RU2817311C1 - Устройство для диагностики роторных систем - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для диагностирования состояния технических узлов, агрегатов машин и оборудования. В устройство для диагностики роторных систем, содержащее связанные с ними датчики, через каналы связи, подключенные к блоку обработки, обучения и принятия решения, который обеспечен предварительно обученной искусственной нейронной сетью, представленной в виде специального программного обеспечения, и блок прогноза состояния и отображения информации, содержит наборы диагностических узлов, каждый из которых представляет собой один мастер-модуль, к которому подключены посредством проводной или беспроводной связи не менее одного диагностического модуля, к которым подключены посредством проводной связи наборы датчиков, мастер-модули связаны с глобальной сетью Интернет через соединение маршрутизатора с точкой доступа WLAN, обеспечивающей беспроводную сеть, маршрутизатор через глобальную сеть Интернет связан с удаленным сервером, который снабжен для обработки данных, полученных с диагностических узлов, виртуальным компьютером, связанным с базой данных прямой и обратной связью, включающим в себя блок обработки, обучения и принятия решения, и связанный с ним прямой и обратной связью блок получения и визуализации данных для обработки с помощью блока специального программного обеспечения, удаленный сервер связан посредством беспроводной или проводной связи и через глобальную сеть Интернет с блоком прогноза состояния и отображения информации, а через него - с эксплуатантом, при этом диагностические модули и мастер-модули снабжены микроконтроллерами с установленным программным обеспечением для получения и обработки информации, поступающей соответственно с датчиков и диагностических модулей. Технический результат - возможность дистанционного контроля состояния роторной системы как в режиме реального времени, так и в режиме обращения к архивным данным за счет использования современных технологий передачи данных, сети Интернет и облачных хранилищ. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для диагностирования состояния технического узлов, агрегатов машин и оборудования.

Известно устройство для диагностики роторной системы, которая имеет одинаковый набор датчиков, например, датчики перемещения, датчики вибрации, датчики температуры, датчики давления, акустические датчики и их одинаковые каналы связи (аналоговые или цифровые) с блоком обработки, обучения и принятия решения, например, микрокомпьютер, микроконтроллер, в котором имеется искусственная нейронная сеть, представленная в виде программного кода, при этом блоком обработки, обучения и принятия решения связан с блоком прогноза состояния и отображения информации, например, дисплеем, монитором (Патент RU №2753151, МПК G01M 7/02, опубликовано 2021).

Недостатком данного устройство для диагностики роторной системы является отсутствие возможности дистанционного контроля состояния роторной системы как в режиме реального времени, так и в режиме обращения к архивным данным.

Техническая задача заключается в увеличении информативности для эксплуатанта о состоянии роторной системы в процессе ее работы в режиме реального времени с помощью дистанционного подключения к системе диагностики и базе хранения данных.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для диагностики роторных систем, содержит связанные с ними датчики, через каналы связи подключенные к блоку обработки, обучения и принятия решения, который обеспечен предварительно обученной искусственной нейронная сетью, представленной в виде специального программного обеспечения, и блок прогноза состояния и отображения информации, наборы диагностических узлов, каждый из которых представляет собой один мастер-модуль, к которому подключены посредством проводной или беспроводной связи не менее одного диагностического модуля, к которым подключены посредством проводной связи наборы датчиков, мастер-модули связаны с глобальной сетью Интернет через соединение маршрутизатора с точкой доступа WLAN, обеспечивающей беспроводную сеть, маршрутизатор через глобальную сеть Интернет связан с удаленным сервером, который снабжен для обработки данных, полученных с диагностических узлов, виртуальным компьютером, связанным с базой данных прямой и обратной связью, удаленный сервер связан посредством беспроводной или проводной связи и через глобальную сеть Интернет с блоком прогноза состояния и отображения информации, а через него с эксплуатантом, при этом диагностические модули и мастер-модули снабжены микроконтроллерами с установленным программным обеспечением для получения и обработки информации, поступающей соответственно с датчиков и диагностических модулей.

Технический результат заключается в возможности дистанционного контроля состояния роторной системы как в режиме реального времени, так и в режиме обращения к архивным данным за счет использования современных технологий передачи данных, сети Интернет и облачных хранилищ.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства для диагностики роторных систем.

Устройство для диагностики роторных систем состоит из наборов диагностических узлов 1, каждый из которых представляет собой один мастер-модуль 2, к которому подключены как посредством проводной связи 3, так и посредством протокола беспроводной связи 4 несколько (не менее одного) диагностических модулей 5, к которым подключены посредством проводной связи 6 наборы датчиков 7, например, датчик температуры, датчик вибрации, датчик давления, датчики износа и т.д. Мастер-модули 2 связаны с глобальной сетью 8 Интернет через соединение 9 маршрутизатора 10 с точкой доступа WLAN, обеспечивающей беспроводную сеть 11. К одному маршрутизатору 10 может быть подключено таким образом несколько (не менее одного) наборов диагностических узлов 1 (в зависимости от спецификации устройства, обычно до 250 наборов узлов). Наборы диагностических узлов 1 при этом могут иметь различное пространственное и географическое расположение. Маршрутизатор 10 через глобальную сеть 8 Интернет связан с удаленным сервером 12. Удаленный сервер 12 имеет виртуальный компьютер 13 для обработки данных, полученных с диагностических узлов 1, и базу 14 данных, где хранятся данные, полученные с диагностических узлов 1.

Виртуальный компьютер 13включает в себя блок 15 обработки, обучения и принятия решения, где полученные данные, обрабатываются с помощью блока 16 программного обеспечения, основанного на предварительно обученной нейронной сети, и блок 17 получения и визуализации данных, где полученные данные обрабатываются с помощью блока 18 специального программного обеспечения.

Блок 15 обработки, обучения и принятия решения и блок 17 получения и визуализации данных связаны между собой прямой и обратной связью. Виртуальный компьютер 13 связан с базой 14 данных прямой и обратной связью.

Эксплуатант 19 связан с удаленным сервером 12 через последовательное соединение блока 20 прогноза состояния и отображения информации, например, смартфона беспроводной 21 или проводной 22 связью и через глобальную сеть 8 Интернет.

Диагностический модуль 5 имеет микроконтроллер 23 с установленным программным обеспечением, которое позволяет получать и обрабатывать информацию, поступающую с набора датчиков 7. Мастер-модуль 2 имеет микроконтроллер 24 с установленным программным обеспечением, которое позволяет получать и обрабатывать информацию, поступающую с диагностических модулей 5. Наборов диагностических узлов 1 может быть множество и при этом они могут находиться на удалении друг от друга, например, в помещении А и в помещении Б, при этом каждый из датчиков 7 подсоединен к реальной роторной системе 25, 26, 27, 28 для помещения А и к реальной роторной системе 29, 30, 31, 32 для помещения Б.

Устройства для диагностики роторных систем работает следующим образом.

Информация о техническом состояния реальных роторной систем 25, 26, 27, 28 в помещении А и в реальных роторных системах 29, 30, 31, 32 в помещении Б в виде сигнала (цифрового или аналогового), поступает с диагностических узлов 1, состоящих из набора датчиков 7 (датчик температуры, датчик вибрации, датчик давления, датчики износа и т.д.), которые подключены по проводной связи 6 к диагностическим модулям 5, которые, в свою очередь, соединены посредством проводной связи 3 или посредством протокола беспроводной связи 4 с мастер-модулем 2, поступает на удаленный сервер 12 в 8 Интернет через соединение 9 маршрутизатора 10 с точкой доступа WLAN через беспроводную сеть 11. При этом обработка информации, поступающей с набора датчиков 7 на этапах ее передачи до маршрутизатора 10 осуществляется с помощью диагностического модуля 5, имеющего микроконтроллер 23 с установленным программным обеспечением, и мастер-модуля 2, имеющего микроконтроллер 24 с установленным программным обеспечением.

Затем информация о техническом состояния реальных роторных систем 25, 26, 27, 28 в помещении А и в реальных роторных системах 29, 30, 31, 32 в помещении Б поступает в виртуальный компьютер 13 для обработки данных, полученных с диагностических узлов 1, и в базу 14 данных, где хранятся данные, полученные с диагностических узлов 1. Информация о состоянии реальных роторных систем 25, 26, 27, 28 в помещении А и в реальных роторных системах 29, 30, 31, 32 в помещении Б обрабатывается с помощью блока 15 обработки, обучения и принятия решения, где полученные данные обрабатываются с помощью блока 16 программного обеспечения, основанного на предварительно обученной нейронной сети, и блока 17 получения и визуализации данных, где полученные данные обрабатываются с помощью блока 18 специального программного обеспечения.

Попадая в виртуальный компьютер 13, информация о техническом состояния реальной роторной системы обрабатывается блоком 15 обработки, обучения и принятия решения с помощью блока 16 программного обеспечения, основанного на предварительно обученной нейронной сети и выводится на блок 17 получения и визуализации данных, где полученные данные обрабатываются с помощью блока 18 специального программного обеспечения. После этого информация о техническом состоянии реальной роторной системы передается в базу 14 данных.

Эксплуатант 19 может в любой момент времени связаться с удаленным сервером 12, в состав которого входит база 14 данных, через последовательное соединение блока 20 прогноза состояния и отображения информации, например, смартфона, беспроводной 21 или проводной сети 22, глобальной сети 8 Интернет и получить информацию о техническом состоянии реальных роторных систем 25, 26, 27, 28 в помещении А и в реальных роторных системах 29, 30, 31, 32 в помещении Б.

Claims (1)

1. Устройство для диагностики роторных систем, содержащее связанные с ними датчики, через каналы связи подключенные к блоку обработки, обучения и принятия решения, который обеспечен предварительно обученной искусственной нейронной сетью, представленной в виде специального программного обеспечения, и блок прогноза состояния и отображения информации, отличающееся тем, что оно содержит наборы диагностических узлов, каждый из которых представляет собой один мастер-модуль, к которому подключены посредством проводной или беспроводной связи не менее одного диагностического модуля, к которым подключены посредством проводной связи наборы датчиков, мастер-модули связаны с глобальной сетью Интернет через соединение маршрутизатора с точкой доступа WLAN, обеспечивающей беспроводную сеть, маршрутизатор через глобальную сеть Интернет связан с удаленным сервером, который снабжен для обработки данных, полученных с диагностических узлов, виртуальным компьютером, связанным с базой данных прямой и обратной связью, включающим в себя блок обработки, обучения и принятия решения, и связанный с ним прямой и обратной связью блок получения и визуализации данных для обработки с помощью блока специального программного обеспечения, удаленный сервер связан посредством беспроводной или проводной связи и через глобальную сеть Интернет с блоком прогноза состояния и отображения информации, а через него - с эксплуатантом, при этом диагностические модули и мастер-модули снабжены микроконтроллерами с установленным программным обеспечением для получения и обработки информации, поступающей соответственно с датчиков и диагностических модулей.

Images