CN113900426A - 一种基于5g+工业互联网的远程设备操控及故障诊断*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,用于解决现有的远程设备操控故障诊断***存在不能将设备产生的大量数据进行合理的分配至故障诊断端进行处理,导致设备的故障诊断速率低、效率慢的问题,设备采集模块用于实时采集终端设备的设备数据并将设备数据通过工业互联网发送至远程监控平台内存储;本发明结合故障诊断端的数据处理参数和位置进行分析得到故障诊断端的诊效基值、传效因子和传输间距,对其进行分析得到故障诊断端的诊优值,将待诊断数据包以及对应终端设备的配置策略发送至诊优值最大的故障诊断端内,以便于及时对设备数据进行故障诊断分析,提高故障诊断的速度和效率。
Description
技术领域
本发明涉及设备故障诊断技术领域,具体为一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***。
背景技术
随着科技的进步,如今社会已进入工业互联网和5G的时代,以实现设备的远程数据采集及控制,设备故障诊断是采用设备的数据,利用各种检查和测试方法,发现设备是否存在故障诊断的过程,而进一步确定设备故障所在大致部位的结果;
设备工作每天会产生大量的数据,现有的远程设备操控故障诊断***存在不能将设备产生的大量数据进行合理的分配至故障诊断端进行处理,导致设备的故障诊断速率低、效率慢的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有的远程设备操控故障诊断***存在不能将设备产生的大量数据进行合理的分配至故障诊断端进行处理,导致设备的故障诊断速率低、效率慢的问题,而提出一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,包括设备采集模块和远程监控平台,设备采集模块用于实时采集终端设备的设备数据并将设备数据通过工业互联网发送至远程监控平台内存储;还包括:
数据分配模块,用于实时获取远程监控平台接收到的设备数据并将同一终端设备的设备数据进行归类压缩得到待诊断数据包,对故障诊断端进行分析处理以得到故障诊断端的诊优值;将待诊断数据包以及对应终端设备的配置策略发送至诊优值最大的故障诊断端内;
故障诊断端,用于接收待诊断数据包以及对应终端设备的配置策略,对待诊断数据包进行解析得到终端设备的设备数据,通过配置策略对终端设备的设备数据进行分析以得到终端设备的诊断结果,将终端设备的诊断结果通过5G网络发送至远程监控平台;远程监控平台接收到终端设备的诊断结果后,生成诊断结果对应的控制信令并发送至与终端设备对应的设备控制模块;
设备控制模块,接收到终端设备的控制信令后,对终端设备执行控制信令对应的控制操作;
作为本发明的一种优选实施方式,所述数据分配模块对故障诊断端进行分析处理以得到故障诊断端的诊优值的具体过程为:
向故障诊断端发送测试信令和位置获取指令以得到故障诊断端的数据处理参数和位置;同时向远程监控平台发送故障诊断端的诊效信令以获取故障诊断端的诊效基值;对数据处理参数进行处理得到故障诊断端的传效因子,其中,数据处理参数包括下载速率数据以及上传测试数据包的上传速率数据;将故障诊断端位置与数据分配模块对应的位置进行距离差计算得到待诊断数据包的传输间距;将故障诊断端的诊效基值、传效因子和传输间距进行归一化处理并取三者对应的数值;将诊效基值和传输间距的数值分别标记为BH1和BH2;将传效因子标记为μ,代入公式ZY=(μ×BH1-0.45)/BH2得到故障诊断端的诊优值ZY;
作为本发明的一种优选实施方式,所述测试信令包括测试数据包和测试指令;测试指令用于触发故障诊断端接收到测试数据包后反馈接收到测试数据包的时间以得到故障诊断端的PING值,并将接收完成后测试数据包上传至数据分配模块,同时将接收测试数据包的下载速率数据以及上传测试数据包的上传速率数据反馈至数据分配模块;
作为本发明的一种优选实施方式,所述数据分配模块对故障诊断端下载速率数据、上传速率数据和PING值进行分析的具体过程为:
将下载速率数据中的多个下载速率依据时间先后顺序进行排序,去除排序在两端的预设数量个下载速率,对剩余的下载速率进行求和并均取值得到下载速率均值,统计下载速率最大出现的次数并标记为第一次数;将下载速率均值和第一次数进行归一化处理并取两者的数值,将两者的数值分别标记为XZ1和ZD1;利用公式XQ=XZ1×fx1+ZD1×fy1得到下载效值XQ;fx1和fy1为下载速率对应的预设权重系数;
将上传速率数据中的多个上传速率依据时间先后顺序进行排序,去除排序在两端的预设数量个上传速率,对剩余的上传速率进行求和并均取值得到上传速率均值,统计上传速率最大出现的次数并标记为第二次数;将上传速率均值和第二次数进行归一化处理并取两者的数值,将两者的数值分别标记为SZ1和ZD2;利用公式XQ=SZ1×fx2+ZZ2×fy2得到上传效值SQ;fx2和fy2为上传速率对应的预设权重系数;
再将下载效值、上传效值和PING值进行归一化处理,然后将归一化处理后的PING值的数值标记为PQ;利用公式μ=[(XQ×ds1+SQ×ds2)-14.8]/PQ×ds3得到故障诊断端的传效因子μ;其中,ds1、ds2和ds3均为预设权重系数;
作为本发明的一种优选实施方式,所述远程监控平台内还设置有诊断采集单元和诊断分析单元;诊断采集单元用于采集故障诊断端接收到待诊断数据包的时刻一以及反馈诊断结果的时刻二并将其发送至诊断分析单元;诊断分析单元将时刻一与时刻二进行时刻差计算得到单次诊断时长,再将所有的单次诊断时长进行求和并取均值得到诊断均值时长,设定每个预设诊断值均对应一个时长范围,将诊断均值时长与所有的时长范围进行匹配,当诊断均值时长属于时长范围内,将该时长范围对应的预设诊断值标记为故障诊断端的诊效基值;
作为本发明的一种优选实施方式,还包括远程控制模块和策略配置模块;所述远程控制模块用于设备管理人员通过智能终端访问远程监控平台内终端设备的设备数据以及输入终端设备对应的控制信令至设备控制模块,以实现对终端设备进行远程控制;策略配置模块用于设备管理人员通过智能终端输入对应终端设备的配置策略;
作为本发明的一种优选实施方式,还包括登录注册模块,登录注册模块用于设备管理人员提交人员信息进行注册并将注册成功的人员信息发送至远程监控平台内存储。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明通过数据分配模块实时获取远程监控平台接收到的设备数据并将同一终端设备的设备数据进行归类压缩得到待诊断数据包,结合故障诊断端的数据处理参数和位置进行分析得到故障诊断端的诊效基值、传效因子和传输间距,对其进行分析得到故障诊断端的诊优值,将待诊断数据包以及对应终端设备的配置策略发送至诊优值最大的故障诊断端内,以便于及时对设备数据进行故障诊断分析,提高故障诊断的速度和效率;
2、本发明通过设备管理人员通过智能终端输入终端设备对应的控制信令至设备控制模块,通过设备控制模块执行对应的控制信令以实现对终端设备进行远程控制。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,设备采集模块、远程监控平台、数据分配模块、故障诊断端、设备控制模块、远程控制模块、策略配置模块和登录注册模块;
设备采集模块为与终端设备通信连接的智能网关,以实时采集终端设备的设备数据并将设备数据通过工业互联网发送至远程监控平台内存储;
数据分配模块实时获取远程监控平台接收到的设备数据并将同一终端设备的设备数据进行归类压缩得到待诊断数据包,对故障诊断端进行分析,具体为:
向故障诊断端发送测试信令和位置获取指令以得到故障诊断端的数据处理参数和位置;测试指令用于触发故障诊断端接收到测试数据包后反馈接收到测试数据包的时间以得到故障诊断端的PING值,并将接收完成后测试数据包上传至数据分配模块;将接收测试数据包的下载速率数据以及上传测试数据包的上传速率数据反馈至数据分配模块;
同时向远程监控平台发送故障诊断端的诊效信令以获取故障诊断端的诊效基值;对数据处理参数进行处理得到故障诊断端的传效因子,具体为:
将下载速率数据中的多个下载速率依据时间先后顺序进行排序,去除排序在两端的预设数量个下载速率,对剩余的下载速率进行求和并均取值得到下载速率均值,统计下载速率最大出现的次数并标记为第一次数;将下载速率均值和第一次数进行归一化处理并取两者的数值,将两者的数值分别标记为XZ1和ZD1;利用公式XQ=XZ1×fx1+ZD1×fy1得到下载效值XQ;fx1和fy1为下载速率对应的预设权重系数,取值可以为0.7、0.3;
将上传速率数据中的多个上传速率依据时间先后顺序进行排序,去除排序在两端的预设数量个上传速率,对剩余的上传速率进行求和并均取值得到上传速率均值,统计上传速率最大出现的次数并标记为第二次数;将上传速率均值和第二次数进行归一化处理并取两者的数值,将两者的数值分别标记为SZ1和ZD2;利用公式XQ=SZ1×fx2+ZZ2×fy2得到上传效值SQ;fx2和fy2为上传速率对应的预设权重系数,取值可以为0.8、0.2;
再将下载效值、上传效值和PING值进行归一化处理,然后将归一化处理后的PING值的数值标记为PQ;利用公式μ=[(XQ×ds1+SQ×ds2)-14.8]/PQ×ds3得到故障诊断端的传效因子μ;其中,ds1、ds2和ds3均为预设权重系数,ds1、ds2和ds3的值可以取1.1、1.3、0.21;
将故障诊断端位置与数据分配模块对应的位置进行距离差计算得到待诊断数据包的传输间距;将故障诊断端的诊效基值、传效因子和传输间距进行归一化处理并取三者对应的数值;将诊效基值和传输间距的数值分别标记为BH1和BH2;将传效因子标记为μ,代入公式ZY=(μ×BH1-0.45)/BH2得到故障诊断端的诊优值ZY;
将待诊断数据包以及对应终端设备的配置策略发送至诊优值最大的故障诊断端内;
故障诊断端为电脑设备,以接收待诊断数据包以及对应终端设备的配置策略后,对待诊断数据包进行解析得到终端设备的设备数据,通过配置策略对终端设备的设备数据进行分析以得到终端设备的诊断结果,将终端设备的诊断结果通过5G网络发送至远程监控平台;远程监控平台接收到终端设备的诊断结果后,生成诊断结果对应的控制信令并发送至与终端设备对应的设备控制模块;
设备控制模块接收到终端设备的控制信令后,对终端设备执行控制信令对应的控制操作,控制操作包括控制终端设备的启停操作和终端设备的参数等;
远程监控平台内包括诊断采集单元和诊断分析单元;
诊断采集单元采集故障诊断端接收到待诊断数据包的时刻一以及反馈诊断结果的时刻二并将其发送至诊断分析单元;
诊断分析单元将时刻一与时刻二进行时刻差计算得到单次诊断时长,再将所有的单次诊断时长进行求和并取均值得到诊断均值时长,设定每个预设诊断值均对应一个时长范围,将诊断均值时长与所有的时长范围进行匹配,当诊断均值时长属于时长范围内,将该时长范围对应的预设诊断值标记为故障诊断端的诊效基值;
远程控制模块用于设备管理人员通过智能终端访问远程监控平台内终端设备的设备数据以及输入终端设备对应的控制信令至设备控制模块,以实现对终端设备进行远程控制;
策略配置模块用于设备管理人员通过智能终端输入对应终端设备的配置策略;配置策略包括终端设备的运行参数预警阈值等;
登录注册模块用于设备管理人员提交人员信息进行注册并将注册成功的人员信息发送至远程监控平台内存储;
实施例1:
应用于城市供水***,设备采集模块采集城市供水***中各个管路的水压数据并将其发送至远程监控平台;
数据分配模块实时获取水压数据并对其进行压缩得到待诊断数据包,数据分配模块对故障诊断端进行分析以得到故障诊断端的诊优值,并将待诊断数据包以及对应的配置策略发送至诊优值最大的故障诊断端;对应的配置策略包括各个管路的预设水压;
故障诊断端对待诊断数据包进行解析得到水压数据,将水压数据与对应的预设水压进行比对,当水压大于对应的预设水压时,输出降压指令及对应的降压压力数值的诊断结果至远程监控平台;当水压小于对应的预设水压时,输出增压指令及对应的增压压力数值的诊断结果至远程监控平台;
远程监控平台接收到诊断结构后,生成对应的控制信令并反馈至对应的设备控制模块,设备控制模块控制对应管路上的压力调节设备对管路的水压进行调节以达到对应的预设水压;
实时例2:
应用于智慧工厂领域,通过智能网关实时采集智能工厂内设备的设备数据并将设备数据发送至远程监控平台;设备数据包括设备运行时的各个运行参数;
数据分配模块实时获取设备数据,将同一设备的设备数据进行压缩得到待诊断数据包并将其与设备对应的配置策略发送至待诊断数据包;设备对应的配置策略为运行参数对应的参数正常范围;
故障诊断端对待诊断数据包进行解析得到设备数据;将设备数据与对应的配置策略进行比对;当运行参数不属于对应的参数正常范围时,生成该运行参数对应异常的诊断结果并反馈至远程监控平台;
远程控制平台生成诊断结果对应的控制信令并反馈至对应的设备控制模块,设备控制模块控制该设备进行启停操作或调整设备对应参数;
本发明在使用时,通过数据分配模块实时获取远程监控平台接收到的设备数据并将同一终端设备的设备数据进行归类压缩得到待诊断数据包,结合故障诊断端的数据处理参数和位置进行分析得到故障诊断端的诊效基值、传效因子和传输间距,对其进行分析得到故障诊断端的诊优值,将待诊断数据包以及对应终端设备的配置策略发送至诊优值最大的故障诊断端内,以便于及时对设备数据进行故障诊断分析,提高故障诊断的速度和效率;通过设备管理人员通过智能终端输入终端设备对应的控制信令至设备控制模块,通过设备控制模块执行对应的控制信令以实现对终端设备进行远程控制。
应当理解,本披露的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本披露说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的,而并不意在限定本披露。如在本披露说明书和权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其他情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解,在本披露说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合;
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,包括设备采集模块和远程监控平台,设备采集模块用于实时采集终端设备的设备数据并将设备数据通过工业互联网发送至远程监控平台内存储,其特征在于,还包括:
数据分配模块,用于实时获取远程监控平台接收到的设备数据并将同一终端设备的设备数据进行归类压缩得到待诊断数据包,对故障诊断端进行分析处理以得到故障诊断端的诊优值;将待诊断数据包以及对应终端设备的配置策略发送至诊优值最大的故障诊断端内;
故障诊断端,用于接收待诊断数据包以及对应终端设备的配置策略,对待诊断数据包进行解析得到终端设备的设备数据,通过配置策略对终端设备的设备数据进行分析以得到终端设备的诊断结果,将终端设备的诊断结果通过5G网络发送至远程监控平台;远程监控平台接收到终端设备的诊断结果后,生成诊断结果对应的控制信令并发送至与终端设备对应的设备控制模块;
设备控制模块,接收到终端设备的控制信令后,对终端设备执行控制信令对应的控制操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,其特征在于,所述数据分配模块对故障诊断端进行分析处理以得到故障诊断端的诊优值的具体过程为:
向故障诊断端发送测试信令和位置获取指令以得到故障诊断端的数据处理参数和位置;同时向远程监控平台发送故障诊断端的诊效信令以获取故障诊断端的诊效基值;对数据处理参数进行处理得到故障诊断端的传效因子,其中,数据处理参数包括下载速率数据以及上传测试数据包的上传速率数据;
将故障诊断端位置与数据分配模块对应的位置进行距离差计算得到待诊断数据包的传输间距;将故障诊断端的诊效基值、传效因子和传输间距进行归一化处理分析得到故障诊断端的诊优值。
3.根据权利要求2所述的一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,其特征在于,所述测试信令包括测试数据包和测试指令;测试指令用于触发故障诊断端接收到测试数据包后反馈接收到测试数据包的时间以得到故障诊断端的PING值,并将接收完成后测试数据包上传至数据分配模块,同时将接收测试数据包的下载速率数据以及上传测试数据包的上传速率数据反馈至数据分配模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,其特征在于,所述数据分配模块对故障诊断端下载速率数据、上传速率数据和PING值进行分析的具体过程为:
将下载速率数据中的多个下载速率依据时间先后顺序进行排序,去除排序在两端的预设数量个下载速率,对剩余的下载速率进行求和并均取值得到下载速率均值,统计下载速率最大出现的次数并标记为第一次数;将下载速率均值和第一次数进行归一化处理并分析得到下载效值;
将上传速率数据中的多个上传速率依据时间先后顺序进行排序,去除排序在两端的预设数量个上传速率,对剩余的上传速率进行求和并均取值得到上传速率均值,统计上传速率最大出现的次数并标记为第二次数;将上传速率均值和第二次数进行归一化处理并取两者的数值,对两者的数值分析得到上传效值;
再对下载效值、上传效值和PING值进行分析得到故障诊断端的传效因子。
5.根据权利要求1所述的一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,其特征在于,所述远程监控平台内还设置有诊断采集单元和诊断分析单元;诊断采集单元用于采集故障诊断端接收到待诊断数据包的时刻一以及反馈诊断结果的时刻二并将其发送至诊断分析单元;诊断分析单元将时刻一与时刻二进行时刻差计算得到单次诊断时长,再将所有的单次诊断时长进行求和并取均值得到诊断均值时长,设定每个预设诊断值均对应一个时长范围,将诊断均值时长与所有的时长范围进行匹配,当诊断均值时长属于时长范围内,将该时长范围对应的预设诊断值标记为故障诊断端的诊效基值。
6.根据权利要求1所述的一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,其特征在于,还包括远程控制模块和策略配置模块;所述远程控制模块用于设备管理人员通过智能终端访问远程监控平台内终端设备的设备数据以及输入终端设备对应的控制信令至设备控制模块,以实现对终端设备进行远程控制;策略配置模块用于设备管理人员通过智能终端输入对应终端设备的配置策略。
7.根据权利要求1所述的一种基于5G+工业互联网的远程设备操控及故障诊断***,其特征在于,还包括登录注册模块,登录注册模块用于设备管理人员提交人员信息进行注册并将注册成功的人员信息发送至远程监控平台内存储。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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