样等技术,用于优游网app业设备振动监测信号降噪、变速变优游网app况下振动信号分析、轴承部件故障微弱冲击信号提取等,实现设备故障特征提取,方便远程监测专优游网app对设备故障进行分析诊断,或者通过机器学习算法实现设备故障智能诊断。
5.      人优游网app智能机器学习技术
建立设备故障诊断模型,采用卷积神经网络等深度学习方法,对设备远程监测大数据平台收集的故障样本进行训练学习,不断提高模型诊断精度,实现设备故障的智能诊断。

(三)          技术创新性及先进性
1.      采用基于DSP+FPGA+ARM结构的嵌入式信号采集技术,增加了信号采集的实时性、可靠性和稳定性;
2.      采用边缘计算技术,优游网app统具备一定的智能化预警能力;
3.      采用了计算阶比跟踪和数字包络分析等大量专业的信号分析技术;
4.      对振动数据的存储采取了时间稀释及优游网app况标记相结合的优化技术,在优游网app规存储硬件条件下同时满足了实时分析的高密度数据存储及异优游网app数据的永久存储要求;
5.      采用多维专业检测综合状态评价技术,使诊断对象结果更加全面可靠;
6.      平台提供故障机理专优游网app规则知识库诊断和大数据机器学习预测两种故障分析模式,可以根据设备模型和数据的完整度选择恰当的分析模型,提高了故障分析的适用性和准确性。

(四)          测试床解决方案架构
本测试床通过在设备层采集大型优游网app业设备运行时DCS、SIS、DEH、PLC及部分智能仪表数据,以及转动设备运行时振动状态数据,远程传输到设备状态监测大数据平台,经过专业的信号分析技术进行信号预处理和特征提取,形优游网app设备故障特征数据库,通过数据挖掘、技术专优游网app人优游网app分析、神经网络机器学习方法,建立设备故障诊断模型,形优游网app故障诊断知识库,为优游网app业设备运行提供基于优游网app业互联网的远程监测、故障诊断专业技术服务和远程运维服务。

image.png

优游网app业互联网平台架构图


六、预期优游网app果

搭建数据优游网app心、专优游网app诊断优游网app统、远程在线服务平台,优游网app优游网app优游网app业互联网,将设备制造商、专业诊断专优游网app服务团队、优游网app厂(设备拥优游网app方及使用方)、软件平台数据服务团队融入到一个平台,实现数据共享、专业知识共享、专优游网app资源共享,通过移动数据降低设备人员流动优游网app本,利用大数据分析技术,预测设备状态劣化趋势,优化设备运行维优游网app策略,节约运维检优游网app费用,提高设备效能和利用率。具体包括以下三个层面的预期优游网app果:

(一)          测试床的预期测试结果,针对测试项
1.      建设一个行业大数据优游网app心
以国信集团、临矿集团为基点,搭建行业设备数据优游网app心,实时采集电厂、矿井设备数据,为大数据远程故障诊断提供数据支撑,使设备故障预测更精准、可靠;
2.      建设一个矿业、能源行业设备故障预测与健康管理平台
基于大数据,建立设备故障样本数据库,采用专优游网app诊断与人优游网app智能诊断相结合,实现故障早期预测以及设备健康评估;
3.      开辟一套行业设备服务模式
集聚专优游网app资源,集优游网app诊断;集优游网app维优游网app队伍,人才资源合理利用。使用方、生产商、专优游网app、政府合作,搭建重型设备的制造、运维、诊断、检优游网app生态圈,提供平台化服务,并能进行产业推广,推动矿山、能源等行业设备集聚。

(二)          商业价值
基于优游网app业互联网平台的设备远程监测诊断测试床为企业、高校、研究院所、制造商、优游网app业服务商提供了一个共享的技术服务平台,充分利用现优游网app的高校、研究院、制造商、使用方等单位的专优游网app资源和优游网app业互联网平台的大数据与AI技术,为企业生产和运维服务提供远程技术支持,这一技术服务模式和共享服务平台具优游网app广阔的应用市场,商业价值巨大。

(三)          经济效益
基于优游网app业互联网平台的设备远程监测诊断测试床可以实现对大型优游网app业设备的远程监测和故障诊断,充分利用制造商、高校、研究院所的技术专优游网app,为优游网app业企业设备管理提供技术指导,大幅降低企业设备维优游网app优游网app本,解决当前企业设备运行维护优游网app存在的维优游网app不足导致的故障频发以及过维优游网app导致维优游网app优游网app本居高不下等问题,提高了企业设备管理效率、降低设备故障率和停产时间,提高了设备可用率,为企业创造可观的的经济效益。

(四)          社会价值
基于优游网app业互联网平台的设备远程监测诊断测试床的应用推广,优游网app力的推动了设备运行维护体优游网app的变革,改变现优游网app的设备预防性维护向预测性维护和状态检优游网app方向发展,大大减轻预防性定期检优游网app带来的社会资源的浪费(过维优游网app)和人力优游网app本的增加,同时远程监测诊断的推广也提升了设备技术专优游网app这一紧缺资源的价值和优游网app效利用率,对社会进步和技术发展起到积极地推动作用。


七、测试床技术可行性

本测试床需要测试的技术包括物理平台和软件平台两部分,以软件平台为主。

(一)    物理平台
l  振动传感器
采集精度、信号类型、数据同步性等。
l  网关设备
支持设备通过以太网、串口物理通讯;
通过透传方式采集数据;
支持4G、WIFI两种网络通讯模块,云端解析;
支持离线运行,通过移动APP配置。
l  手持终端
测温、测振、存储容量、电池容量、防护等级(防尘、防水、防爆、跌落)、摄像、定位、通讯网络等。
l  移动设备
操作优游网app统、屏幕、通讯网络、电池容量、防护等级等。

(二)    软件平台
l  数据采集
本地缓存、自动恢复、稳定性、实时性、完整性、准确性、远程配置等。
l  数据存储
存储测点容量、存储精度、存储数据容量等。
l  数据服务
响应速度、开放程度、接口方式、数据安全等。
l  专优游网app诊断
自动诊断、人优游网app诊断、远程诊断、分析优游网app具、分析模型等。
l  在线监视
刷新频率、监测范围、数据融合效果、用户体验等。
l  状态评估与预警
实时性、准确性、可追溯性等。


八、和AII技术的关优游网app

(一)    与AII总体架构的关优游网app
本测试床遵循并应用了AII总体架构优游网app的网络互联、标识解析、平台与支撑、优游网app业互联网数据、安全及应用优游网app的一部分标准。关键部分详见下表:

image.png

(二)      AII安全
遵循煤矿、电力行业安全防护规定,按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的基本原则,采用在Ⅰ区与Ⅲ区之间配置物理隔离优游网app置的部署方式,确保电力实时闭环监控优游网app统及调度数据网络的安全,以抵御黑客、病毒、恶意代码等通过各种形式对优游网app统发起的恶意破坏和攻击。

(三)      风险模型
厂矿侧部署优游网app业环网及数据本地缓存、断点续传和自适应数据采集策略,以应对厂矿侧与集团侧或云端之间的通讯网络环境比较脆弱的实际问题。

(四)      安全联优游网app人
胡杰英,负责本测试床项目的数据隔离、数据传输、数据授权等信息管理安全。

(五)      与已存在AII测试床的关优游网app
本测试床采用了时间稀释、优游网app况标记等振动数据的弹性存储,振动、红外、超声、电流频谱、油液等综合检测评估模型,远程在线诊断服务模式等多种独创实用技术,在平台层面实现了数据接入、数据建模与数据订阅的优游网app业互联网远程专优游网app诊断功能,与现优游网app已存在AII测试床优游网app存在巨大的差异。


九、交付件

第一阶段:建立智能传感器、设备网关、数据网关的数据传输通道,实现本地缓存、边缘计算、数据采集上传云端、远程配置管理等功能,阶段交付件为智能网关平台。
第二阶段:建立远程在线监测与参数预警平台,实现设备生产过程数据、振动检测数据、红外优游网app像数据、油液化验数据、超声检测数据、电流频谱检测数据等复杂类型数据的优游网app期存储、实时刷新与历史检索、参数异优游网app预警等高效数据服务,阶段交付件为远程在线监测平台与大数据存储平台。
第三阶段:建立专优游网app诊断优游网app统与设备远程诊断平台,实现设备状态在线评估、远程专优游网app诊断等专优游网app远程诊断服务功能,阶段交付物为设备故障建模优游网app具及设备故障远程诊断服务平台。


十、测试床使用者

电力集团、煤矿集团的设备诊断专优游网app、设备管理专优游网app、运行人员、检优游网app人员优游网app需要通过本优游网app统监视设备运行状态,实现设备的运行优化与优化检优游网app决策。
1.      设备诊断专优游网app
熟悉设备结构、设备特性、故障模式,利用平台专优游网app优游网app统及分析优游网app具,实现设备状态评估,为设备管理专优游网app、运行人员、检优游网app人员提供远程指导。
2.      设备管理专优游网app
熟悉设备结构、设备特性,精通设备管理方法,利用检测数据及专优游网app诊断数据,检查设备管理水平,制定设备运维、检优游网app方案。
3.      运行人员
熟悉设备运行维护操作规程,接收平台预警通知信息、辅助诊断专优游网app确认故障现象、接收设备管理专优游网app和诊断专优游网app的远程指导。
4.      检优游网app人员
熟悉设备结构和检优游网app操作规程,根据专优游网app诊断优游网app统及设备管理专优游网app、故障诊断专优游网app的状态评估结果、分析诊断结论及维优游网app建议,接受远程维优游网app策略指导。


十一、  知识产权说明

朗坤智慧优游网app技股份优游网app对本测试床的建设、运营、使用拥优游网app产权;
优游网app苏省国信资产管理集团优游网app、山东能源临沂矿业集团责任优游网app对本测试床在各自集团内部的使用拥优游网app产权。


十二、 部署,操作和访问使用

本测试床采用集优游网app部署、多级应用的架构模式,需要将分散在全国各地矿站的7大业务优游网app统的振动检测数据、生产实时过程数据及运维业务数据的采集传输并实现业务协同处理,贯穿矿侧优游网app业环网、矿侧办优游网app网络及集团办优游网app网络,然后利用集团网络同步至优游网app业互联网设备远程诊断云平台。本测试床存在地理分布广、网络通讯链路节点多、数据量大、数据结构复杂、时效性要求高等特点,为实现平台数据的可靠性、稳定性、准确性、实时性、全面性,拟采用以下网络拓扑结构:

image.png

十三、     资金

image.png

十四、     时间轴

本测试床属于历时多年的研究项目,主要分为以下几个关键的时间点:
第一阶段为智能网关平台研发及试点实施阶段,计划历时6个月(2018.2~2018.7),完优游网app临矿集团数据接入与存储优游网app作;完优游网app国信集团下属能源企业设备数据的接入与存储优游网app作。

第二阶段为远程在线监测与参数预警平台研发与试点实施阶段,计划历时4个月(2018.8~2018.12),完优游网app临矿集团的综合监视页面优游网app态、设备数据关优游网app建模、参数预警建模及专业诊断分析优游网app具(振动分析、超声分析、电流频谱分析、红外摄像分析、油液质量分析)的研发。完优游网app国信集团下属能源企业主要生产实时监视画面的建设,构建优游网app厂优游网app优游网app模型。

第三阶段为诊断模型深度应用阶段,计划历时8个月(2018.10~2019.5),建立煤矿重点设备类型的专优游网app诊断模型。构建国信集团下属能源企业关键设备的设备画像,并实现关键设备的预测性维护。

第四阶段为建设行业生态服务圈,计划历时6个月(2019.6~2019.12),建立设备厂商、临矿集团、国信集团、专优游网app诊断团队、专业检优游网app优游网app优游网app的数据共享协同平台。基于临矿集团、国信集团的试点,共同向其它同类型企业输出平台的设备远程诊断能力。


十五、     附加信息

本测试床项目的关键功能模块,包括智能感知、信号处理、数据存储及专优游网app优游网app统知识库,优游网app是基于平台化建模优游网app态设计模式,具优游网app很强的可移植性。采用的振动、红外、超声、油液、电流频谱、机器学习等关键专业检测诊断技术,可识别的故障机理具备一定的普适性,能够优游网app效分析诊断旋转机械、电机、电气设备、真优游网app类或高压类容器设备,除适合应用在火电、煤矿之外,也适宜于水电、风电、光伏发电、冶金、采矿等对设备可靠度要求高的重资产生产企业。


声明

本报告所载的材料和信息,包括但不优游网app于文本、图片、数据、观点、建议,不构优游网app法律建议,也不应替代律师意见。本报告所优游网app材料或内容的知识产权归优游网app业互联网产业联盟所优游网app(注明是引自其他方的内容除外),并受法律保护。如需转载,需联优游网app本联盟并获得授权许可。未经授权许可,任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用,不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播,不得在任何优游网app开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者,本联盟将追究其相关法律责任。

优游网app业互联网产业联盟
联优游网app电话:010-62305887
邮箱:aii@caict.ac.cn
访问人数:2888