基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统，其包括：振动数据采集装置，设置在旋转设备侧，用于采集、边缘处理所述旋转设备的振动数据以得到振动特征值；云端服务器，设置在云端侧，与所述振动数据采集装置连接，用于根据预先建立的诊断模型库对所述振动特征值和所述旋转设备的运行工况数据进行处理，得到表征旋转设备运行状态的诊断结果，所述诊断模型库为人工智能神经网络模型；工程师站，设置在电厂本地侧，与所述云端服务器连接，用于提供人机交互界面和显示经所述云端服务器处理所得到的诊断结果。本发明专利技术通过上述技术方案使得本系统可以为用户提供快速响应的最近端的数据应用服务，自动预警报警、状态评价及故障诊断。

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统
本专利技术属于自动化
，特别涉及一种基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统。
技术介绍
当前国内外大部分具备自动故障诊断功能的系统都是采用故障专家规则、轴承参数库、齿轮箱参数库配合传统决策树算法的方式进行自动诊断。但是这种自动诊断模式存在着诸多问题：诊断规则固化，无法针对具体机型、具体工况变化；决策树层数固定，遇到复杂的故障，无法得出准确结论，鲁棒性差；对于无法提供轴承和齿轮型号的机组，轴承库和齿轮库失效，无法进行自动诊断相关故障；更难以准确预测设备轴承的更换时间或大修期。在电厂通常使用有TDM(TurbineDignosisManagment,旋转机械诊断监测管理系统)，其一般是指汽轮发电机组振动在线状态监测和分析系统，主要作用在于对机组运行过程中的数据进行深入分析，获取包括转速、振动波形，频谱、倍频的幅值和相位等故障特征数据，从而为专业的故障诊断人员提供数据及专业的图谱工具，协助机组诊断维护专家深入分析机组运行状态。对于该系统国内外相关产品很多，如华北京华科同安监控技术有限公司的TN8000机组振动在线监测系统、北京英华达科技有限公司的旋转设备振动监测分析诊断系统等、美国本特利公司的System1产品、德国Bkvibro的Compass6000等产品只是从电厂TSI(TurbineSupervisoryInstruments，汽轮机监视装置)系统衍生出来的对旋转机械振动数据进行分析诊断的TDM系统，该系统通常是以用户为专家，系统本身只是提供一些供专家使用的软件工具。这种系统的缺点是系统只有少数专业人员能使用，也只有少数专业人员会使用，且系统应用得好坏，能否发挥作用也和使用者的专业水平有很大关系。专业水平高的，可能系统就能用得好；反之，专业水平一般的，系统可能就无法发挥原有的功能和作用，大量的有价值的信息被尘封在数据库里，宝贵的数据资源被浪费。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统，其包括：振动数据采集装置，设置在旋转设备侧，用于采集、边缘处理所述旋转设备的振动数据以得到振动特征值，所述振动特征值包括：峰峰值、有效值、平均值、分频值、分频相位，所述旋转设备为电厂的旋转设备，且设备类型为多种；云端服务器，设置在云端侧，与所述振动数据采集装置连接，用于根据预先建立的诊断模型库对所述振动特征值和所述旋转设备的运行工况数据进行处理，得到表征旋转设备运行状态的诊断结果，所述诊断模型库为人工智能神经网络模型；工程师站，设置在电厂本地侧，与所述云端服务器连接，用于提供人机交互界面和显示经所述云端服务器处理所得到的诊断结果。可选地，所述云端服务器还用于基于大数据挖掘技术对所述旋转设备的振动特征值和历史诊断数据进行处理，得到表征所述旋转设备振动异常的预警信息，所述预警信息用于推送给设备管理人员。可选地，所述云端服务器还用于对所述预警信息进行判断；若判断出所述预警信息表征跳机风险，则将所述预警信息推送给调度人员，以使所述调度人员对机组负荷进行调度安排。可选地，所述云端服务器还用于自动提取所述振动特征值和运行工况数据生成所述旋转设备的与振动相关的数据图表。可选地，所述云端服务器还用于自动生成和提交技术监督报表。可选地，所述云端服务器还与大数据平台、开发平台和三维可视化平台通过网络通讯连接，并基于大数据云计算技术实现各平台之间监测数据和系统功能的融合要求。可选地，所述云端服务器还用于跟随所述旋转设备的磨损情况，修复所述人工智能神经网络模型，以使所述人工智能神经网络模型与所述旋转设备的使用年限相匹配适应；其中，所述旋转设备的磨损情况数据来自于所述大数据平台。可选地，所述系统还包括：边缘计算核心工作站；所述边缘计算核心工作站用于存储所述旋转设备的振动数据。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本系统应用最新的“边缘计算”和“大数据挖掘”技术，建立了一个以平台为管理和决策核心，以边缘计算工作站为计算和应用主体的全新的网络化分布式数据应用场景模式。充分发挥“振动数据源头”的就近优势，在电厂建立“边缘计算核心工作站”，为用户提供快速响应的最近端的数据应用服务。平台用户作为“云端”侧计算，一方面可以发挥大数据平台的功能标准化、数据集约化优势，另一方面可以充分利用数据融合实现的数据共享和功能对接等便利条件，深入挖掘更深层面的应用需求，结合Python等大数据挖掘开发语言，实现机组振动数据更加优化、更加高级的管理和应用。应用“边缘计算”技术和“大数据挖掘”技术把数据在靠近源头的边缘侧就激活应用起来，避免众多的设备振动数据全部集成到平台以后再进行挖掘处理，如此可以充分发挥振动数据这座数据宝库的作用，以此为基础开发面向平台管理和应用需求的高级应用，全面提升电厂生产管理人员对设备运行状态的管控水平，发挥智慧电厂生产管理系统的卓越功能，提供更准确、更便捷、更环保的管理手段，减轻电厂运维人员和管理人员的劳动强度，提高工作效率。将以往仅限于电厂本地侧旋转设备振动专家诊断系统融入大数据云平台，升级为区域级、集团级振动专家诊断管理系统，数据源更广泛，通过建模分析达到对设备的振动管理更精确，为管理者制定电厂设备轴承的更换时间或大修期预测方案提供有效依据和数据支撑。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统的架构结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。参见图1～图2，本专利技术实施例提供了一种基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统，其包括：振动数据采集装置、云端服务器和工程师站。振动数据采集装置设置在旋转设备侧，用于采集旋转设备的振动数据，并对该振动数据进行边缘处理(或称预处理)，得到振动特征值。振动特征值可以包括：峰峰值、有效值、平均值、分频值，还可以包括：分频相位等振动特征参量，如此使得处理后的数据为本系统的使用者真正关心的数据。该装置具体包括：振动监测传感器、变送器和数据采集器50。振动监测传感器安装于旋转设备的轴承处，用于检测并送出旋转设备在运行过程中产生的振动波形(或称振动信号或称数据)，即用于采集原始信号，该信号可以表征振幅、频率、转速、振动波形等。旋转设备为电厂使用的旋转设备，其分为：主机和辅机，例如：汽轮机43、汽泵给水泵44、送风机31、引风机32、一次风机30、磨煤机33、凝结水泵34、循环水泵35、脱硫氧化风机36、辅机循环泵37、低加疏水泵38、碎煤机39、电动消防泵40、电动给水泵41、公用辅机循环水泵42。各设备的数量可以为多台，从而形成多个机组(即主机和辅机的总称)以及机组与机组共用的公用辅机，图1中，示意出了第一机组(或称1#机组)100、第二机组(或称2#机组)101和公用辅机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统，其特征在于，所述系统包括：/n振动数据采集装置，设置在旋转设备侧，用于采集、边缘处理所述旋转设备的振动数据以得到振动特征值，所述振动特征值包括：峰峰值、有效值、平均值、分频值、分频相位，所述旋转设备为电厂的旋转设备，且设备类型为多种；/n云端服务器，设置在云端侧，与所述振动数据采集装置连接，用于根据预先建立的诊断模型库对所述振动特征值和所述旋转设备的运行工况数据进行处理，得到表征旋转设备运行状态的诊断结果，所述诊断模型库为人工智能神经网络模型；/n工程师站，设置在电厂本地侧，与所述云端服务器连接，用于提供人机交互界面和显示经所述云端服务器处理所得到的诊断结果。/n

【技术特征摘要】
20200930 CN 202011066135X1.一种基于边缘计算技术的旋转设备振动预测管理系统，其特征在于，所述系统包括：
振动数据采集装置，设置在旋转设备侧，用于采集、边缘处理所述旋转设备的振动数据以得到振动特征值，所述振动特征值包括：峰峰值、有效值、平均值、分频值、分频相位，所述旋转设备为电厂的旋转设备，且设备类型为多种；
云端服务器，设置在云端侧，与所述振动数据采集装置连接，用于根据预先建立的诊断模型库对所述振动特征值和所述旋转设备的运行工况数据进行处理，得到表征旋转设备运行状态的诊断结果，所述诊断模型库为人工智能神经网络模型；
工程师站，设置在电厂本地侧，与所述云端服务器连接，用于提供人机交互界面和显示经所述云端服务器处理所得到的诊断结果。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云端服务器还用于基于大数据挖掘技术对所述旋转设备的振动特征值和历史诊断数据进行处理，得到表征所述旋转设备振动异常的预警信息，所述预警信息用于推送给设备管理人员。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述云端服务器还用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晋红，腾东玉，
申请(专利权)人：国电龙源电力技术工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11