CN113091824A

CN113091824A - 设备健康在线监测系统

Info

Publication number: CN113091824A
Application number: CN202110409773.5A
Authority: CN
Inventors: 周维; 金松涛; 杨典
Original assignee: Chengdu Flame Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Flame Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2021-07-09

Abstract

本发明涉及工矿企业生产领域，特别是一种用于代替人工监测、提高设备监测效率、方便维护的设备健康在线监测系统。设备健康在线监测系统，包括依次连接的现场设备、数据采集模块、数据传输模块、数据中心以及监测模块。本发明通过现场设备、数据采集模块、数据传输模块、数据中心以及监测模块等的配合，数据采集模块与现场设备配合采集现场设备的运行状况信息，并通过数据传输模块传送给数据中心模块，监测模块从数据中心模块获取数据进行分析处理获得监测数据，实时监测现场设备的运行状况，并采取相应策略，比起人工监测来说具有提高设备监测效率、方便维护的特点。

Description

设备健康在线监测系统

技术领域

本发明涉及工矿企业生产领域，特别是一种用于代替人工监测、提高设备监测效率、方便维护的设备健康在线监测系统。

背景技术

对于很多工矿企业企业，为保障较好的安全运行状态，需要对现场各个设备的运行状态监测，现有的方式主要是人工定期检查监测。但是人工监测虽然能够提高安全系数，但是监测不方便，有时候或许刚刚监测是正常状态，过半小时就出现故障，造成较大的损失。

为了提高设备的智能化运行与管理水平，需要进行自动化升级该改造，并结合机械设备健康在线监测技术、工业设备物联网技术、大数据分析技术等先进技术将现场机械设备联系起来，组成一个智能的监测系统是有重大经济效益的。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种用于代替人工监测、提高设备监测效率、方便维护的设备健康在线监测系统。

为实现上述目的，本发明提出了设备健康在线监测系统，包括依次连接的现场设备、数据采集模块、数据传输模块、数据中心以及监测模块；

所述的数据采集模块；用于与现场设备配合采集现场设备的运行状况信息，并通过数据传输模块传送给数据中心模块；

所述的数据传输模块，用于实现数据中心模块与数据采集模块之间的数据交互；

所述的数据中心模块获取数据传输模块传递的信息，进行储存、处理、分析以及诊断；

所述的监测模块，从数据中心模块获取数据进一步分析处理，获得监测数据。

进一步的，为更好地实施本发明，所述的现场设备包括给水泵、除盐水泵以及真空泵。

进一步的，为更好地实施本发明，所述的数据采集模块包括数据采集器和传感设备，所述的数据采集器与数据传输模块连接，所述的传感设备与括给水泵、除盐水泵以及真空泵连接。

进一步的，为更好地实施本发明，所述的给水泵和除盐水泵配合的传感设备均包括流量传感器、温度传感器、压力变送器以及振动温度传感器；所述的真空泵配合的传感设备包括温度传感器和智能电表。

进一步的，为更好地实施本发明，所述的数据采集器与所述的流量传感器、温度传感器、压力变送器、振动温度传感器以及智能电表通过信号线连接，与所述的数据传输模块无线连接。

进一步的，为更好地实施本发明，所述的数据采集器设置有4G网络模块或5G网络模块，并配合有相应的SIM卡。

进一步的，为更好地实施本发明，所述的监测模块连接有电脑终端。

进一步的，为更好地实施本发明，所述的监测模块连接有手持终端。

进一步的，为更好地实施本发明，所述的监测模块包括在线监测模块、预警模块和健康分析模块。

进一步的，为更好地实施本发明，所述的监测模块还连接有设备维护模块。

本发明的有益效果：

本发明通过现场设备、数据采集模块、数据传输模块、数据中心以及监测模块等的配合，数据采集模块与现场设备配合采集现场设备的运行状况信息，并通过数据传输模块传送给数据中心模块，监测模块从数据中心模块获取数据进行分析处理获得监测数据，实时监测现场设备的运行状况，并采取相应策略，比起人工监测来说具有提高设备监测效率、方便维护的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是设备健康在线监测系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明的设备健康在线监测系统，包括依次连接的现场设备、数据采集模块、数据传输模块、数据中心以及监测模块；

作为优选的一种实施方式，所述的现场设备包括给水泵、除盐水泵以及真空泵。

作为优选的，所述的数据采集模块包括数据采集器和传感设备，所述的数据采集器与数据传输模块连接，所述的传感设备与括给水泵、除盐水泵以及真空泵连接。

所述的给水泵和除盐水泵配合的传感设备均包括流量传感器、温度传感器、压力变送器以及振动温度传感器；所述的真空泵配合的传感设备包括温度传感器和智能电表。对于给水泵，在电机外壳PT100温度传感器，在电机负荷端轴承座、风机驱动端前轴承座安装振动温度一体传感器，在泵进水管路压力表位置安装压力变送器。传感器监测给水泵的运行的健康数据、进水口压力数据、出水流量数据，数据通过数据采集器汇总通过4G网络、5G网络上传至数据中心模块。

对于除盐水泵，电机外壳加装PT100温度传感器、泵轴承箱安装振动温度一体传感器，在泵出水管路压力表位置安装压力变送器，更换指针式泵出水口压力表，安装出水母管流量计实现给水泵健康监测数据实时上传。

作为优选的，所述的压力变送器采用THB300扩散硅变送器选用平面膜直接感受压力，采用专用集成模块，经过精细的温漂、零点、非线性补偿，实现对气体、液体准确测量和传送。整机经过严格组装和测试，该产品具有设计原理先进、品种规格齐全、安装使用简便等特点。由于该机型外观上完全融合了目前国内最为流行，为适合国内自动化水平的不断提高和发展，该系列产品除设计小巧精致外，具有HART现场总线协议的智能化功能。

作为优选的，所述的数据采集器与所述的流量传感器、温度传感器、压力变送器、振动温度传感器以及智能电表通过信号线连接，与所述的数据传输模块无线连接，这样设计以后可以方便现场设备采集的数据集中传输，也可以通过其他数据获取设备直接从数据采集器中直接获取现场设备的各种运行数据，另行直接分析处理，方便监测。

作为优选的，所述的数据采集器设置有4G网络模块或5G网络模块，并配合有相应的SIM卡。

作为优选的，所述的监测模块连接有电脑终端，所述的监测模块连接有手持终端。所述的手持终端与电脑终端实现的基本功能一致，电脑终端方便操作，而手持终端方便携带，使用灵活。

作为优选的，所述的监测模块包括在线监测模块、预警模块和健康分析模块。所述的监测模块还连接有设备维护模块。

实时监控能够监控设备的运行参数以及状态，监控参数(以水冷冷水机组为例)包括但不限于如下：冷凝器出入水温度、蒸发器出入水温度、压缩机排气温度、负荷百分比、报警信息等参数和报警，监控的状态包括不限于如下：空闲、加载、手动、自动、故障、保养等。及时有效的掌握设备运行情况，为设备是否按要求和规范进行操作、维护提供参考数据。

监控的参数能够完全按照设备本身结构的布局方式进行呈现，并支持参数的实时曲线显示。对于按车间或生产线设备进行的监控，其监控的重要、关键参数可以配置。

参数预警与报警可以按照设备实际使用情况来自定义设置，不仅可以针对单一参数来设定上下限报警，而且满足多参数关联来触发报警的情况。

根据报警的级别，报警信息能够自动按要求发送到相关人员的手机上，或者通过手机APP实时接收发生的报警信息。如果报警信息允许了自动触发工作任务，那么当报警发生，并通过系统确认是有效报警后，系统自动调用相关资源并生成任务派发，以便快速做出故障诊断和评估。

历史数据通过表格和趋势曲线呈现，趋势曲线支持选取多个参数，通过关注参数的变化趋势来预判设备是否出现异常状况，从而作出针对性措施。

通过健康监测模块可以快速的看到分厂/车间/生产线上所有设备的运行状态，及时获取最新的设备动态，以便于出现异常情况时第一时间获取信息，快速做出决策。

通过健康监测-报警记录可以快速获取设备报警时间、报警消息以及报警是否已经结束或已经是否有响应措施。

通过该模块，设备管理人员可以通过历史数据页面对每台设备的历史运行状态进行查看，通过对关键参数的曲线分析，预测设备的健康状况，及时的给对应设备提出针对性维保计划，将设备故障以及不安全状态扼杀在萌芽状态。同时通过运行报表模块，可以得到监测的每台设备在对应时间内发生的故障报警次数、维修次数、利用率等，可以分析得到需要重点关注的设备有哪些，设备需要重点关注的故障原因有哪些等，从而在设备列表中给每台设备针对性的制订维护方案；同时还可以通过设备的运行时长和故障率来分析切换备用设备的周期，在设备故障发生之前提前切换备机，对设备进行维修保养。

维修人员可以通过每台设备的监测分析页面看到设备各监控参数的实时变化，而不用周期性的去现场巡检，提高了工作效率的同时，也可以做到对设备的无空档监护；同时实时数据的接入在一定程度上弥补了靠人为经验来判断设备异常的不确定性。

同时在平台对应的手机APP中，也可以对设备实时状况、设备报警消息、设备报修消息进行查看。

还包括有统计分析模块，管理层人员可从多个维度对设备、人员、流程进行统计分析，优化企业对设备、对人的管理。

自动评估设备健康状态后，异常状态可以自动报警，报警方法多样化设计，可以远程发送到管理的短信、邮箱中。并具有完善的报警管理功能，报警处理跟踪管理。

多功能报警策略

异常报警可直接发送到手机短信或微信上,故障报警的准确性极为关键：

按照监测值分类为：绝对值报警和相对值报警；

按照监测对象分类：设备级报警和部件级报警；

按照报警级别分类：正常、警告和危险；

按设定报警的方法分为绝对法、类比法、相对法和大数据法。报警功能交叉使用时报警达到真正准确的程度。

绝对值报警

根据设备振动整体结构、材质和运行工况，通过历史运行振动数据和同类设备运行振动数据，确定正常、警告和危险三级绝对值，根据振动值的大小显示绝对值正常、绝对值警告和绝对值危险。

相对值报警

针对于结构复杂，运行工况难以把握，不易确定绝对值的设备，可以根据设备运行的大致情况，设置相对值报警。即：某一时间点的振动值高于前一时间点的一定比例(常用百分比表示)时，系统报警。相对值报警也可根据设置比例的不同大小，进行分级报警：相对值正常、相对值警告和相对值危险。

设备级报警

又称总振动值报警，系统根据设备体的整体振动大小进行分级报警，又可以根据监测值的不同分为：设备整体相对值报警(正常、警告、危险)、设备整体绝对值报警(正常、警告、危险)。

发生设备故障时，及时提醒相应人员进行设备维修或更换，维修完成后将维修记录反馈到系统平台，形成维修追溯，详细记录维修信息。

尽可能减少非计划性的维护和紧急抢修，可以以降低维修成本和降低对生产的影响。

将维护计划的产生和控制变为自上而下的过程，根据历史维护和维修信息生成高层的维护计划(如年和季的维护计划)，然后再根据实际设备的使用情况，下达具体的维护计划，并对计划的执行情况进行跟踪控制。对非计划性的维修工作(如急修)可以先修再反馈。预防性维护，降低设备停机率，提高设备使用寿命。

通过点巡检、日常保养等方式，依据历史维护、维修信息和维修班组维保规程生产清单制预防性维护计划，然后根据实际设备使用情况，上报具体设备运行情况和参数，针对异常设备下达相应维修或保养计划，并对计划的执行情况进行跟踪控制及最终的审批验收。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.设备健康在线监测系统，其特征在于：包括依次连接的现场设备、数据采集模块、数据传输模块、数据中心以及监测模块；

2.如权利要求1所述的设备健康在线监测系统，其特征在于：所述的现场设备包括给水泵、除盐水泵以及真空泵。

3.如权利要求2所述的设备健康在线监测系统，其特征在于：所述的数据采集模块包括数据采集器和传感设备，所述的数据采集器与数据传输模块连接，所述的传感设备与括给水泵、除盐水泵以及真空泵连接。

4.如权利要求3所述的设备健康在线监测系统，其特征在于：所述的给水泵和除盐水泵配合的传感设备均包括流量传感器、温度传感器、压力变送器以及振动温度传感器；所述的真空泵配合的传感设备包括温度传感器和智能电表。

5.如权利要求4所述的设备健康在线监测系统，其特征在于：所述的数据采集器与所述的流量传感器、温度传感器、压力变送器、振动温度传感器以及智能电表通过信号线连接，与所述的数据传输模块无线连接。

6.如权利要求5所述的设备健康在线监测系统，其特征在于：所述的数据采集器设置有4G网络模块或5G网络模块，并配合有相应的SIM卡。

7.如权利要求1所述的设备健康在线监测系统，其特征在于：所述的监测模块连接有电脑终端。

8.如权利要求7所述的设备健康在线监测系统，其特征在于：所述的监测模块连接有手持终端。

9.如权利要求1所述的设备健康在线监测系统，其特征在于：所述的监测模块包括在线监测模块、预警模块和健康分析模块。

10.如权利要求1所述的设备健康在线监测系统，其特征在于：所述的监测模块还连接有设备维护模块。