CN112711234A - 一种基于工业生产智能化的设备监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于工业生产智能化的设备监测系统及方法，包括采集模块用于实时采集生产设备的运行参数和状态信息；存储模块用于存储存储设备正常参数、故障参数及解决办法和历史监测值；分析模块用于接收采集模块实时采集的设备信息，并调取存储模块内存储的数据参数，从而对设备目前状态进行分析，预判隐患以及故障解决方案，并将结果发送至中央处理器；显示模块用于根据中央处理器发送的设备状态显示对应状态标识，便于维修人员及时寻找设备，并防止其余人员在设备固定时进行使用；用户终端接收中央处理器发送的存在隐患和故障的设备信息，便于工程师及时对设备进行维护。
Description
技术领域
本发明涉及工业生产技术领域，具体为一种基于工业生产智能化的设备监测系统及方法。
背景技术
随着工业自动化进程的发展，现在的工业生产设备需要长时间、不间断连续运行，因此保证设备正常运行，及时发现存在的故障，对于提高企业产能，提高产品质量有着重大意义。
目前国内大部企业仍采用人工巡检的方式进行设备状态监测，即通过手持式检测仪或通过人工经验判定设备运行状态，此种方式存在不能实时在线掌握设备运行状态，无法及时发现异常并预警，不能进行故障分析等缺点，容易导致设备发生重大故障而长时间停机，严重影响生产效率，为此我们提出一种基于工业生产智能化的设备监测系统及方法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于工业生产智能化的设备监测系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于，包括：
采集模块，所述采集模块用于实时采集生产设备的运行参数和状态信息；
存储模块，所述存储模块用于存储存储设备正常参数、故障参数及解决办法和历史监测值；
分析模块，所述分析模块用于接收采集模块实时采集的设备信息，并调取存储模块内存储的数据参数，从而对设备目前状态进行分析，预判隐患以及故障解决方案，并将结果发送至中央处理器；
显示模块，所述显示模块用于根据中央处理器发送的设备状态显示对应状态标识，便于维修人员及时寻找设备，并防止其余人员在设备固定时进行使用；
用户终端，所述用户终端用于接收中央处理器发送的存在隐患和故障的设备信息，便于工程师及时对设备进行维护，并且通过用户终端便于随时调取设备运行信息，便于工程师了解设备运行的稳定性能；
中央处理器，所述中央处理器用于协调上述模块进行工作，根据数据调用命令在其权限内的各模块调用相应的数据，并将这些控制命令发送到对应的模块。
优选的一种实施案例，所述采集模块包括机载工控机和状态传感器，所述机载工控机与设备控制系统直接连接，获取设备的电压、电流、负载、运行时常等参数，所述状态传感器用于采集设备的物理状态信息。
优选的一种实施案例，所述状态传感器包括温度传感器、振动传感器、位移传感器以及转速传感器，所述温度传感器用于监测设备运行温度，避免设备长时间高温运行，所述振动传感器监测设备运行震动幅度，所述位移传感器用于监测设备长时间运行中的偏移量，所述转速传感器用于监测设备运行中电机转速。
优选的一种实施案例，所述分析模块包括调取模块、预测模块和对比模块，所述调取模块用于抽调存储模块内存储的历史信息，所述预测模块用于将采集模块采集的信息与调取的数据综合分析，从而预测设备运行存在的隐患，所述对比模块用于将设备故障状态与存储模块内的历史信息进行对比，得出故障原因和解决方案，便于发送至用户终端。
优选的一种实施案例，所述预测模块的预测方法为通过采集模块实时监测信息数据的实际监测值和存储模块内存储的历史监测值计算指数平滑值，配合时间序列预测模型对未来设备实时监测信息数据进行预测，获得最优预测值，从而提前预测设备后续状态信息，判断有误安全风险和故障隐患。
优选的一种实施案例，所述显示模块包括正常运行状态、正常待机状态、待机检测状态和故障停机状态，所述正常运行状态、正常待机状态、待机检测状态和故障停机状态分别为显示模块在设备正常运行、待料停机、存在安全风险以及出现故障时在设备上进行状态标识显示，从而对使用人员和工程师进行提示。
优选的一种实施案例，所述用户终端为手机终端、电脑终端和平板终端，所述中央处理器连接警报模块，所述警报模块安装在设备上，包括蜂鸣器和三色警示灯，用于在设备存在隐患和发生故障时发出警报信息。
优选的一种实施案例，所述采集模块与设备存在一一对应的编码标示，且采集模块内均安装有定位单元，便于对设备进行识别和定位，方便查找。
一种基于工业生产智能化的设备监测方法，包括如下步骤：
S1、采集模块通过机载工控机和状态传感器分别实时采集生产设备的运行参数和物理状态信息，并将其发送至中央处理器；
S2、中央处理器将监测信息发送至存储模块，且存储模块将用户终端提供的设备正常参数、故障参数及解决办法和历史监测值进行存储；
S3、中央处理器将监测信息同步发送至分析模块，分析模块接收采集模块实时采集的设备信息，并调取存储模块内存储的数据参数，从而对设备目前状态进行分析，预判隐患以及故障解决方案，并将结果发送至中央处理器；
S4、中央处理器将分析模块分析的存在隐患和故障的设备信息发送至用户终端，便于工程师及时对设备进行维护，同时用户通过用户终端调取设备运行信息，便于工程师了解设备运行的参数和性能；
S5、显示模块根据中央处理器发送的设备状态显示对应状态标识，便于维修人员及时寻找设备，并防止其余人员在设备固定时进行使用，从而对设备进行快速高效的维保。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：实时、精准地对生产设备进行在线监测，获取设备的温度、振动、位移等状态数据，并针对异常数据状态进行故障分析，及时获取设备的故障情况，为设备维修、设备保养提供数据支撑，稳定设备性能，通过有针对性地反馈设备故障情况，可以减少一些无谓的巡检，降低巡检强度，减少巡检成本，从而同时还能够指导维护计划，降低设备过修、失修风险。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中采集模块示意图；
图3为本发明图中分析模块示意图；
图4为本发明图显示模块块示意图。
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1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于，包括：
采集模块，采集模块用于实时采集生产设备的运行参数和状态信息；
存储模块，存储模块用于存储存储设备正常参数、故障参数及解决办法和历史监测值；
分析模块，分析模块用于接收采集模块实时采集的设备信息，并调取存储模块内存储的数据参数，从而对设备目前状态进行分析，预判隐患以及故障解决方案，并将结果发送至中央处理器；
显示模块，显示模块用于根据中央处理器发送的设备状态显示对应状态标识，便于维修人员及时寻找设备，并防止其余人员在设备固定时进行使用；
用户终端，用户终端用于接收中央处理器发送的存在隐患和故障的设备信息，便于工程师及时对设备进行维护，并且通过用户终端便于随时调取设备运行信息，便于工程师了解设备运行的稳定性能；
中央处理器，中央处理器用于协调上述模块进行工作，根据数据调用命令在其权限内的各模块调用相应的数据，并将这些控制命令发送到对应的模块。
优选的一种实施案例，采集模块包括机载工控机和状态传感器，机载工控机与设备控制系统直接连接，获取设备的电压、电流、负载、运行时常等参数，状态传感器用于采集设备的物理状态信息。
优选的一种实施案例，状态传感器包括温度传感器、振动传感器、位移传感器以及转速传感器，温度传感器用于监测设备运行温度，避免设备长时间高温运行，振动传感器监测设备运行震动幅度，位移传感器用于监测设备长时间运行中的偏移量，转速传感器用于监测设备运行中电机转速。
优选的一种实施案例，分析模块包括调取模块、预测模块和对比模块，调取模块用于抽调存储模块内存储的历史信息，预测模块用于将采集模块采集的信息与调取的数据综合分析，从而预测设备运行存在的隐患，对比模块用于将设备故障状态与存储模块内的历史信息进行对比，得出故障原因和解决方案，便于发送至用户终端。
优选的一种实施案例，预测模块的预测方法为通过采集模块实时监测信息数据的实际监测值和存储模块内存储的历史监测值计算指数平滑值，配合时间序列预测模型对未来设备实时监测信息数据进行预测，获得最优预测值，从而提前预测设备后续状态信息，判断有误安全风险和故障隐患。
优选的一种实施案例，显示模块包括正常运行状态、正常待机状态、待机检测状态和故障停机状态，正常运行状态、正常待机状态、待机检测状态和故障停机状态分别为显示模块在设备正常运行、待料停机、存在安全风险以及出现故障时在设备上进行状态标识显示，从而对使用人员和工程师进行提示。
优选的一种实施案例，用户终端为手机终端、电脑终端和平板终端，中央处理器连接警报模块，警报模块安装在设备上，包括蜂鸣器和三色警示灯，用于在设备存在隐患和发生故障时发出警报信息。
优选的一种实施案例，采集模块与设备存在一一对应的编码标示，且采集模块内均安装有定位单元，便于对设备进行识别和定位，方便查找。
一种基于工业生产智能化的设备监测方法，包括如下步骤：
S1、采集模块通过机载工控机和状态传感器分别实时采集生产设备的运行参数和物理状态信息，并将其发送至中央处理器；
S2、中央处理器将监测信息发送至存储模块，且存储模块将用户终端提供的设备正常参数、故障参数及解决办法和历史监测值进行存储；
S3、中央处理器将监测信息同步发送至分析模块，分析模块接收采集模块实时采集的设备信息，并调取存储模块内存储的数据参数，从而对设备目前状态进行分析，预判隐患以及故障解决方案，并将结果发送至中央处理器；
S4、中央处理器将分析模块分析的存在隐患和故障的设备信息发送至用户终端，便于工程师及时对设备进行维护，同时用户通过用户终端调取设备运行信息，便于工程师了解设备运行的参数和性能；
S5、显示模块根据中央处理器发送的设备状态显示对应状态标识，便于维修人员及时寻找设备，并防止其余人员在设备固定时进行使用，从而对设备进行快速高效的维保。
工作原理：本发明通过采集模块实时采集生产设备的运行参数和物理状态信息，并将其发送至中央处理器，中央处理器将监测信息发送至存储模块，且存储模块将用户终端提供的设备正常参数、故障参数及解决办法和历史监测值进行存储，中央处理器将监测信息同步发送至分析模块，分析模块接收采集模块实时采集的设备信息，并调取存储模块内存储的数据参数，从而对设备目前状态进行分析，预判隐患以及故障解决方案，并将结果发送至中央处理器，中央处理器将分析模块分析的存在隐患和故障的设备信息发送至用户终端，便于工程师及时对设备进行维护，同时用户通过用户终端调取设备运行信息，便于工程师了解设备运行的参数和性能，显示模块根据中央处理器发送的设备状态显示对应状态标识，便于维修人员及时寻找设备，并防止其余人员在设备固定时进行使用，从而对设备进行快速高效的维保，实时、精准地对生产设备进行在线监测，获取设备的温度、振动、位移等状态数据，并针对异常数据状态进行故障分析，及时获取设备的故障情况，为设备维修、设备保养提供数据支撑，稳定设备性能，通过有针对性地反馈设备故障情况，可以减少一些无谓的巡检，降低巡检强度，减少巡检成本，从而同时还能够指导维护计划，降低设备过修、失修风险。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于，包括：
采集模块，所述采集模块用于实时采集生产设备的运行参数和状态信息；
存储模块，所述存储模块用于存储存储设备正常参数、故障参数及解决办法和历史监测值；
分析模块，所述分析模块用于接收采集模块实时采集的设备信息，并调取存储模块内存储的数据参数，从而对设备目前状态进行分析，预判隐患以及故障解决方案，并将结果发送至中央处理器；
显示模块，所述显示模块用于根据中央处理器发送的设备状态显示对应状态标识，便于维修人员及时寻找设备，并防止其余人员在设备固定时进行使用；
用户终端，所述用户终端用于接收中央处理器发送的存在隐患和故障的设备信息，便于工程师及时对设备进行维护，并且通过用户终端便于随时调取设备运行信息，便于工程师了解设备运行的稳定性能；
中央处理器，所述中央处理器用于协调上述模块进行工作，根据数据调用命令在其权限内的各模块调用相应的数据，并将这些控制命令发送到对应的模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于：所述采集模块包括机载工控机和状态传感器，所述机载工控机与设备控制系统直接连接，获取设备的电压、电流、负载、运行时常等参数，所述状态传感器用于采集设备的物理状态信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于：所述状态传感器包括温度传感器、振动传感器、位移传感器以及转速传感器，所述温度传感器用于监测设备运行温度，避免设备长时间高温运行，所述振动传感器监测设备运行震动幅度，所述位移传感器用于监测设备长时间运行中的偏移量，所述转速传感器用于监测设备运行中电机转速。
4.根据权利要求1所述的一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于：所述分析模块包括调取模块、预测模块和对比模块，所述调取模块用于抽调存储模块内存储的历史信息，所述预测模块用于将采集模块采集的信息与调取的数据综合分析，从而预测设备运行存在的隐患，所述对比模块用于将设备故障状态与存储模块内的历史信息进行对比，得出故障原因和解决方案，便于发送至用户终端。
5.根据权利要求4所述的一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于：所述预测模块的预测方法为通过采集模块实时监测信息数据的实际监测值和存储模块内存储的历史监测值计算指数平滑值，配合时间序列预测模型对未来设备实时监测信息数据进行预测，获得最优预测值，从而提前预测设备后续状态信息，判断有误安全风险和故障隐患。
6.根据权利要求1所述的一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于：所述显示模块包括正常运行状态、正常待机状态、待机检测状态和故障停机状态，所述正常运行状态、正常待机状态、待机检测状态和故障停机状态分别为显示模块在设备正常运行、待料停机、存在安全风险以及出现故障时在设备上进行状态标识显示，从而对使用人员和工程师进行提示。
7.根据权利要求1所述的一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于：所述用户终端为手机终端、电脑终端和平板终端，所述中央处理器连接警报模块，所述警报模块安装在设备上，包括蜂鸣器和三色警示灯，用于在设备存在隐患和发生故障时发出警报信息。
8.根据权利要求1所述的一种基于工业生产智能化的设备监测系统，其特征在于：所述采集模块与设备存在一一对应的编码标示，且采集模块内均安装有定位单元，便于对设备进行识别和定位，方便查找。
9.一种基于工业生产智能化的设备监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、采集模块通过机载工控机和状态传感器分别实时采集生产设备的运行参数和物理状态信息，并将其发送至中央处理器；
S2、中央处理器将监测信息发送至存储模块，且存储模块将用户终端提供的设备正常参数、故障参数及解决办法和历史监测值进行存储；
S3、中央处理器将监测信息同步发送至分析模块，分析模块接收采集模块实时采集的设备信息，并调取存储模块内存储的数据参数，从而对设备目前状态进行分析，预判隐患以及故障解决方案，并将结果发送至中央处理器；
S4、中央处理器将分析模块分析的存在隐患和故障的设备信息发送至用户终端，便于工程师及时对设备进行维护，同时用户通过用户终端调取设备运行信息，便于工程师了解设备运行的参数和性能；
S5、显示模块根据中央处理器发送的设备状态显示对应状态标识，便于维修人员及时寻找设备，并防止其余人员在设备固定时进行使用，从而对设备进行快速高效的维保。
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