CN107730017B - 智能冶金设备运行诊断*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能冶金设备运行诊断***，包括设备检测诊断平台、设备工艺流程仿真模块、运行监控模块、故障诊断模块、三维检修培训模块、人机交互界面模块和远端智能终端。本发明具有提高工作效率、实现对检修人员进行培训考核和智能作业等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种诊断***，具体地，涉及一种智能冶金设备运行诊断***。
背景技术
设备状态监测诊断技术在历经了检测仪表的监测诊断、检测仪表配备软硬件分析的监测诊断、计算机辅助的监测诊断之后，正朝着网络化、智能化、自动化的在线监测诊断发展。互联网+智能化设备监测诊断***在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和设备监控技术，加强设备检测和管理信息服务，为用户提供设备状态分析、告警预测等功能，为企业实现网络化、智能化、自动化设备状态监测诊断提供了保障，但是现有技术中没有高度智能设备检测诊断***。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高度智能设备检测诊断***，其是通过三维建模、虚拟仿真、大数据分析、人工智能和互联网技术实现高度智能的设备监测诊断平台。
根据本发明的一个方面，提供一种高度智能设备检测诊断***，其特征在于，包括设备检测诊断平台、设备工艺流程仿真模块、运行监控模块、故障诊断模块、三维检修培训模块、人机交互界面模块和远端智能终端，其中：
设备检测诊断平台与设备工艺流程仿真模块、运行监控模块、故障诊断模块、三维检修培训模块、人机交互界面显示屏相连；通过该平台实现各模块之间及功能模块与显示控制设备之间的数据交互及操作控制；
设备工艺流程仿真模块用于实现一个全方位的三维智能化工厂，为用户提供逼真真实的三维环境，设备工艺流程仿真模块包括三维显示模块、三维漫游模块和巡检模块，三维显示模块首先建立三维仿真的虚拟厂区，三维虚拟厂区以厂区二维图纸、三维模型为基础，通过对主要设备三维建模形成高精度等比例的三维模型，这些三维场景与实际厂区布置、设备高度吻合，然后通过计算机图形学技术将这些三维场景与设备进行渲染从而进行三维显示，该三维渲染内容通过人机交互界面模块输出到远程智能终端上；三维漫游模块通过自由导航实现在厂区内的自主三维漫游，手动导航模拟在厂区漫游过程，从不同视角看到厂区设备各处细节，通过远程智能终端选择浏览器界面内的树状菜单选择任意设备，***定位到该设备位置，实现对该设备任意角度的浏览、查询设备对应的视频监控及设备各项检测数据；巡检模块通过远程智能终端规划设计巡检路线，依次调取设备检测数据和对应的视频监控画面进行智能巡检；
运行监控模块获取运行状态数据，将数据通过设备检测诊断平台发送给故障诊断模块和设备工艺流程仿真模块，用于故障判断及监控数据实时显示，运行监控模块包括视频监控模块、温度采集模块、压力采集模块、振动采集模块，视频监控模块，实现监控厂区无死角全覆盖，并将数据发送给设备检测诊断平台；视频监控模块包括图像采集、巡航监测模块和人员物流设备凝视监测模块，图像采集模块，当有设备故障发生时，获取相应设备及周边环境的图像数据，并发送给设备检测诊断平台；厂区的球型监控摄像机预先设置一条巡航路线，然后巡航监测模块通过调用预置位使球机一直沿设置的路线转动，实时监控某范围内多个位置的设备或者周边环境，并将视频流发送给设备检测诊断平台；人员物流设备凝视监测模块，用于人员或者物流设备的跟踪视频监控，并将视频流发送给设备检测诊断平台；温度采集模块通过温度传感器，采集实时温度数据并发送给设备检测诊断平台；压力采集模块通过压力传感器，采集实时设备压力数据并发送给设备检测诊断平台；振动采集模块通过振动传感器，采集实时设备振动频率及强度数据并发送给设备检测诊断平台；
故障诊断模块为重要旋转机械设备建立一套严密的设备健康监控体系，读取运行监控模块的实时检测数据及大数据分析，由专家诊断***实现设备状况诊断，并将诊断结果发送给设备检测诊断平台；故障诊断模块包括大数据分析模块和专家诊断***，大数据分析模块以大量的实时数据采集为基础，包含了各设备厂家的设计数据、安装资料、现场长期的运行参数及检修点检数据，进行大数据分析，将其分析结果发送给专家诊断***，以支持决策；专家诊断***运用神经网络和遗传算法等数学手段建模、大数据分析、人工智能和专家***对轴承异常振动现象进行预警和智能诊断，自动判断是由于运行人员的误操作造成的异常还是设备长期积累产生的故障并得出结论；故障诊断模块不仅能进行自动预警、智能故障诊断提醒运行人员处理异常，还具备自学***台；
三维检修培训模块读取设备工艺流程仿真模块的仿真数据，将其用于检修培训；提高检修人员对设备的了解，***借助虚拟工厂对运行和检修人员进行可视化培训，提高相关人员对现场设备和工作原理的学习，三维检修培训模块包括人员管理模块、仿真培训模块和培训考核模块，人员管理模块记录人员登记信息，培训时间、内容及考核结果，接收仿真培训模块和培训考核模块的结果数据；仿真培训模块基于设备工艺流程仿真模块的仿真数据，实现对设备逐一进行解体、复装，模拟真实的设备大修过程，并将培训时间及内容记录到人员管理模块中；对设备进行拆装模拟不仅能够加深对设备结构和原理的了解，并且能够熟知和掌握检修的拆装顺序、工器具的准备；培训考核模块基于设备工艺流程仿真模块的仿真数据，对检修人员进行培训考核，***自动打分评判，并记录到人员管理模块中；
人机交互界面模块通过设备检测诊断平台实现人员与***的交互，是高度智能设备检测诊断***与操作人员交互的工具，一方面通过该工具输入操作人员的操作指令，另一方面通过该界面输出诊断***的实时监测数据及三维渲染数据，及视频图像数据；人机交互界面模块通过互联网与至少一个远端智能终端同步，保持数据实时更新；
远程智能终端通过人机交互界面模块操作设备检测诊断平台；用户通过远端智能终端的浏览器方便地访问智能化监测诊断服务，了解设备运营、故障、诊断、监测情况，查看分析数据、表格、报告等，实时和设备专家沟通咨询。
优选地，所述远端智能终端为电脑或智能手机。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明具有提高工作效率、实现对检修人员进行培训考核和智能作业等特点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明高度智能设备检测诊断***的原理框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明高度智能设备检测诊断***包括设备检测诊断平台1、设备工艺流程仿真模块2、运行监控模块3、故障诊断模块4、三维检修培训模块5、人机交互界面模块6和远端智能终端7，其中：
设备检测诊断平台1与设备工艺流程仿真模块2、运行监控模块3、故障诊断模块4、三维检修培训模块5、人机交互界面显示屏6相连；通过该平台实现各模块之间及功能模块与显示控制设备之间的数据交互及操作控制；
设备工艺流程仿真模块2用于实现一个全方位的三维智能化工厂，为用户提供逼真真实的三维环境，设备工艺流程仿真模块2包括三维显示模块8、三维漫游模块9和巡检模块10，三维显示模块8首先建立三维仿真的虚拟厂区，三维虚拟厂区以厂区二维图纸、三维模型为基础，通过对主要设备三维建模形成高精度等比例的三维模型，这些三维场景与实际厂区布置、设备高度吻合，然后通过计算机图形学技术将这些三维场景与设备进行渲染从而进行三维显示，该三维渲染内容通过人机交互界面模块6输出到远程智能终端7上。三维漫游模块9通过自由导航实现在厂区内的自主三维漫游，手动导航模拟在厂区漫游过程，可以从不同视角看到厂区设备各处细节，也可以通过远程智能终端7选择浏览器界面内的树状菜单选择任意设备，***定位到该设备位置，实现对该设备任意角度的浏览、查询设备对应的视频监控及设备各项检测数据。巡检模块10可以通过远程智能终端7规划设计巡检路线，依次调取设备检测数据和对应的视频监控画面进行智能巡检。
运行监控模块3获取运行状态数据，将数据通过设备检测诊断平台1发送给故障诊断模块4和设备工艺流程仿真模块2，用于故障判断及监控数据实时显示，运行监控模块3包括视频监控模块11、温度采集模块12、压力采集模块13、振动采集模块14，视频监控模块11，实现监控厂区无死角全覆盖，并将数据发送给设备检测诊断平台1；视频监控模块11包括图像采集20、巡航监测模块21和人员物流设备凝视监测模块22，图像采集模块20，当有设备故障发生时，获取相应设备及周边环境的图像数据，并发送给设备检测诊断平台1。厂区的球型监控摄像机预先设置一条巡航路线，然后巡航监测模块21通过调用预置位使球机一直沿设置的路线转动，实时监控某范围内多个位置的设备或者周边环境，并将视频流发送给设备检测诊断平台1。人员物流设备凝视监测模块22，用于人员或者物流设备的跟踪视频监控，并将视频流发送给设备检测诊断平台1。温度采集模块12通过温度传感器，采集实时温度数据并发送给设备检测诊断平台1。压力采集模块13通过压力传感器，采集实时设备压力数据并发送给设备检测诊断平台1。振动采集模块14通过振动传感器，采集实时设备振动频率及强度数据并发送给设备检测诊断平台1。
故障诊断模块4为重要旋转机械设备建立一套严密的设备健康监控体系，读取运行监控模块3的实时检测数据及大数据分析，由专家诊断***实现设备状况诊断，并将诊断结果发送给设备检测诊断平台1；故障诊断模块4包括大数据分析模块15和专家诊断***16，大数据分析模块15以大量的实时数据采集为基础，包含了各设备厂家的设计数据、安装资料、现场长期的运行参数及检修点检数据，进行大数据分析，将其分析结果发送给专家诊断***16，以支持决策。专家诊断***16运用神经网络和遗传算法等数学手段建模、大数据分析、人工智能和专家***对轴承异常振动现象进行预警和智能诊断，自动判断是由于运行人员的误操作造成的异常还是设备长期积累产生的故障并得出结论；故障诊断模块不仅能进行自动预警、智能故障诊断提醒运行人员处理异常，还具备自学***台1；
三维检修培训模块5，读取设备工艺流程仿真模块2的仿真数据，将其用于检修培训。可以提高检修人员对设备的了解，***借助虚拟工厂对运行和检修人员进行可视化培训，提高相关人员对现场设备和工作原理的学习，三维检修培训模块5包括人员管理模块17、仿真培训模块18和培训考核模块19，人员管理模块17记录人员登记信息，培训时间、内容及考核结果，接收仿真培训模块18和培训考核模块19的结果数据；仿真培训模块18基于设备工艺流程仿真模块2的仿真数据，可以实现对设备逐一进行解体、复装，模拟真实的设备大修过程，并将培训时间及内容记录到人员管理模块17中。对设备进行拆装模拟不仅能够加深对设备结构和原理的了解，并且能够熟知和掌握检修的拆装顺序，工器具的准备等，是专门为检修人员定制打造的三维可视化作业指导，过程直观生动，提高了工作效率；培训考核模块19基于设备工艺流程仿真模块2的仿真数据，可以对检修人员进行培训考核，***自动打分评判，并记录到人员管理模块17中；
人机交互界面模块6，通过设备检测诊断平台1实现人员与***的交互，是高度智能设备检测诊断***与操作人员交互的工具，一方面通过该工具输入操作人员的操作指令，另一方面通过该界面输出诊断***的实时监测数据及三维渲染数据，及视频图像数据；人机交互界面模块6可以通过互联网与至少一个远端智能终端7同步，保持数据实时更新；
远端智能终端7，为电脑或智能手机，使用范围广；远程智能终端7通过人机交互界面模块6操作设备检测诊断平台1；用户通过远端智能终端的浏览器可以方便地访问智能化监测诊断服务，了解设备运营、故障、诊断、监测等情况，查看分析数据、表格、报告等，实时和设备专家沟通咨询。
针对二维视频监控画面，通过图像处理、模式识别等算法实现智能化监控。针对三维平台的设备检测数据，实现基于大数据分析、人工智能和专家***的故障诊断模块。该故障诊断模块为重要旋转机械设备建立一套严密的设备健康监控体系，以大量的实时数据采集为基础，包含了各设备厂家的设计数据、安装资料、现场长期的运行参数及检修点检数据，运用数学建模、大数据分析、人工智能和专家***对轴承异常振动等现象进行预警和智能诊断，自动判断是由于运行人员的误操作造成的异常还是设备长期积累产生的故障并得出结论。故障诊断模块不仅能进行自动预警、智能故障诊断提醒运行人员处理异常，还具备自动学习能力，对于已经处理的故障，***还会自动学习，进一步丰富专家库的内容，更好的保障设备的安全稳定运行，远方的专家也可以借助故障诊断***进行故障诊断和分析。
为了提高检修人员对设备的了解，***借助虚拟工厂对运行和检修人员进行可视化培训，提高相关人员对现场设备和工作原理的学***，可以从外形和内部结构进行高精准的三维建模，实现对设备逐一进行解体、复装，模拟真实的设备大修过程。对设备进行拆装模拟不仅能够加深对设备结构和原理的了解，并且能够熟知和掌握检修的拆装顺序，工器具的准备等，是专门为检修人员定制打造的三维可视化作业指导，过程直观生动，提高工作效率，利用该功能还可以对检修人员进行培训考核，***自动打分评判。
本发明基于“互联网+”的智能化设备监测诊断***包含基于大数据分析和专家***的三维可视化故障诊断***、设备三维数字化档案，以及三维可视化智能培训***等，***把虚拟现实、大数据等运用到工业领域，方便监控现场、事故预报与诊断，实现数字化到智能化的跨越。本发明具有提高工作效率、实现对检修人员进行培训考核和智能作业等特点。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (2)
1.一种高度智能设备检测诊断***，其特征在于，包括设备检测诊断平台、设备工艺流程仿真模块、运行监控模块、故障诊断模块、三维检修培训模块、人机交互界面模块和远端智能终端，其中：
设备检测诊断平台与设备工艺流程仿真模块、运行监控模块、故障诊断模块、三维检修培训模块、人机交互界面显示屏相连；通过该平台实现各模块之间及功能模块与显示控制设备之间的数据交互及操作控制；
设备工艺流程仿真模块用于实现一个全方位的三维智能化工厂，为用户提供逼真真实的三维环境，设备工艺流程仿真模块包括三维显示模块、三维漫游模块和巡检模块，三维显示模块首先建立三维仿真的虚拟厂区，三维虚拟厂区以厂区二维图纸、三维模型为基础，通过对主要设备三维建模形成高精度等比例的三维模型，这些三维场景与实际厂区布置、设备高度吻合，然后通过计算机图形学技术将这些三维场景与设备进行渲染从而进行三维显示，三维渲染内容通过人机交互界面模块输出到远程智能终端上；三维漫游模块通过自由导航实现在厂区内的自主三维漫游，手动导航模拟在厂区漫游过程，从不同视角看到厂区设备各处细节，通过远程智能终端选择浏览器界面内的树状菜单选择任意设备，***定位到该设备位置，实现对该设备任意角度的浏览、查询设备对应的视频监控及设备各项检测数据；巡检模块通过远程智能终端规划设计巡检路线，依次调取设备检测数据和对应的视频监控画面进行智能巡检；
运行监控模块获取运行状态数据，将数据通过设备检测诊断平台发送给故障诊断模块和设备工艺流程仿真模块，用于故障判断及监控数据实时显示，运行监控模块包括视频监控模块、温度采集模块、压力采集模块、振动采集模块，视频监控模块，实现监控厂区无死角全覆盖，并将数据发送给设备检测诊断平台；视频监控模块包括图像采集、巡航监测模块和人员物流设备凝视监测模块，图像采集模块，当有设备故障发生时，获取相应设备及周边环境的图像数据，并发送给设备检测诊断平台；厂区的球型监控摄像机预先设置一条巡航路线，然后巡航监测模块通过调用预置位使球机一直沿设置的路线转动，实时监控某范围内多个位置的设备或者周边环境，并将视频流发送给设备检测诊断平台；人员物流设备凝视监测模块，用于人员或者物流设备的跟踪视频监控，并将视频流发送给设备检测诊断平台；温度采集模块通过温度传感器，采集实时温度数据并发送给设备检测诊断平台；压力采集模块通过压力传感器，采集实时设备压力数据并发送给设备检测诊断平台；振动采集模块通过振动传感器，采集实时设备振动频率及强度数据并发送给设备检测诊断平台；
故障诊断模块为重要旋转机械设备建立一套严密的设备健康监控体系，读取运行监控模块的实时检测数据及大数据分析，由专家诊断***实现设备状况诊断，并将诊断结果发送给设备检测诊断平台；故障诊断模块包括大数据分析模块和专家诊断***，大数据分析模块以大量的实时数据采集为基础，包含了各设备厂家的设计数据、安装资料、现场长期的运行参数及检修点检数据，进行大数据分析，将其分析结果发送给专家诊断***，以支持决策；专家诊断***运用数学建模、大数据分析、人工智能和专家***对轴承异常振动现象进行预警和智能诊断，自动判断是由于运行人员的误操作造成的异常还是设备长期积累产生的故障并得出结论；故障诊断模块不仅能进行自动预警、智能故障诊断提醒运行人员处理异常，还具备自动学***台；
三维检修培训模块读取设备工艺流程仿真模块的仿真数据，将其用于检修培训；提高检修人员对设备的了解，***借助虚拟工厂对运行和检修人员进行可视化培训，提高相关人员对现场设备和工作原理的学习，三维检修培训模块包括人员管理模块、仿真培训模块和培训考核模块，人员管理模块记录人员登记信息，培训时间、内容及考核结果，接收仿真培训和培训考核的结果数据；仿真培训基于设备工艺流程仿真模块的仿真数据，实现对设备逐一进行解体、复装，模拟真实的设备大修过程，并将培训时间及内容记录到人员管理模块中；对设备进行拆装模拟不仅能够加深对设备结构和原理的了解，并且能够熟知和掌握检修的拆装顺序、工器具的准备；培训考核模块基于设备工艺流程仿真模块的仿真数据，对检修人员进行培训考核，***自动打分评判，并记录到人员管理模块中；
人机交互界面模块通过设备检测诊断平台实现人员与***的交互，是高度智能设备检测诊断***与操作人员交互的工具，一方面通过该工具输入操作人员的操作指令，另一方面通过该界面输出诊断***的实时监测数据及三维渲染数据，及视频图像数据；人机交互界面模块通过互联网与至少一个远端智能终端同步，保持数据实时更新；
远程智能终端通过人机交互界面模块操作设备检测诊断平台；用户通过远端智能终端的浏览器方便地访问智能化监测诊断服务，了解设备运营、故障、诊断、监测情况，查看分析数据、表格、报告，实时和设备专家沟通咨询。
2.根据权利要求1所述的高度智能设备检测诊断***，其特征在于，所述远端智能终端为电脑或智能手机。
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