CN112181848A - 工业互联网5g远程保障及诊断全自动成套设备运行系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,包括智能眼镜结构、基于5G通讯的通讯设备、设备运行监控系统,所述智能眼镜在人体工程学上的虚拟现实应用如同步摄录、及时投影、语音视频对话、结构虚拟比对,并基于5G通讯实现与设备运行监控系统连通,所述设备运行监控系统对设备的自动化硬件、仪表仪器、传感器、控制器,进行在监控跟踪,在线监测、预测性维护、故障预警、诊断修复、运行优化、远程升级的互联互通;所述智能眼镜结构包括摄录模块、投影模块、语音对话模块和结构虚拟对比模块、5G网络传输模块。本发明由控制工程师远程指导,通过5G网络下的视觉听觉实时共享,由现场操作或维护人员具体执行,提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及诊断系统技术领域,具体为工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统。
背景技术
第五代移动通信技术是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G(LTE-A、 WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成,作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟(ITU)。ITU IMT-2020规范要求速度高达20Gbit/s,可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。
故障诊断是一种了解和掌握机器在运行过程中的状态,确定其整体或局部正常或异常,早期发现故障及其原因,并能预报故障发展趋势的技术,油液监测、振动监测、噪声监测、性能趋势分析和无损探伤等为其主要的诊断技术方式。系统故障诊断是对系统运行状态和异常情况作出判断,并根据诊断作出判断,为系统故障恢复提供依据。要对系统进行故障诊断,首先必须对其进行检测,在发生系统故障时,对故障类型、故障部位及原因进行诊断,最终给出解决方案,实现故障恢复。
现有的成套设备故障诊断效率较低,并且不能配合5G进行组合式作业,导致影响后序的检修,整体降低了生产效率。为此,需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术不足,本发明提供了工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,解决了:现有的成套设备故障诊断效率较低,并且不能配合5G进行组合式作业,导致影响后序的检修,整体降低了生产效率的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,包括智能眼镜结构、基于5G通讯的通讯设备、设备运行监控系统,所述智能眼镜在人体工程学上的虚拟现实应用如同步摄录、及时投影、语音视频对话、结构虚拟比对,并基于5G通讯实现与设备运行监控系统连通,所述设备运行监控系统对设备的自动化硬件、仪表仪器、传感器、控制器,进行在监控跟踪,在线监测、预测性维护、故障预警、诊断修复、运行优化、远程升级的互联互通;
所述智能眼镜结构包括摄录模块、投影模块、语音对话模块和结构虚拟对比模块、5G网络传输模块,所述摄录模块、投影模块、语音对话模块和结构虚拟对比模块、5G网络传输模块均相互连通;
所述设备运行监控系统包括硬件结构、软件配置、网络配置,所述硬件结构设置有若干个执行元件,所述硬件结构可基于5G通讯的通讯设备进行数据传输。
作为本发明的进一步优选方式,所述设备运行监控系统,全面支持 SqlServer、Oracle和MySql交互数据传输;通过各自的时间戳技术,对变更数据即时发布和传输;通过最大兼容各版本和各差别字段,实现一套数据库向多类数据库的同步与发布,可以支持ODBC、OLEDB和直接连接多种方式,满足各种速度或者精度方面要求,支持字段同步、索引同步。
作为本发明的进一步优选方式,所述硬件结构采用基于SIMATIC的 SINAUT远程控制,与相应的硬件和软件相连,通过WAN连接各个控制器和控制系统,并可以通过传统网络或基于Internet的网络以及5G嵌入式模块进行数据传输。
作为本发明的进一步优选方式,所述硬件结构的执行元件为S7-300, S7-400PLC,S7-1500 PLC系统以及SINUMERIK 840D数控系统,TIM 4R-IE、 TIM 3V-IE是网络模块,通过基于IP的网络如DISL、5G工业路由传输数据,作为设备的客户端植入。
作为本发明的进一步优选方式,还包括,所述硬件结构选择OPC服务器作为服务端平台,通过相关软件建立所有客户端的拓扑网络、资料归档,信息调用以及和客户端的资料共享。
作为本发明的进一步优选方式,所述软件配置包括TIA Protal、Step7、 WINCC,WINCC FLEXBLE、Toolbox等控制软件;AutoCAD、Solidworks、Eplan 等图纸软件;V-ASSISTANT、STARTER等驱动软件;S7-PLCSIM、虚拟MCP等仿真软件;Wechat、Teamviewer等及时通讯软件。
作为本发明的进一步优选方式,所述网络配置为SINAUT,还包括,使用带有“DataAccess Interface”(OPC接口)的SINAUT ST7sc程序包,还可以将SINAUT ST7站与其他制造商的控制中心系统如WINCC等连接,在运行过程中可以通过SINAUT远程控制网络轻松地执行RTU的程序更改或远程诊断,无需中断正在进行的过程数据通讯。
作为本发明的进一步优选方式,所述智能眼镜,支持本地文件实时镜像传输,支持远程文件局域网和广域网实时镜像同步,通过连接指定FTP服务器,实现本地及服务器上文件镜像同步。
(三)有益效果
本发明提供了工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统。具备以下有益效果:
1.对于无人执行的工作内容,如在线监测、预测性维护,参数异常,程序修复等,可以在不影响现场设备生产的情况下由远程软件同步进行,让设备始终处于一个健康的、稳定的工作状态;
2.对于需要现场人员执行的工作内容,如某些机械故障、线路损伤、元件更换等,则由控制工程师远程指导,通过5G网络下的视觉听觉实时共享,由现场操作或维护人员具体执行,极大地提高了工作效率。
3.设备、操作人员、维护人员、设计工程师始终处于在线状态,5G网络的快速响应,也给与了现场人员更好的心态和信心来操作维护设备。
附图说明
图1为本发明整体原理框架示意图;
图2为本发明的服务端监控界面的示意图;
图3为本发明的场景使用的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明实施例提供一种技术方案:工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,包括智能眼镜结构、基于5G通讯的通讯设备、设备运行监控系统,所述智能眼镜在人体工程学上的虚拟现实应用如同步摄录、及时投影、语音视频对话、结构虚拟比对,并基于5G通讯实现与设备运行监控系统连通,所述设备运行监控系统对设备的自动化硬件、仪表仪器、传感器、控制器,进行在监控跟踪,在线监测、预测性维护、故障预警、诊断修复、运行优化、远程升级的互联互通;所述智能眼镜结构包括摄录模块、投影模块、语音对话模块和结构虚拟对比模块、5G网络传输模块,所述摄录模块、投影模块、语音对话模块和结构虚拟对比模块、5G网络传输模块均相互连通;所述设备运行监控系统包括硬件结构、软件配置、网络配置,所述硬件结构设置有若干个执行元件,所述硬件结构可基于5G通讯的通讯设备进行数据传输。
所述设备运行监控系统,全面支持SqlServer、Oracle和MySql交互数据传输;通过各自的时间戳技术,对变更数据即时发布和传输;通过最大兼容各版本和各差别字段,实现一套数据库向多类数据库的同步与发布,可以支持ODBC、OLEDB和直接连接多种方式,满足各种速度或者精度方面要求,支持字段同步、索引同步。
硬件结构采用基于SIMATIC的SINAUT远程控制,与相应的硬件和软件相连,通过WAN连接各个控制器和控制系统,并可以通过传统网络或基于 Internet的网络以及5G嵌入式模块进行数据传输。
硬件结构的执行元件为S7-300,S7-400PLC,S7-1500 PLC系统以及 SINUMERIK840D数控系统,TIM 4R-IE、TIM 3V-IE是网络模块,通过基于IP 的网络如DISL、5G工业路由传输数据,作为设备的客户端植入。
还包括,所述硬件结构选择OPC服务器作为服务端平台,通过相关软件建立所有客户端的拓扑网络、资料归档,信息调用以及和客户端的资料共享。
软件配置包括TIA Protal、Step7、WINCC,WINCC FLEXBLE、Toolbox 等控制软件;AutoCAD、Solidworks、Eplan等图纸软件;V-ASSISTANT、STARTER 等驱动软件;S7-PLCSIM、虚拟MCP等仿真软件;Wechat、Teamviewer等及时通讯软件。
网络配置为SINAUT,还包括,使用带有“Data Access Interface”(OPC 接口)的SINAUT ST7sc程序包,还可以将SINAUT ST7站与其他制造商的控制中心系统如WINCC等连接,在运行过程中可以通过SINAUT远程控制网络轻松地执行RTU的程序更改或远程诊断,无需中断正在进行的过程数据通讯。
智能眼镜,支持本地文件实时镜像传输,支持远程文件局域网和广域网实时镜像同步,通过连接指定FTP服务器,实现本地及服务器上文件镜像同步。
本技术执行端是基于西门子SIMATIC的远程网络硬件模块和相关软件,对于工程师来说操作熟练。远程模拟等各种软件的应用也保证了解决问题的可靠性。智能穿戴设备的应用和Google的开放式环境日趋成熟和便捷,5G技术的推广将及时视觉共享推向一个更高更智能的层次。在此基础上开发本系统,是互联网+应用的很好体现,让操作人员带着控制人员零距离地观察、倾听设备的每一个细节,结合自身的软件控制,极大地方便了控制人员与现场的互动,可穿戴设备如智能眼镜就是一种理想的执行端。
使用过程中,场景应用时,单纯使用软件进行远程操作,最大的困扰在于控制人员只能通过监控设备的各种参数,从而判断设备的运行状态和故障情况,而随着视觉技术的发展,将增强现实技术应用到远程监控过程中,可以给操作人员带入现实的现场环境,让操作人员带着控制人员零距离地观察、倾听设备的每一个细节,结合自身的软件控制,极大地方便了控制人员与现场的互动,可穿戴设备如智能眼镜就是一种理想的执行端,通过软件将虚拟和现实结合起来是本应用的一大特点,在5G智能设备上安装可以打开图纸等相关设备信息资料的APP,打开设备的设计图纸,在同一个视角内和目视的当前实物对比,进行一些测量,校对等操作,现场工程技术人员、操作人员和远程控制人员、工程技术人员皆可在同一个视角界面和操作界面上对设备。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,其特征在于:包括智能眼镜结构、基于5G通讯的通讯设备、设备运行监控系统,所述智能眼镜在人体工程学上的虚拟现实应用如同步摄录、及时投影、语音视频对话、结构虚拟比对,并基于5G通讯实现与设备运行监控系统连通,所述设备运行监控系统对设备的自动化硬件、仪表仪器、传感器、控制器,进行在监控跟踪,在线监测、预测性维护、故障预警、诊断修复、运行优化、远程升级的互联互通;
所述智能眼镜结构包括摄录模块、投影模块、语音对话模块和结构虚拟对比模块、5G网络传输模块,所述摄录模块、投影模块、语音对话模块和结构虚拟对比模块、5G网络传输模块均相互连通;
所述设备运行监控系统包括硬件结构、软件配置、网络配置,所述硬件结构设置有若干个执行元件,所述硬件结构可基于5G通讯的通讯设备进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,其特征在于:所述设备运行监控系统,全面支持SqlServer、Oracle和MySql交互数据传输;通过各自的时间戳技术,对变更数据即时发布和传输;通过最大兼容各版本和各差别字段,实现一套数据库向多类数据库的同步与发布,可以支持ODBC、OLEDB和直接连接多种方式,满足各种速度或者精度方面要求,支持字段同步、索引同步。
3.根据权利要求1所述的工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,其特征在于:所述硬件结构采用基于SIMATIC的SINAUT远程控制,与相应的硬件和软件相连,通过WAN连接各个控制器和控制系统,并可以通过传统网络或基于Internet的网络以及5G嵌入式模块进行数据传输。
4.根据权利要求1所述的工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,其特征在于:所述硬件结构的执行元件为S7-300,S7-400PLC,S7-1500 PLC系统以及SINUMERIK 840D数控系统,TIM 4R-IE、TIM 3V-IE是网络模块,通过基于IP的网络如DISL、5G工业路由传输数据,作为设备的客户端植入。
5.根据权利要求1所述的工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,其特征在于:还包括,所述硬件结构选择OPC服务器作为服务端平台,通过相关软件建立所有客户端的拓扑网络、资料归档,信息调用以及和客户端的资料共享。
6.根据权利要求1所述的工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,其特征在于:所述软件配置包括TIA Protal、Step7、WINCC,WINCC FLEXBLE、Toolbox等控制软件;AutoCAD、Solidworks、Eplan等图纸软件;V-ASSISTANT、STARTER等驱动软件;S7-PLCSIM、虚拟MCP等仿真软件;Wechat、Teamviewer等及时通讯软件。
7.根据权利要求1所述的工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,其特征在于:所述网络配置为SINAUT,还包括,使用带有“Data Access Interface”(OPC接口)的SINAUT ST7sc程序包,还可以将SINAUT ST7站与其他制造商的控制中心系统如WINCC等连接,在运行过程中可以通过SINAUT远程控制网络轻松地执行RTU的程序更改或远程诊断,无需中断正在进行的过程数据通讯。
8.根据权利要求1所述的工业互联网5G远程保障及诊断全自动成套设备运行系统,其特征在于:所述智能眼镜,支持本地文件实时镜像传输,支持远程文件局域网和广域网实时镜像同步,通过连接指定FTP服务器,实现本地及服务器上文件镜像同步。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210105 |