CN114095519A - 油库物联网设备状态监测及自动切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油库物联网设备状态监测及自动切换方法，它涉及监测预警技术领域。其步骤为：建立主用、备用设备对应关系模型，设置同步或异步运行规则，建立时间和故障风险关系模型，并设定该模型中的预警阀值和自动切换阀值，设备数据模块实时采集数据并存储到数据库中，将采集得到的参数传至时间和故障风险关系模型，判断当前设备的状态；若状态异常，查找出故障设备对应的备用设备，开启备用设备数据信息采集，并发出告警信息；若状态正常，展示详细决策信息并提供辅助决策计划与跟踪执行过程。本发明预防涉油安全事件的发生，减少重大事故风险，同时让决策者了解油库的安全情况，使得决策结果的科学性得以提升，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及的是监测预警技术领域，具体涉及油库物联网设备状态监测及自动切换方法。
背景技术
物联网(Internet of Things，IoT)是新一代的信息技术，是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
物联网技术加速了信息化进程，对油库业务和安全管理支撑力不断提升和信息化手段越来越多的同时，由于物联网设备大量投入，因故障而导致的监测停顿、数据破坏的情况，给油库安全造成了极大的安全隐患和经济损失，而新系统、新技术的应用，使系统故障率随之提高。为了解决上述问题，设计一种新型的油库物联网设备状态监测及自动切换方法尤为必要。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种油库物联网设备状态监测及自动切换方法，提高设备可利用率，预防涉油安全事件的发生，减少故障率，减少重大事故风险，让决策者了解油库的安全情况，使得决策结果的科学性得以提升，易于推广使用。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：油库物联网设备状态监测及自动切换方法，包括设备数据模块、状态分析模块、自动切换模块、辅助决策模块、告警模块，所述的设备数据模块包括的物联网设备有液位计、温度计、压力传感器、油气浓度传感器和软件运行环境的实时状态参数和运行参数，其具体步骤为：
(1)关键物联网设备的液位计、温度计、压力传感器、油气浓度传感器按照每个储油罐内同一设备分别A、B两点同时安装并接入采集网络，运行服务器做存储硬盘双冗余配置；
(2)建立主用、备用设备对应关系模型，设置同步或异步运行规则；
(3)根据设备及系统的安全参数，按照状态评价结果越差、设备风险等级越高的原则，建立时间和故障风险关系模型，并设定该模型中的预警阀值和自动切换阀值；
(4)设备数据模块实时采集系统当前时间、液位计运行参数、压力计运行参数、温度计运行参数、油气浓度传感器运行参数、服务器运行物理内存和服务器运行硬盘空间，并把数据实时存储到数据库中；
(5)将步骤(4)中采集得到的状态参数与运行参数传至步骤(3)中的时间和故障风险关系模型，得到历史变化曲线，与预设阈值的参数对比，判断当前设备的状态；
(6)若状态异常，设备运行参数触发自动切换阈值的场合，根据步骤(2)中的主用、备用设备对应关系模型，查找出故障设备对应的备用设备，根据自启制定的规则，开启备用设备数据信息采集，并发出告警信息；
(7)按照自定义告警级别发出告警信息，包括声光报警、广播告警、移动端通知告警；
(8)若状态正常，决策信息查询采用可视化图形界面展示详细决策信息并提供辅助决策计划与跟踪执行过程，并显示故障设备的同类型、同批次关联性缺陷、状态变化趋势、风险评估结果，用于生成各类分析趋势报表。
作为优选，所述的步骤(2)中同步运行规则为：A、B点设备分别采集数据，同步上传到状态分析模块和存储到数据库中；异步运行规则为：A点设备运行采集数据，B点设备待机，只有A点采集数据上传到状态分析模块和存储到数据库中。
作为优选，所述的步骤(3)中根据设备及系统的安全参数，按照重要性分配阈值范围和状态划分：正常状态、注意状态、告警状态、严重异常状态，并分别对后三种状态是否自动切换备用设备运行进行设置。
作为优选，所述的步骤(6)中设备运行参数触发自动切换阈值的场合，根据设定的主用、备用设备对应关系模型，查找出故障设备对应的备用设备，如果是同步运行规则的场合，规则库、历史数据、实时监视数据全部自动切换到备用设备采集数据；如果是异步运行规则的场合，根据通信地址，发出设备启动信号，判断设备启动成功后，将规则库、历史数据、实时监视数据全部切换到备用设备采集数据。
本发明的有益效果：本方法对油库中的关键自动化设备进行实时监测分析，诊断、通过规则、模型、算法、推理机制实现状态检修辅助并对关键故障设备进行备份自动切换运行，可以预防涉油安全事件的发生，减少重大事故风险，同时让决策者了解油库的安全情况，使得决策结果的科学性得以提升，应用前景广阔。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的系统结构模式和内部各模式传输关系图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：油库物联网设备状态监测及自动切换方法，包括设备数据模块、状态分析模块、自动切换模块、辅助决策模块、告警模块，所述的设备数据模块包括的物联网设备有液位计、温度计、压力传感器、油气浓度传感器和软件运行环境的实时状态参数和运行参数，其具体步骤为：
(1)关键物联网设备的液位计、温度计、压力传感器、油气浓度传感器按照每个储油罐内同一设备分别A、B两点同时安装并接入采集网络，进行相同采集参数和不同通信地址的设置，并将采集的数据信息通过光纤设备传送至状态分析模块，运行服务器做存储硬盘双冗余配置，运行服务器中除系统运行硬盘以外，数据存储磁盘做RAID1方式配置；
(2)建立主用、备用设备对应关系模型，设置同步或异步运行规则；同步运行规则为：A、B点设备分别采集数据，同步上传到状态分析模块和存储到数据库中；异步运行规则为：A点设备运行采集数据，B点设备待机，只有A点采集数据上传到状态分析模块和存储到数据库中；
(3)根据设备及系统的安全参数，按照状态评价结果越差、设备风险等级越高的原则，建立时间和故障风险关系模型，并设定该模型中的预警阀值和自动切换阀值；
(4)设备数据模块实时采集系统当前时间、液位计运行参数、压力计运行参数、温度计运行参数、油气浓度传感器运行参数、服务器运行物理内存和服务器运行硬盘空间，并把数据实时存储到数据库中；
(5)将步骤(4)中采集得到的状态参数与运行参数传至步骤(3)中的时间和故障风险关系模型，得到历史变化曲线，与预设阈值的参数对比，判断当前设备的状态；
(6)若状态异常，设备运行参数触发自动切换阈值的场合，根据步骤(2)中的主用、备用设备对应关系模型，查找出故障设备对应的备用设备，根据自启制定的规则，开启备用设备数据信息采集，并发出告警信息；
(7)按照自定义告警级别发出告警信息，包括声光报警、广播告警、移动端通知告警；
(8)若状态正常，决策信息查询采用可视化图形界面展示详细决策信息并提供辅助决策计划与跟踪执行过程，并显示故障设备的同类型、同批次关联性缺陷、状态变化趋势、风险评估结果，用于生成各类分析趋势报表。如监测分析图：劣化趋势纵向比较，监测量(纵)与时间(横)二维坐标图，显示监测量随时间变化趋势；风险评估报告：系统自动生成，包括当前状态、每项状态得分、主要扣分项和总结评价结果与处理意见；辅助决策表：列出所有问题设备的编号、名称、位置、严重程度和同批次相同设备列表与运行时间的评价结果，管理人员对评价结果逐条进行决策处置，包括维修、更换等进度跟踪。
值得注意的是，所述的步骤(3)中根据设备及系统的安全参数，按照重要性分配阈值范围和状态划分：正常状态、注意状态、告警状态、严重异常状态，并分别对后三种状态是否自动切换备用设备运行进行设置。
所述的步骤(5)采集得到的状态参数与运行参数进行时间和故障风险关系模型分析，得到历史变化曲线，并建立故障征兆及变化规律与故障原因的故障集，从中找出故障与发生原因的对应关系，通过对故障特征提取，采用逆向分析法，找出每种故障有哪几种原因，丰富规则库。
此外，所述的步骤(6)中设备运行参数触发自动切换阈值的场合，根据设定的主用、备用设备对应关系模型，查找出故障设备对应的备用设备，如果是同步运行规则的场合，规则库、历史数据、实时监视数据全部自动切换到备用设备采集数据；如果是异步运行规则的场合，根据通信地址，发出设备启动信号，判断设备启动成功后，将规则库、历史数据、实时监视数据全部切换到备用设备采集数据。
本具体实施方式综合考虑油库关键设备运行状态、异常机制处理模式等情景要素，并充分考虑设备情景的当前状态与未来的状态演化，通过油库物联网设备状态监测及自动切换方法的诊断，将自动监测与人工判断管理的手段相结合，识别故障的早期征兆，减少故障率，实现状态检修、故障预判预处理和监测数据无中断处理机制，其技术优势在于：
(1)基于物联网环境下，对油库中的关键自动化设备进行实时监测分析，诊断、通过规则、模型、算法、推理机制实现状态检修辅助并对关键故障设备进行备份自动切换运行，可以预防涉油安全事件的发生，减少重大事故风险，同时让决策者了解油库的安全情况，使得决策结果的科学性得以提升。
(2)以当前的健康状况为依据，通过对如传输延迟率、采集错误率、空间利用率、内存使用率等表现健康状况的参数进行实时监测、与历史数据进行对比，找出变化趋势与变化规律，结合系统运行维护要求和系统对历史数据的判断结果，识别故障早期征兆，评估故障部位、故障程度和劣化趋势，使系统处于稳定最优状态，为油库的安全运行提供强有力的保障，具有广阔的市场应用前景。
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。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.油库物联网设备状态监测及自动切换方法，其特征在于，包括设备数据模块、状态分析模块、自动切换模块、辅助决策模块、告警模块，所述的设备数据模块包括的物联网设备有液位计、温度计、压力传感器、油气浓度传感器和软件运行环境的实时状态参数和运行参数，其具体步骤为：
(1)关键物联网设备的液位计、温度计、压力传感器、油气浓度传感器按照每个储油罐内同一设备分别A、B两点同时安装并接入采集网络，运行服务器做存储硬盘双冗余配置；
(2)建立主用、备用设备对应关系模型，设置同步或异步运行规则；
(3)根据设备及系统的安全参数，按照状态评价结果越差、设备风险等级越高的原则，建立时间和故障风险关系模型，并设定该模型中的预警阀值和自动切换阀值；
(4)设备数据模块实时采集系统当前时间、液位计运行参数、压力计运行参数、温度计运行参数、油气浓度传感器运行参数、服务器运行物理内存和服务器运行硬盘空间，并把数据实时存储到数据库中；
(5)将步骤(4)中采集得到的状态参数与运行参数传至步骤(3)中的时间和故障风险关系模型，得到历史变化曲线，与预设阈值的参数对比，判断当前设备的状态；
(6)若状态异常，设备运行参数触发自动切换阈值的场合，根据步骤(2)中的主用、备用设备对应关系模型，查找出故障设备对应的备用设备，根据自启制定的规则，开启备用设备数据信息采集，并发出告警信息；
(7)按照自定义告警级别发出告警信息，包括声光报警、广播告警、移动端通知告警；
(8)若状态正常，决策信息查询采用可视化图形界面展示详细决策信息并提供辅助决策计划与跟踪执行过程，并显示故障设备的同类型、同批次关联性缺陷、状态变化趋势、风险评估结果，用于生成各类分析趋势报表。
2.根据权利要求1所述的油库物联网设备状态监测及自动切换方法，其特征在于，所述的步骤(2)中同步运行规则为：A、B点设备分别采集数据，同步上传到状态分析模块和存储到数据库中。
3.根据权利要求1所述的油库物联网设备状态监测及自动切换方法，其特征在于，所述的步骤(2)中异步运行规则为：A点设备运行采集数据，B点设备待机，只有A点采集数据上传到状态分析模块和存储到数据库中。
4.根据权利要求1所述的油库物联网设备状态监测及自动切换方法，其特征在于，所述的步骤(3)中根据设备及系统的安全参数，按照重要性分配阈值范围和状态划分：正常状态、注意状态、告警状态、严重异常状态，并分别对后三种状态是否自动切换备用设备运行进行设置。
5.根据权利要求1所述的油库物联网设备状态监测及自动切换方法，其特征在于，所述的步骤(6)中设备运行参数触发自动切换阈值的场合，根据设定的主用、备用设备对应关系模型，查找出故障设备对应的备用设备，如果是同步运行规则的场合，规则库、历史数据、实时监视数据全部自动切换到备用设备采集数据；如果是异步运行规则的场合，根据通信地址，发出设备启动信号，判断设备启动成功后，将规则库、历史数据、实时监视数据全部切换到备用设备采集数据。
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| WO2024065988A1 (zh) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 | 设备监测方法和系统、电子设备、存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114095519B (zh) | 2023-10-24 |
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