CN112327813A - 一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统，云服务中心利用云基础架构服务IaaS、边缘计算服务EC Agent和大数据技术将分布于不同地域、不同接入电厂机组的运行状态数据进行集中采集和存储，并通过虚拟化技术对云架构中的服务器资源和计算资源进行统一分配和调度管理；利用PaaS集成了大数据处理、数据分析、微服务功能，组成按需扩展、自动伸缩的操作系统平台和专业的应用服务；利用云计算网络提供的应用软件服务SaaS对设备诊断进行建模和分析应用，通过互联网浏览器或WebSocket程序连接的形式将这些专业应用软件功能封装为服务，供服务提供商调用或多租户模式使用；基于本发明为企业和个人提供低耗而高效的服务，为远程诊断的创新提供了新的路径与手段。
Description
技术领域
本发明涉及火电能源类企业设备状态诊断技术领域，特别涉及一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统。
背景技术
在电力生产过程中，连续运行过程中的设备出现任何故障不但直接影响电能的产量和质量，还会造成严重的设备和人身事故。过程状态监测和故障诊断是提高机组设备安全、可靠、经济地运行的重要且有效的技术手段。近年来，随着计算机信息技术的发展，基于网络的远程诊断能够进行专家远程会诊及资源的有效协同，可实现及时有效的故障诊断，因而对提高设备安全性、可靠性、可用度以及降低诊断维修成本都具有显著作用，远程诊断技术从而成为工业界关注的焦点，已经成为大型生产类企业发展的必然选择。
然而，随着企业数字化、智能化程度提高和设备的大型化精密化发展，设备故障诊断需要借助的资源和处理的数据量越来越多，需要借助大量的算力和知识经验支持，单个企业无法解决所有的问题。
随着系统规模和结构日益扩大和复杂，出现以物理分布、异构、协同、互操作、可重用、高并发、高算力和高性价比为特征的需求，传统的远程诊断系统内部(局域)网架构及解决方案都难以解决；另外，机组类型、设备结构和运行方式各不相同的发电厂系统难以按传统诊断功能模块大规模定制开发和统一部署运行；更重要的是，用户希望通过互联网随时随地按需获取诊断技术服务，从而实现用户所期望的＂互联网+设备诊断＂服务模式。显然这些新应用环境和新需求都超出了目前传统电站远程诊断的建设范围。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统，可以适应大模电站设备集中接入的应用要求，提出＂设备诊断即服务＂的应用理念，让用户像用水用电那样使用设备状态诊断服务，按需获取，按量计费，实现电站设备运行诊断个性化、虚拟化、服务化、智能化。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统，包括云服务中心，云服务中心利用云基础架构服务IaaS、边缘计算服务EC Agent和大数据技术将分布于不同地域、不同接入电厂机组的运行状态数据进行集中采集和存储，并通过虚拟化技术对云架构中的服务器资源和计算资源进行统一分配和调度管理；在此基础上，利用云计算的平台服务PaaS集成了大数据处理、数据分析、微服务功能，组成按需扩展、自动伸缩的操作系统平台和专业的应用服务；最后利用云计算网络提供的应用软件服务SaaS对设备诊断进行建模和分析应用，通过互联网浏览器或WebSocket程序连接的形式将这些专业应用软件功能封装为服务，供服务提供商调用或多租户模式使用。
所述的云基础架构服务IaaS完成设备资源实例划分、存储管理、通用和扩展接口、资源虚拟化、网络的配置；存储管理即建立虚拟数据库，使云间各节点的实时数据库和关系数据库形成一个虚拟的数据库，作为远程诊断的数据源。
所述的边缘计算服务EC Agent通过数据通讯协议转换与边缘处理技术实现厂侧机组运行数据采集，完成三个方面内容：(a)通过各类通信协议接入不同设备、系统和产品，采集海量数据；(b)对各种非线性、多维、异构数据进行预处理，包括过滤和融合处理；(c)利用边缘计算设备实现底层数据的汇聚处理，建立异构数据关系映射模型，便于云端平台的统一存储和查询管理。
所述的利用云计算的平台服务PaaS集成了大数据处理、数据分析、微服务功能，组成按需扩展、自动伸缩的操作系统平台和专业的应用服务，具体包括：(1)、提供工业数据管理能力，将数据科学与工业机理结合，帮助制造企业构建工业数据分析能力，实现数据价值挖掘；(2)、把技术、知识、经验资源固化为可移植、可复用的微服务组件库，供开发者调用；(3)、构建应用开发环境，借助微服务组件和工业应用开发工具，帮助用户快速构建定制化的诊断APP。
所述的应用软件服务SaaS，采用基于虚拟机扩展的多租户架构运行模式，使不同机组类型、设备结构和运行方式的发电厂系统设备诊断软件功能模块级别的动态配置和有针对性的水平扩展，支持按需伸缩运行和访问。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可以适应大模电站设备集中接入的应用要求，将各类资源进行服务化、虚拟化封装和统一管理、运营，进而实现诊断资源的快速部署和应用的智能灵活构建，使不同机组类型、设备结构和运行方式的发电厂异构设备进行高效协同；其次，基于云服务的资源建立在计算集群和云虚拟机上，容错性强，实现资源的高可用性，系统可持续(7*24小时)对外提供服务，用户通过网络可以随时随地的访问和处理信息，非常方便地与他人共享信息；另外，设备诊断按需服务，让用户像用水用电那样使用设备状态诊断服务，按需获取，按量计费，从而实现用户所期望的＂互联网+设备诊断＂服务模式，从而实现电站设备运行诊断个性化、虚拟化、服务化、智能化。
附图说明
图1是基于云服务的远程诊断系统的基础网络图。
图2是基于云服务的火电机组专家远程诊断系统结构框架图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1、图2所示，一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统，包括云服务中心，云服务中心利用云基础架构服务IaaS、边缘计算服务EC Agent和大数据技术将分布于不同地域、不同接入电厂机组的运行状态数据(如厂级监控信息系统SIS、旋转机械诊断监测管理系统TDM、企业资源管理系统ERP等数据)进行集中采集和存储，并通过虚拟化技术对云架构中的服务器资源和计算资源进行统一分配和调度管理；在此基础上，利用云计算的平台服务PaaS集成了大数据处理、数据分析(如内置常用的机器学习算法工具、相关的测试和数据生成器)、微服务功能，组成按需扩展、自动伸缩的操作系统平台和专业的应用服务；最后利用云计算网络提供的应用软件服务SaaS对设备诊断进行建模和分析应用，通过互联网浏览器或WebSocket程序连接的形式将这些专业应用软件功能封装为服务，供系统客户端的服务提供商调用或多租户模式使用；系统客户端包括多媒体大屏、诊断工作站、各种设备诊断终端(包括个人电脑PC、便携式电脑、移动式手持终端及AR智能眼镜)，这些设备都是通过有线网络或无线移动通讯网络与云服务中心进行数据和功能应用交互。
所述的云基础架构服务IaaS完成设备资源实例划分、存储管理、通用和扩展接口、资源虚拟化、网络的配置，存储管理即建立虚拟数据库，使云间各节点的实时数据库和关系数据库形成一个虚拟的数据库，作为远程诊断的数据源。
所述的边缘计算服务EC Agent通过数据通讯协议转换与边缘处理技术实现厂侧机组运行数据采集，完成三个方面内容：(a)通过各类通信协议接入不同设备、系统和产品，采集海量数据；(b)对各种非线性、多维、异构数据进行预处理，包括过滤和融合处理；(c)利用边缘计算设备实现底层数据的汇聚处理，建立异构数据关系映射模型，便于云端平台的统一存储和查询管理。
参照图2，所述的利用云计算的平台服务PaaS集成了大数据处理、数据分析、微服务功能，组成按需扩展、自动伸缩的操作系统平台和专业的应用服务，具体包括：(1)、提供工业数据管理能力，将数据科学与工业机理结合，帮助制造企业构建工业数据分析能力，实现数据价值挖掘；(2)、把技术、知识、经验资源固化为可移植、可复用的微服务组件库，供开发者调用；(3)、构建应用开发环境，借助微服务组件和工业应用开发工具，帮助用户快速构建定制化的诊断APP。如锅炉本体燃烧诊断APP(由锅炉本体、燃烧系统、风烟系统、锅炉辅机设备等软件诊断模块组成)、汽轮机振动、通流状态监测(如汽轮机热耗率、汽轮机汽耗率、再热蒸汽压损、高/中压缸效率等)和远程诊断APP、发电机、变压器状态监测和远程诊断APP及电厂关注的一些应用功能。根据发电机、变压器的运行状态数据和历史数据，通过对比特征参数，诊断发电机、主变压器潜在缺陷或已出现的故障；还包括电厂关注一些其它指标(如环保和汽水品质等)的技术监督等。平台层内置常用的机器学习算法工具供客户和程序调用，同时包括相关的测试和数据生成器；算法工具包括分类、回归、聚类、关联规则、推荐、降维、优化、特征抽取筛选、用于特征预处理的数理统计方法以及算法的评测。
所述的应用软件服务SaaS，基于一套标准服务接口软件和对诸如界面、业务逻辑、数据结构等的个性化需求为不同客户(又称为租户)提供相应软件服务。系统采用基于虚拟机扩展的多租户架构运行模式，使不同机组类型、设备结构和运行方式的发电厂系统设备诊断软件功能模块级别的动态配置和有针对性的水平扩展，支持按需伸缩运行和访问，提高计算资源的使用效率，真正发挥云计算的优势，同时可以使应用web站点部署和运维变得简单。
Claims (5)
1.一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统，其特征在于，包括云服务中心，云服务中心利用云基础架构服务IaaS、边缘计算服务EC Agent和大数据技术将分布于不同地域、不同接入电厂机组的运行状态数据进行集中采集和存储，并通过虚拟化技术对云架构中的服务器资源和计算资源进行统一分配和调度管理；在此基础上，利用云计算的平台服务PaaS集成了大数据处理、数据分析、微服务功能，组成按需扩展、自动伸缩的操作系统平台和专业的应用服务；最后利用云计算网络提供的应用软件服务SaaS对设备诊断进行建模和分析应用，通过互联网浏览器或WebSocket程序连接的形式将这些专业应用软件功能封装为服务，供服务提供商调用或多租户模式使用。
2.根据权利要求1所述的一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统，其特征在于，所述的云基础架构服务IaaS完成设备资源实例划分、存储管理、通用和扩展接口、资源虚拟化、网络的配置；存储管理即建立虚拟数据库，使云间各节点的实时数据库和关系数据库形成一个虚拟的数据库，作为远程诊断的数据源。
3.根据权利要求1所述的一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统，其特征在于，所述的边缘计算服务EC Agent通过数据通讯协议转换与边缘处理技术实现厂侧机组运行数据采集，完成三个方面内容：(a)通过各类通信协议接入不同设备、系统和产品，采集海量数据；(b)对各种非线性、多维、异构数据进行预处理，包括过滤和融合处理；(c)利用边缘计算设备实现底层数据的汇聚处理，建立异构数据关系映射模型，便于云端平台的统一存储和查询管理。
4.根据权利要求1所述的一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统，其特征在于，所述的利用云计算的平台服务PaaS集成了大数据处理、数据分析、微服务功能，组成按需扩展、自动伸缩的操作系统平台和专业的应用服务，具体包括：(1)、提供工业数据管理能力，将数据科学与工业机理结合，帮助制造企业构建工业数据分析能力，实现数据价值挖掘；(2)、把技术、知识、经验资源固化为可移植、可复用的微服务组件库，供开发者调用；(3)、构建应用开发环境，借助微服务组件和工业应用开发工具，帮助用户快速构建定制化的诊断APP。
5.根据权利要求1所述的一种基于云服务的火电机组专家远程诊断系统，其特征在于，所述的应用软件服务SaaS，采用基于虚拟机扩展的多租户架构运行模式，使不同机组类型、设备结构和运行方式的发电厂系统设备诊断软件功能模块级别的动态配置和有针对性的水平扩展，支持按需伸缩运行和访问。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210205 |