基于互联网的锅炉远程在线监测系统技术方案

本发明专利技术涉及远程监测领域，尤其为基于互联网的锅炉远程在线监测系统，包括数据采集模块：用于通过传感器、工控机和数据采集器采集数据；数据传输模块：用于通过有限网络或GPRS网络传输数据；数据存储模块：用于存储数据；智能分析模块：用于通过构建锅炉模型对数据进行分析；用户管理模块：用于通过用户管理功能和展示功能。本发明专利技术采用了云计算、大数据等技术。通过Web端和APP端进行展示，符合移动互联网远程实时管理的需要。采用智能感知、泛在联通、精准控制、数字建模、实时分析和迭代优化。通过不断的迭代升级和增加应用模块，满足锅炉生态圈各成员及生态圈整体日益发展的各种需求。各成员及生态圈整体日益发展的各种需求。各成员及生态圈整体日益发展的各种需求。

【技术实现步骤摘要】
基于互联网的锅炉远程在线监测系统


[0001]本专利技术涉及远程监测领域，尤其是基于互联网的锅炉远程在线监测系统。

技术介绍

[0002]工业锅炉应用于国民经济的各个领域，主要为工业生成工艺过程提供热能，作为我国社会各领域普遍采用的热工装备，长期以来，传统工业锅炉均为粗放型管理模式，锅炉运行效率低、成本高、环保不达标、安全问题频发、故障不能及时解决，严重影响了锅炉的经济型和安全性。通常燃油燃气锅炉都是在负荷不停变化状态下运行的，实际运行时锅炉的运行效率在普通控制状态下不能达到锅炉额定负荷状态下的效率。在我国实际使用的这类先进的调节和控制模块较少。目前国内的在用锅炉基本没有物联网功能，信息孤岛，单独运行和模块封闭。锅炉在运行中有问题难找厂家和专家，人为因素决定锅炉操作和运行的好坏，设备效率、达标运行、经济运行等受到严重影响。锅炉售出后，厂商不管使用，也不知道锅炉的实际运行情况，锅炉出厂后有如风筝断线，售后服务的成本高、效率低。锅炉业界也是各自为阵，封闭分散，业务老化且狭窄，竞争激烈，同质化严重。只有根据实际情况，将互联网技术融进锅炉业，锅炉企业才能真正实现升级，实现智能化。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是通过提出一种基于互联网的锅炉远程在线监测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的缺陷。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]提供基于互联网的锅炉远程在线监测系统，包括：
[0006]数据采集模块：用于通过传感器、工控机和数据采集器采集数据；
[0007]数据传输模块：用于通过有限网络或GPRS网络传输数据；
[0008]数据存储模块：用于存储数据；
[0009]智能分析模块：用于通过构建锅炉模型对数据进行分析；
[0010]用户管理模块：用于通过用户管理功能和展示功能。
[0011]作为本专利技术的优选技术方案：所述数据采集模块具备储存转发功能，用于应对网络故障，防止数据丢失。
[0012]作为本专利技术的优选技术方案：所述数据传输模块设置有防火墙。
[0013]作为本专利技术的优选技术方案：所述数据传输模块、数据存储模块和智能分析模块间，通过数据接收系统从工控机到本地数据和从本地数据到云端数据两个方面接收数据；所述数据接收系统接收数据过程中，从工控机到本地边缘计算云计算集群采用分布式存储技术，实现数据存储和数据备份功能；本地边缘计算集群到公有云端接收，实现私有云数据实时上传到公有云端，形成混合云架构；管理网络和控制模块间的网络隔离，屏蔽管理模块对控制模块的写数据操作，防止管理网络的误操作影响控制模块。
[0014]作为本专利技术的优选技术方案：所述智能分析模块中通过模型分析数据加工、汇总、
诊断分析和预测，获得锅炉运行技术、经济、环保统计数据，锅炉运行优化建议、维修保养、安全预警信息。
[0015]作为本专利技术的优选技术方案：所述智能分析模块的锅炉模型分别构建线性锅炉模型和非线性锅炉模型对数据进行分析。
[0016]作为本专利技术的优选技术方案：所述线性锅炉模型构建如下：
[0017]通过锅炉数据训练得到函数f，使得函数f(x
i
)的值与真实值y
i
无限接近，当函数f(x
i
)的值与真实值y
i
间存在误差时，则存在损失函数，当函数f(x
i
)的值与真实值y
i
间差值为0时，则不存在损失函数，构建线性目标函数：
[0018][0019]其中，为正则项，τ为正则项阶数，L为损失函数，y
j
为真实值；
[0020][0021]其中，z为预测值与目标值间的差值。
[0022]作为本专利技术的优选技术方案：所述非线性锅炉模型构建如下：
[0023]收集训练样本{a
i
，b
i
}{i＝1，2，
…
，n，n∈R
n
)，将训练样本映射到高维特征空间中，得到：
[0024][0025]其中，w为权向量；c为偏置量；
[0026]构建非线性目标函数：
[0027][0028]其中，δ为预测值与目标值间的预测差值，δ
i
为每一个样本的预测差值，γ为锅炉参数(γ＞0)。
[0029]作为本专利技术的优选技术方案：所述非线性目标函数的约束条件为：
[0030][0031]引入正则项将目标函数转化为：
[0032][0033]其中，σ为正则项阶数；
[0034]对转化后的非线性目标函数进行偏导优化，得到回归函数：
[0035][0036]其中，K(x
i
，x
j
)为核函数，选用不同的核函数构成锅炉状态函数模型。
[0037]作为本专利技术的优选技术方案：所述用户管理模块中，分为Web端展示和App端展示。
[0038]本专利技术提供的基于互联网的锅炉远程在线监测系统，与现有技术相比，其有益效果有：
[0039]1、本专利技术采用了云计算、大数据、物联网和移动互联网等技术。
[0040]2、通过Web端和APP端，符合互联网时代，符合移动互联网远程实时管理的需要。
[0041]3、采用智能感知、泛在联通、精准控制、数字建模、实时分析和迭代优化。
[0042]4、全国锅炉物联网，引领锅炉控制进入网络化新时代，打造锅炉生态圈。通过不断的迭代升级和增加应用模块的解决方案，满足锅炉生态圈各成员及生态圈整体日益发展的各种需求。
[0043]5、功能全面、先进。智能锅炉云平台可提供燃油气锅炉节能、安全、监测和管理功能，并具备数据统计、分析及更深层次数据挖掘和应用功能，使燃油气锅炉真正走向智能化。通过锅炉智能云平台，用户可轻松完成锅炉数据的远程监测，实时获知锅炉效率和运营成本，并获取专家的优化建议，最大限度地提升锅炉的使用效率。智能锅炉云平台还可以为锅炉的运行定制个性化的运行建议和安全预警信息，可有效提升锅炉生产管理水平，降低运行成本，提高运行的安全性，实现锅炉房的集中化和远程信息化管理。
附图说明
[0044]图1为本专利技术优选实施例的模块框图。
[0045]图中各个标记的意义为：100、数据采集模块；200、数据传输模块；300、数据存储模块；400、智能分析模块；500、用户管理模块；600、数据接收系统。
具体实施方式
[0046]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0047]参照图1，本专利技术优选实施例提供了基于互联网的锅炉远程在线监本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于互联网的锅炉远程在线监测系统，其特征在于：包括：数据采集模块(100)：用于通过传感器、工控机和数据采集器采集数据；数据传输模块(200)：用于通过有限网络或GPRS网络传输数据；数据存储模块(300)：用于存储数据；智能分析模块(400)：用于通过构建锅炉模型对数据进行分析；用户管理模块(500)：用于通过用户管理功能和展示功能。2.根据权利要求1所述的基于互联网的锅炉远程在线监测系统，其特征在于：所述数据采集模块(100)具备储存转发功能，用于应对网络故障，防止数据丢失。3.根据权利要求1所述的基于互联网的锅炉远程在线监测系统，其特征在于：所述数据传输模块(200)设置有防火墙。4.根据权利要求1所述的基于互联网的锅炉远程在线监测系统，其特征在于：所述数据传输模块(200)、数据存储模块(300)和智能分析模块(400)间，通过数据接收系统(600)从工控机到本地数据和从本地数据到云端数据两个方面接收数据；所述数据接收系统(600)接收数据过程中，从工控机到本地边缘计算云计算集群采用分布式存储技术，实现数据存储和数据备份功能；本地边缘计算集群到公有云端接收，实现私有云数据实时上传到公有云端，形成混合云架构；管理网络和控制模块间的网络隔离，屏蔽管理模块对控制模块的写数据操作，防止管理网络的误操作影响控制模块。5.根据权利要求1所述的基于互联网的锅炉远程在线监测系统，其特征在于：所述智能分析模块(400)中通过模型分析数据加工、汇总、诊断分析和预测，获得锅炉运行技术、经济、环保统计数据，锅炉运行优化建议、维修保养、安全预警信息。6.根据权利要求1所述的基于互联网的锅炉远程在线监测系统，其特征在于：所述智能分析模块(400)的锅炉模型分别构建线性锅炉模型和非线性锅炉模型对数据进行分析。7.根据权利要求6所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：马久斌，王峰，马喜振，郭保国，李友，田志坚，马宗光，
申请(专利权)人：河南省锅炉压力容器安全检测研究院，
类型：发明
国别省市：