一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统及运维方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统及运维方法，该系统包括：无线智能温振传感器，用于数据的采集和传输；智能运维传感器管理系统，用于设备监测的业务管理，保证智能运维数据在系统内的准确获取与分析；智能运维数据流转分析系统，用于数据分析，并将原始数据及分析处理数据存储到数据库中；智能运维数据监测系统，用于分析结果的呈现，提供直观的设备和系统监测诊断信息。本发明专利技术的旋转设备智能运维系统可以有效对旋转设备进行统一的运维管理，避免了故障信息漏判和报警信息的漏报，保证旋转设备的安全性，降低了企业的管理复杂度。业的管理复杂度。业的管理复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统及运维方法


[0001]本专利技术涉及旋转设备智能运维领域，更具体的，涉及一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统及运维方法。

技术介绍

[0002]随着现代工业的迅猛发展，各种机械旋转设备广泛应用于各工业领域。旋转设备的正常运转，是企业正常和安全生产的重要保障。在机械旋转设备的运行过程中，为防止由于设备故障引起的生产安全风险事故以及非计划停机导致的生产损失，需要对旋转设备的工作状态进行监测；一旦发现故障，需要进行及时的故障报警并进行相关维护维修工作安排。目前，为了提早检查旋转设备的潜在故障，避免非计划的停机损失和生产安全风险，旋转设备健康状态监测和诊断分析手段被广泛应用。
[0003]传统的设备测量及诊断分析手段通过在设备测点位置安装振动传感器并将振动传感器连接到在设备现场的专用的数据采集仪，再将数据采集仪与装有专用数据分析软件的电脑连接，对振动信号进行数据分析，判断设备的状态异常情况以及故障原因，指定对应的维修策略。可以看出，传统的设备测量及诊断分析手段存在以下问题：
[0004]1)需要在现场对振动传感器、专用数据采集仪和电脑进行有线连接，现场施工复杂，操作步骤繁琐且易出错，并且设备成本极高；
[0005]2)专用数据采集仪需要根据设备结构和参数制定并配置测量方案，测量完成后需要在专用数据分析软件上进行状态监测数据分析和故障诊断图谱分析；此过程需要很强的行业和专业知识，降低了用户友好性且容易造成由于用户行业和专业知识的缺失造成的故障信息漏判和报警信息的漏报；
[0006]3)当出现比较复杂的故障时，需要用户求助专家，时间成本和金钱成本均极高。传统的设备测量及诊断分析手段和设备的数据及故障诊断方法不共享，也不能对获得的故障数据进行有效的对比分析和自学习功能，不能作为后期故障判断的依据，造成监测数据利用率不高和宝贵的有故障的监测数据的浪费。

技术实现思路

[0007]为了解决上述至少一个技术问题，本专利技术提出了一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统及运维方法。
[0008]本专利技术第一方面提供了一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统，包括：
[0009]无线智能温振传感器，用于数据的采集和传输；
[0010]智能运维传感器管理系统，用于设备监测的业务管理，保证智能运维数据在系统内的准确获取与分析；
[0011]智能运维数据流转分析系统，用于数据分析，并将原始数据及分析处理数据存储到数据库中；
[0012]智能运维数据监测系统，用于分析结果的呈现，提供直观的设备和系统监测诊断
信息。
[0013]本方案中，所述无线智能温振传感器，具体为：完成数据采集，为整个系统提供数据输入，将所采集的信号进行边缘存储和边缘计算，利用WiFi无线传输技术将数据上传至系统服务器并接收系统服务器下发的数据采集配置信息。
[0014]本方案中，所述智能运维传感器管理系统，具体为：通过所述智能运维传感器管理系统实现传感器信息管理、设备信息管理、传感器与设备耦合配置管理；
[0015]所述传感器信息管理包括传感器类型及性能管理，实现系统对多种类型传感器数据的接入；
[0016]所述设备信息管理包括设备类型及各类型设备的典型故障管理，实现设备确定其类型后典型故障的自动调用；
[0017]所述传感器与设备耦合配置管理通过预设规则生成传感器安装位置编码，并利用传感器的MAC地址自动生成传感器编码；通过所述传感器编码与所述安装位置编码的耦合实现传感器与设备的对应关系，实现对设备各测点准确有效的数据分析。
[0018]本方案中，所述智能运维数据流转分析系统包括数据接口模块、数据处理模块及数据库模块；
[0019]所述数据接口模块将不同来源的输入数据的格式转换为数据处理模块所需的标准数据格式；
[0020]所述数据处理模块对接入到系统中的具有标准数据格式的数据进行处理，包括状态异常检测模块、故障诊断模块、剩余寿命计算模块和自动报警模块；
[0021]所述数据库模块将原始数据和数据处理模块的分析处理结果数据进行存储，方便原始数据和结果数据的存储、管理和快速调用。
[0022]本方案中，所述智能运维数据监测系统按公司和工厂对需要监测的旋转设备进行分组，获取旋转设备的设备监测统计信息及报警统计信息，并按照分组通过预设方式进行显示。
[0023]本方案中，所述智能运维数据监测系统还包括账号管理功能，根据用户的身份信息提供不同的内容访问权利。
[0024]本专利技术第二方面还提供了一种基于工业物联网的旋转设备智能运维方法，包括如下步骤：
[0025]通过无线智能运维传感器管理系统完成对传感器信息和所监测旋转设备信息的配置和管理；
[0026]无线智能温振传感器采集旋转设备的振动信号和温度信号，将所采集的信号进行边缘存储和边缘计算，通过无线方式将数据传输至路由器或网关；
[0027]路由器或网关将数据传输到智能运维数据流转分析平台，完成数据的接收、处理和数据库存储；
[0028]并通过智能运维监测系统展示故障信息结果和基于故障信息的设备智能运维建议及报警信息。
[0029]本方案中，通过旋转设备的振动信号及温度信息对旋转设备的工作状态进行监测，具体为：
[0030]获取旋转设备的振动信号和温度信号，将所述振动信号和温度信号进行特征提
取，生成振动信号及温度信号的特征曲线；
[0031]通过大数据分析获取旋转设备的振动及温度信号的阈值基准曲线，将所述特征曲线与所述阈值基准曲线进行对比；
[0032]判断所述特征曲线某一时刻的点值是否大于此刻阈值基准曲线的点值，若大于，则将生成异常报警信息；
[0033]将所述旋转设备的振动谱图与常见故障的故障特征频率进行对比计算相似度，根据相似度计算结果生成故障类型；
[0034]将所述故障类型及异常报警信息按照预设方式进行显示。
[0035]本方案中，通过设备健康状态监测特征计算设备的健康度，用于定量度量设备的健康状态，具体为：
[0036]所述健康度是一个量化指标，取值范围是[0，1]，0表示故障状态，1表示完全健康状态；
[0037]所述旋转设备智能运维方法同时监测多个性能参数，采用基于模糊逻辑的隶属度函数和权重向量计算多指标综合健康度评价值；
[0038]所述基于模糊逻辑的隶属度函数计算公式为：
[0039][0040]其中，x为设备健康状态监测值的归一化值，m和σ分别为隶属度函数的参数均值和方差，μ(x)为设备健康都的隶属度值；
[0041]所述设备健康状态监测值的归一化公式为：
[0042][0043]其中，d
健康
为设备健康状态参数正常值，d
故障
为设备故障时的健康状态参数阈值，d
t
为t时刻设备健康状态参数的实际测量值，x
t...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统，其特征在于，包括：无线智能温振传感器，用于数据的采集和传输；智能运维传感器管理系统，用于设备监测的业务管理，保证智能运维数据在系统内的准确获取与分析；智能运维数据流转分析系统，用于数据分析，并将原始数据及分析处理数据存储到数据库中；智能运维数据监测系统，用于分析结果的呈现，提供直观的设备和系统监测诊断信息。2.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统，其特征在于，所述无线智能温振传感器，具体为：完成数据采集，为整个系统提供数据输入，将所采集的信号进行边缘存储和边缘计算，利用WiFi无线传输技术将数据上传至系统服务器并接收系统服务器下发的数据采集配置信息。3.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统，其特征在于，所述智能运维传感器管理系统，具体为：通过所述智能运维传感器管理系统实现传感器信息管理、设备信息管理、传感器与设备耦合配置管理；所述传感器信息管理包括传感器类型及性能管理，实现系统对多种类型传感器数据的接入；所述设备信息管理包括设备类型及各类型设备的典型故障管理，实现设备确定其类型后典型故障的自动调用；所述传感器与设备耦合配置管理通过预设规则生成传感器安装位置编码，并利用传感器的MAC地址自动生成传感器编码；通过所述传感器编码与所述安装位置编码的耦合实现传感器与设备的对应关系，实现对设备各测点准确有效的数据分析。4.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统，其特征在于，所述智能运维数据流转分析系统包括数据接口模块、数据处理模块及数据库模块；所述数据接口模块将不同来源的输入数据的格式转换为数据处理模块所需的标准数据格式；所述数据处理模块对接入到系统中的具有标准数据格式的数据进行处理，包括状态异常检测模块、故障诊断模块、剩余寿命计算模块和自动报警模块；所述数据库模块将原始数据和数据处理模块的分析处理结果数据进行存储，方便原始数据和结果数据的存储、管理和快速调用。5.根据权利要求1所述的一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统，其特征在于，所述智能运维数据监测系统按公司和工厂对需要监测的旋转设备进行分组，获取旋转设备的设备监测统计信息及报警统计信息，并按照分组通过预设方式进行显示。6.根据权利要求5所述的一种基于工业物联网的旋转设备智能运维系统，其特征在于，所述智能运维数据监测系统还包括账号管理功能，根据用户的身份信息提供不同的内容访问权利。7.一种基于工业物联网的旋转设备智能运维方法，其特征在于，包括以下步骤：通过无线智能运维传感器管理系统完成对传感器信息和所监测旋转设备信息的配置和管理；无线智能温振传感器采集旋转设备的振动信号和温度信号，将所采集信号进行边缘存
储和边缘计算，通过无线方式将数据传输至路由器或网关；路由器或网...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立斌，孙吉磊，吕文帅，王瑞，左明健，
申请(专利权)人：青岛明思为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：