T-SIOT 024-2021 旋轉設備健康度遠程運維平臺 功能與架構

35.240.50CCS

L67登記號：51310000501782151B T/SIOT

旋轉設備健康度遠程運維平臺

功能與架構

platform

of

rotating

-Function

上

海

市

物

聯(lián)

網(wǎng)

行

業(yè)

協(xié)

會 發(fā)

布T/SIOT

024-2021 前言

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II引言

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III1

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12 規(guī)范性引用文件

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13 術語和定義

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14 縮略語

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15 平臺架構

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26 感知層

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26.1

概述

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26.2

傳感數(shù)據(jù)

.......................................................................

36.3

交互數(shù)據(jù)

.......................................................................

36.4

工控數(shù)據(jù)

.......................................................................

37 網(wǎng)絡層

.............................................................................

37.1 概述

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37.2 網(wǎng)絡傳輸

.......................................................................

37.3 邊緣網(wǎng)關

.......................................................................

38 平臺層

.............................................................................

38.1 概述

...........................................................................

38.2 云計算

.........................................................................

38.3 物聯(lián)網(wǎng)平臺

.....................................................................

49 應用層

.............................................................................

49.1

概述

...........................................................................

49.2

設備應用

.......................................................................

49.3

健康應用

.......................................................................

49.4

數(shù)據(jù)應用

.......................................................................

59.5

移動應用

.......................................................................

59.6

集成應用

.......................................................................

69.7

用戶交互

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6參考文獻

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7T/SIOT

024-2021 本文件按照GB/T

—《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由上海市物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)協(xié)會提出并歸口。上海形拓科技有限公司。技有限公司、上海安偌電子科技有限公司、上海形拓科技有限公司。IIT/SIOT

024-2021 旋轉設備大量存在于工業(yè)領域，如泵、風機、壓縮機、離心機、齒輪箱、渦輪、輸送帶、是各行業(yè)的普遍性需求。APP度遠程運維平臺。從而大幅降低設備和生產(chǎn)事故發(fā)生的概率，保障設備和工業(yè)生產(chǎn)的長、穩(wěn)、優(yōu)運行。期的健康管理，降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化資源配置。IIIT/SIOT

024-2021

1 范圍系統(tǒng)設計、產(chǎn)品開發(fā)、安裝實施時的參考依據(jù)。2 規(guī)范性引用文件文件。GB/T

機械振動

在非旋轉部件上測量評價機器的振動GB/T

信息技術

云計算

概覽與詞匯GB/T

物聯(lián)網(wǎng)

術語3 術語和定義GB/T

、GB/T

33745-2017、GB/T

界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1旋轉設備

rotating

equipment具有旋轉部件且主要依靠旋轉動作完成特定功能的工業(yè)設備。3.2健康度

health

衡量設備健康程度的量化指標，通常以0

～

%百分比來表示。3.3遠程運維

and

maintenance通過現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)非本地的設備運維管理功能。4 縮略語下列縮略語適用于本文件。AI：人工智能（

Intelligence）API:

應用程序接口（

Interface）APP：手機應用軟件（

Application）DCS：分布式控制系統(tǒng)（

Control

）iOS：蘋果手機操作系統(tǒng)（Iphone

Operate

System）ISO：國際標準化組織（

Organization）IT：信息技術（InformationTechnology）MIS：管理信息系統(tǒng)（Management

Information

）T/SIOT

024-2021PC：個人計算機（

Computer）PLC：可編程邏輯控制器（Programmable

Logic

Controller）REST：表現(xiàn)層狀態(tài)轉化（Representational

State

Transfer）SCADA：監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（

And

Data

Acquisition）5 平臺架構旋轉設備健康度遠程運維平臺屬于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用范疇，宜采用物聯(lián)網(wǎng)標準的層次架構，如圖1所示，自下而上依次為感知層、網(wǎng)絡層、平臺層和應用層。定、安全的“數(shù)據(jù)傳輸”；平臺層即物聯(lián)網(wǎng)云計算平臺，是執(zhí)行各種運算處理的

應用層是針對旋轉設備健康管理場景的各種專業(yè)應用，為用戶提供“數(shù)據(jù)消費”服務。圖1 旋轉設備健康度遠程運維平臺架構6 感知層6.1 概述T/SIOT

024-2021感知層是采集信息的基礎層，負責獲取旋轉設備的健康參數(shù)。主要參數(shù)是三軸振動值、振動頻率、溫度、壓力、轉速、負載率、功率等，數(shù)據(jù)來源包括傳感數(shù)據(jù)、交互數(shù)據(jù)、工控數(shù)據(jù)等。6.2 傳感數(shù)據(jù)參數(shù)，需要的傳感器類型主要有振動傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等。6.3 交互數(shù)據(jù)用戶交互行為產(chǎn)生的相關數(shù)據(jù)，如手持式巡檢儀獲取的數(shù)據(jù)、用戶錄入的設備參數(shù)等信息。6.4 工控數(shù)據(jù)DCS、SCADA程、負載率、效率、電流、功率等數(shù)據(jù)。7 網(wǎng)絡層7.1 概述網(wǎng)絡層是進行信息交換和傳遞的數(shù)據(jù)通路，由各種私有網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)等組成，承載數(shù)據(jù)傳輸任務。7.2 網(wǎng)絡傳輸網(wǎng)絡傳輸包括無線傳輸和有線傳輸兩種方式，物聯(lián)網(wǎng)以無線傳輸為主要應用形式，包括短距傳輸、通信組網(wǎng)。7.3 邊緣網(wǎng)關的實體設備為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關（也稱邊緣網(wǎng)關），要求如下：a)

宜采用工業(yè)級嵌入式硬件設備，保證高可靠性；b)

宜采用

Linux

操作系統(tǒng)，保證不易被攻擊；c)

由邊緣網(wǎng)關統(tǒng)一負責采集感知層所有的數(shù)據(jù)，形成實時數(shù)據(jù)池，數(shù)據(jù)經(jīng)過一致性轉換處理后再向平臺層流轉。從而隔斷邊緣網(wǎng)關南北側的直接通信，等同感知層和平臺層之間存在一道網(wǎng)閘；d)

融合計算、網(wǎng)絡、存儲、安全等邊緣計算的核心能力，支持云邊協(xié)同的工作模式。8 平臺層8.1 概述IT平臺層既具有云計算的通用能力，也包含具有物聯(lián)網(wǎng)特性的服務。8.2 云計算T/SIOT

024-2021云計算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術基石，物聯(lián)網(wǎng)對云計算具有強烈的依賴性。云計算實現(xiàn)了計算、網(wǎng)絡、IT配等技術先進性。云計算的基礎支撐使得物聯(lián)網(wǎng)相對傳統(tǒng)系統(tǒng)有巨大的技術優(yōu)勢。8.3 物聯(lián)網(wǎng)平臺速開發(fā)與部署。包含如下主要功能模塊：a)

數(shù)字模型：旋轉設備的數(shù)字建模，定義了設備的數(shù)字化描述；b)

數(shù)據(jù)解析：方便快速的解析各種標準通信協(xié)議數(shù)據(jù)，并能兼容特殊非標協(xié)議；c)

規(guī)則引擎：對實時數(shù)據(jù)進行實時響應的工具。通過攝取旋轉設備的實時數(shù)據(jù)，按預設規(guī)則的邏輯對數(shù)據(jù)進行推理演算，并根據(jù)推理結果執(zhí)行自動操作或調用第三方接口履職，實現(xiàn)預設規(guī)則的目標結果；d)

時序數(shù)據(jù)：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)基本都是時序數(shù)據(jù)，具有高并發(fā)寫入吞吐、海量數(shù)據(jù)、多維查詢、低成本存儲等特性。宜采用針對性強的時序數(shù)據(jù)庫來處理，不宜使用傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫。9 應用層9.1 概述應用等內容。9.2 設備應用9.2.1 設備接入設備接入要求如下：a)

應具備一站式物聯(lián)網(wǎng)設備接入能力，包含設備創(chuàng)建、設備身份認證和接入安全策略等功能；b)

支持從設備物模型批量添加測點并綁定傳感器，數(shù)據(jù)通過標準通信協(xié)議進入物聯(lián)網(wǎng)平臺；c)

支持私有協(xié)議解析和數(shù)據(jù)預處理等操作。9.2.2 設備管理系管理等。9.2.3 設備監(jiān)測析等基本功能。9.3 健康應用9.3.1 健康預警提升運維水平。具體要求如下：T/SIOT

024-2021a)

宜采用傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)（基于決策樹和推理機）和機器學習建模（AI

人工智能）相結合的健康預警模式，不同算法相互印證，提高預警準確度；b)

支持

ISO

固定閾值預警、自適應閾值預警、趨勢預警、多變量殘差預警、啟停機預警等預警項目，有效覆蓋旋轉設備的各種異常監(jiān)測；c)

采用流數(shù)據(jù)計算技術實現(xiàn)異常監(jiān)測引擎，對監(jiān)測延遲控制在

5

秒內；d)

預警信息實時推送給用戶，預警記錄進行持久化存儲。9.3.2 健康診斷通過振動分析行業(yè)特定算法，全面精準的診斷出設備的健康度。主要功能如下：a)

實時捕捉并診斷出典型故障信息，包括但不限于：振動偏大、旋轉失速、轉子不平衡、軸彎曲/轉子不對中、動靜摩擦/潤滑不良、喘振、共振、底座松動、油膜振蕩等；b)

評估并生成健康度診斷報告，內容包括但不限于：測點布置圖、振動測點清單、振動測點頻譜圖、振動測點包絡譜圖、振動測點趨勢、狀態(tài)測點清單、狀態(tài)測點趨勢、頻譜分析診斷、振動狀態(tài)分級評估、劣化趨勢分析、健康度狀態(tài)分級評估等；c)

支持診斷和報警的聯(lián)動觸發(fā)，故障報警信息實時推送給用戶；d)

積累原始故障樣本庫，利用機器學習和大數(shù)據(jù)技術優(yōu)化診斷算法，實現(xiàn)更高效的診斷流程。9.3.3 健康檔案錄、巡檢記錄、耗材更換記錄等信息。9.4 數(shù)據(jù)應用9.4.1 數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理要求如下：a)

應具有完備的數(shù)據(jù)管理工具，能有效覆蓋數(shù)據(jù)預處理、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)同步復制、數(shù)據(jù)分類和標簽管理、數(shù)據(jù)血緣分析、數(shù)據(jù)質量控制等內容；b)

對多種類型的旋轉設備進行數(shù)據(jù)標準化，使整體具備良好的擴展能力和集成能力。9.4.2 建模分析利用大數(shù)據(jù)領域常用的建模分析工具進行數(shù)據(jù)建模和交互式分析，高效便捷的挖掘物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)價值，提升數(shù)據(jù)洞察能力。9.4.3 效能計算線和實際曲線的擬合度，從另一個數(shù)據(jù)視角發(fā)現(xiàn)設備健康問題。9.5 移動應用9.5.1 移動報警移動報警要求如下：a)

旋轉設備發(fā)生健康預警或被診斷出有故障時，應自動將健康預警、故障報警信息通過

應用即時推送給所有相關人員，將響應時間降到最低；T/SIOT

024-2021b)

應支持通過手機查看實時數(shù)據(jù)、歷史記錄、短期曲線等輕量級內容，隨時隨地掌控設備健康度的最新動態(tài)。9.5.