一种基于物联网的除尘设备远程监控系统及其实现方法技术方案

本申请公开了一种基于物联网的除尘设备远程监控系统，包括除尘设备、信号采集控制器、物联网平台和远程管理及故障诊断管理模块；所述远程管理及故障诊断管理模块包括数据采集单元、设备信息管理单元、设备信息数据库单元和APP管理单元。具有以下优点：本系统通过网络将分布于不同地域的除尘设备纳入统一的管理平台，由设备提供者对除尘设备进行统一的维护管理，既可以有效减少用户的维保支出，为客户提供更加优质的服务和使用体验，又可为设备提供者延伸服务内容，充分利用互联网资源实现增值服务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的除尘设备远程监控系统及其实现方法
本专利技术涉及机电设备的远程监控，具体地说，是通过物联网实现除尘设备的远程监控和故障诊断，属于机电设备自动化、智能化

技术介绍
目前除尘设备一般采用本地控制，设备用户需要自行对设备进行维护管理，既不专业、也不方便；很多企业为一些重要的生产设备配置了除尘系统，但由于并未配置较专业的除尘系统维护人员，导致除尘系统出现故障时不能及时解决。对于企业而言，组建内部网络会牵涉很多部门，成本亦很高。随着网络的普及，以及网络技术的推广，为远程监控提供了良好的技术基础。应用远程监控系统后，当除尘系统出现故障时，除尘系统的专业技术人员就可以通过互联网及时分析故障，指排除故障恢复生产。但是当发生故障时，需要花费大量时间进行故障产生原因的查找，对于企业来说，花费大量的时间是不合算的，需要进行系统的改进，具备自我诊断故障的功能，帮助技术人员快速找到故障的原因，快速解决故障恢复生产。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种基于物联网的除尘设备远程监控系统及其实现方法实现，实现以下目的：1)运行监控：通过互联网，对分布于不同地域的相关设备进行远程的运行监视和控制；2)按时间维保提醒：在线统计设备的实际运行时间，到期自动提醒维保人员进行维护保养；3)按参数维保提醒：在线监测设备运行的关键参数，相关性能参数减低到预设阈值时提醒维保；4)设备故障预警：在线监测设备关键部件的运行指标，通过智能算法预测设备健康状况，对于超指标运行的部件给出预警，如有必要，设备维保人员可以远程停止该设备；5)设备故障诊断：对于故障设备，由人工智能软件对以往运行参数进行分析，并与维保工作人员问答互动，判断故障原因进而给出维修建议。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于物联网的除尘设备远程监控系统，包括除尘设备、信号采集控制器、物联网平台和远程管理及故障诊断管理模块；所述远程管理及故障诊断管理模块包括数据采集单元、设备信息管理单元、设备信息数据库单元和APP管理单元；所述除尘设备连接有信号采集控制器，所述信号采集控制器通过MQTT协议与物联网平台进行数据的传输，物联网平台内部通过数据流转规则进行数据的传输，所述物联网平台通过MQTT协议与远程管理及故障诊断管理模块进行数据的传输。所述除尘设备上安装有若干传感器，传感器根据远程管理及故障诊断管理模块的目标、参数不同，需要预设相关的传感器，传感器主要的检测目标是轴承温度、震动、粉尘浓度和统计实际运行时间，方便远程管理及故障诊断管理模块对轴承关键部件做故障预警分析；所述远程管理及故障诊断管理模块除了根据统计的实际运行时间进行按时间维保提醒外，还可以根据设备实际性能参数的变化进行维保提醒，如主风机功率变化、入风口和出风口压差变化以及出风口粉尘浓度变化；所述信号采集控制器包括信息采集与预处理单元、网络连接与协议单元和远程控制输出单元；所述信息采集与预处理单元通过传感器输入接口采集除尘设备的相关参数，并进行滤波、标度变换等预处理；所述网络连接与协议单元提供TCP/IP协议实现网络连接，通过MQTT协议接入物联网，将经过预处理的设备信息发布到物联网，并接收前端设备发送的控制报文；所述远程控制输出单元用于解析、执行高级用户发送的控制报文，实现设备远程控制。进一步的，所述信号采集控制器包括多路4～20mA模拟电流输入接口、RS485接口、RS232接口、编码器接口以及开关量输入接口，实现与除尘设备相关传感器的连接以及信号采集，并通过网络接入接口与物联网平台进行数据的传输，为实现对于除尘设备的远程控制，其接入设备设计有多路IO输出接口，可根据需要设计模拟量输出接口，用于执行远程控制指令，实现对设备的控制。进一步的，所述物联网平台包括规则引擎单元和服务端订阅单元；物联网平台用于信息采集控制器和远程管理及故障诊断管理模块中控制台设备的信息中转，物联网平台内通过数据流转规则进行信息传递，数据流转规则是将topic中的消息数据转发至其他topic或其他阿里云产品进行存储或处理的机制，可以实现设备间的M2M通信，将两者所需信息进行互换，实现信息采集控制器与控制台设备信息互换；阿里云、腾讯云、百度云以及移动、联通等均提供物联网平台接入服务，根据服务和经济性权衡，可以选用阿里云物联网平台。进一步的，所述数据采集单元包括现场数据采集功能、数据存储功能和故障诊断功能，为了实现在线故障诊断，从数据库中调出最新的设备报文数据，按照json数据格式将设备运行数据解析出，将解析后的数据计算证据的信度函数，然后使用D-S证据理论算法进行融合，融合后最大的两个目标模式间的差值如果大于某一阈值则出现该目标模式，需要对设备运行数据进行采集和存储，同时可以实现设备全寿命数据库保存，为设备后期改进、升级提供数据支撑；通过云端服务器分析处理采集得到的数据，对除尘设备的运行状况进行分析，对于异常现象可以做出及时的判断，判断结果以消息的形式及时发布到物联网平台和用户APP；进一步的，所述设备管理信息单元包括权限管理功能和维保记录功能，主要负责物联网平台的管理，包括产品的添加与删除、设备的添加与删除、设备参数和功能管理、服务的定制修改、数据的下载与管理和费用的结算；所述设备信息数据库单元包括设备基本信息功能、设备数据信息功能、设备历史信息功能维护记录信息功能、一级用户信息功能和二级用户信息功能，主要实现对于设备的基本信息和数据信息的记录，对于设备的历史变动和维护记录进行保存，方便以后的查阅。进一步的，所述APP管理单元包括访问权限功能、状态实时监测功能、历史数据查询功能和维保记录查询功能，所述访问权限管理功能可以对于访问用户客户端的权限进行授权等级，根据授权等级，可以通过消息订阅单元订阅指定设备的状况信息、设备报警信息、查询设备运行数据和获得设备远程控制权，并可以根据需要实行免费授权或付费授权使用；所述APP管理单元可以对设备相关信息进行订阅与发布，服务于信息订阅客户端，并将有权限的客户端消息发布到设备端；通过状态实时监测功能接收物联网平台发布的任意设备状况信息和设备报警信息，并可以主动查询设备运行数据和维保记录，实现设备的远程控制。一种基于物联网的除尘设备远程监控系统的实现方法，包括远程管理及故障诊断方法、APP远程监控方法、物联网平台数据流转方法和远程控制方法；所述远程管理及故障诊断方法包括以下步骤：所述物联网平台通过MQTT协议与远程管理及故障诊断管理模块进行数据传输，远程管理及故障诊断管理模块进行数据接收后传送至MYSQL数据库，MYSQL数据库接受到数据之后进行数据对比，系统从数据库调出最新的报文数据按照json格式解析出设备参数数据，采用D-S证据理论算法进行故障判断，并显示到用户显示界面上，用户显示界面还可以实现用户管理，选择一级用户权限和二级用户权限，和设备的远程控制并对设备进行实时监测，显示设备的状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的除尘设备远程监控系统，其特征在于：包括除尘设备、信号采集控制器、物联网平台和远程管理及故障诊断管理模块；所述远程管理及故障诊断管理模块包括数据采集单元、设备信息管理单元、设备信息数据库单元和APP管理单元；/n所述除尘设备连接有信号采集控制器，所述信号采集控制器通过MQTT协议与物联网平台进行数据的传输，物联网平台内部通过数据流转规则进行数据的传输，所述物联网平台通过MQTT协议与远程管理及故障诊断管理模块进行数据的传输。/n所述除尘设备上安装有若干传感器，传感器根据远程管理及故障诊断管理模块的目标、参数不同，需要预设相关的传感器，传感器主要的检测目标是轴承温度、震动、粉尘浓度和统计实际运行时间，方便远程管理及故障诊断管理模块对轴承关键部件做故障预警分析；/n所述远程管理及故障诊断管理模块除了根据统计的实际运行时间进行按时间维保提醒外，还可以根据设备实际性能参数的变化进行维保提醒，如主风机功率变化、入风口和出风口压差变化以及出风口粉尘浓度变化；/n所述信号采集控制器包括信息采集与预处理单元、网络连接与协议单元和远程控制输出单元；/n所述信息采集与预处理单元通过传感器输入接口采集除尘设备的相关参数，并进行滤波、标度变换等预处理；/n所述网络连接与协议单元提供TCP/IP协议实现网络连接，通过MQTT协议接入物联网，将经过预处理的设备信息发布到物联网，并接收前端设备发送的控制报文；/n所述远程控制输出单元用于解析、执行高级用户发送的控制报文，实现设备远程控制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的除尘设备远程监控系统，其特征在于：包括除尘设备、信号采集控制器、物联网平台和远程管理及故障诊断管理模块；所述远程管理及故障诊断管理模块包括数据采集单元、设备信息管理单元、设备信息数据库单元和APP管理单元；
所述除尘设备连接有信号采集控制器，所述信号采集控制器通过MQTT协议与物联网平台进行数据的传输，物联网平台内部通过数据流转规则进行数据的传输，所述物联网平台通过MQTT协议与远程管理及故障诊断管理模块进行数据的传输。
所述除尘设备上安装有若干传感器，传感器根据远程管理及故障诊断管理模块的目标、参数不同，需要预设相关的传感器，传感器主要的检测目标是轴承温度、震动、粉尘浓度和统计实际运行时间，方便远程管理及故障诊断管理模块对轴承关键部件做故障预警分析；
所述远程管理及故障诊断管理模块除了根据统计的实际运行时间进行按时间维保提醒外，还可以根据设备实际性能参数的变化进行维保提醒，如主风机功率变化、入风口和出风口压差变化以及出风口粉尘浓度变化；
所述信号采集控制器包括信息采集与预处理单元、网络连接与协议单元和远程控制输出单元；
所述信息采集与预处理单元通过传感器输入接口采集除尘设备的相关参数，并进行滤波、标度变换等预处理；
所述网络连接与协议单元提供TCP/IP协议实现网络连接，通过MQTT协议接入物联网，将经过预处理的设备信息发布到物联网，并接收前端设备发送的控制报文；
所述远程控制输出单元用于解析、执行高级用户发送的控制报文，实现设备远程控制。


2.如权利要求1所述的一种基于物联网的除尘设备远程监控系统，其特征在于：所述信号采集控制器包括多路4～20mA模拟电流输入接口、RS485接口、RS232接口、编码器接口以及开关量输入接口，实现与除尘设备相关传感器的连接以及信号采集，并通过网络接入接口与物联网平台进行数据的传输，为实现对于除尘设备的远程控制，其接入设备设计有多路IO输出接口，可根据需要设计模拟量输出接口，用于执行远程控制指令，实现对设备的控制。


3.如权利要求1所述的一种基于物联网的除尘设备远程监控系统，其特征在于：所述物联网平台包括规则引擎单元和服务端订阅单元；物联网平台用于信息采集控制器和远程管理及故障诊断管理模块中控制台设备的信息中转，物联网平台内通过数据流转规则进行信息传递，数据流转规则是将topic中的消息数据转发至其他topic或其他阿里云产品进行存储或处理的机制，可以实现设备间的M2M通信，将两者所需信息进行互换，实现信息采集控制器与控制台设备信息互换；阿里云、腾讯云、百度云以及移动、联通等均提供物联网平台接入服务，根据服务和经济性权衡，可以选用阿里云物联网平台。


4.如权利要求1所述的一种基于物联网的除尘设备远程监控系统，其特征在于：所述数据采集单元包括现场数据采集功能、数据存储功能和故障诊断功能，为了实现在线故障诊断，从数据库中调出最新的设备报文数据，按照json数据格式将设备运行数据解析出，将解析后的数据计算证据的信度函数，然后使用D-S证据理论算法进行融合，融合后最大的两个目标模式间的差值如果大于某一阈值则出现该目标模式，需要对设备运行数据进行采集和存储，同时可以实现设备全寿命数据库保存，为设备后期改进、升级提供数据支撑；通过云端服务器分析处理采集得到的数据，对除尘设备的运行状况进行分析，对于异常现象可以做出及时的判断，判断结果以消息的形式及时发布到物联网平台和用户APP。


5.如权利要求1所述的一种基于物联网的除尘设备远程监控系统，其特征在于：所述设备管理信息单元包括权限管理功能和维保记录功能，主要负责物联网平台的管理，包括产品的添加与删除、设备的添加与删除、设备参数和功能管理、服务的定制修改、数据的下载与管理和费用的结算；
所述设备信息数据库单元包括设备基本信息功能、设备数据信息功能、设备历史信息功能维护记录信息功能、一级用户信息功能和二级用户信息功能，主要实现对于设备的基本信息和数据信息的记录，对于设备的历史变动和维护记录进行保存，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李见成，王宝仁，
申请(专利权)人：潍坊天洁环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37