大型装备健康边缘智能分析仪IEAgent-1——端边云集成的装备智能维护系统
边缘智能详情
大型装备健康边缘智能分析仪IEAgent-1——端边云集成的装备智能维护系统
系统描述
系统实现与分布式边缘智能分析仪的远程通讯、参数设置、远程控制、设备管理，同时链接研制的各类大型装备智能维护系统，实现大型装备健康的监测、故障诊断、健康评估与预测等智能维护功能。
系统特性
大型装备健康边缘智能分析仪IEAgent-1——端边云集成的装备智能维护系统
一、端边云集成系统构成
采用边缘网关作为数据采集核心，采用高速模拟采集卡采集模拟信号（16路振动信号、4-8路声纹信号、2路转速信号）、各类工况信号（温度、湿度等），可选择有线或无线将数据上报至远程服务器（云上），进行远程分布式通讯，实现端边云集成系统，开展各类装备智能维护与精准运维。信号数据可通过设备界面及服务器进行采集、管理与配置。边缘智能分析仪嵌入先进的信号处理与人工智能算法，进行大型装备健康的监测、故障诊断、健康评估与预测。
图1 主界面
二、边缘端功能模块
加速度及转速采集：采用高速数据采集卡，实时采集端口的振动与声纹数据，按秒汇总数据并存储到本地，同时上报到FTP服务器，服务器可选择时间段实现曲线显示，最高可支持24路同时采集。
边缘客户端：基于Windows系统运行，可在本地配置各端口的数据采集场景，并显示实时或历史曲线。
数据采集格式：高速采集数据采样频率、采样时长、采样后的格式、采样保存路径等参数可由上位机可以配置。
MODBUS离散量：通过服务器进行配置寄存器地址等参数，时间定时数据采集汇总到服务器。
三、分析仪功能
3.1 边缘终端
|
界面
|
功能
|
|
数据监控
|
关键数据最新值的显示
|
|
设备信息
|
|
|
传感器的最新值
|
|
|
传感器历史数据查询
|
|
|
包括速度传感器采集的数据
|
|
|
设备管理
|
设备信息控制
|
|
回路读取数据
|
|
|
采集场景手动执行
|
|
|
时控计划执行历史
|
|
|
大数据展示
|
显示震动的历史数据
|
|
通道选择
|
|
|
时间选择
|
|
|
数据实时显示
|
|
|
图表放大缩小
|
|
|
数据存储及上传
FTP
|
|
|
基础配置
|
485
回路配置
|
|
速度回路配置
|
|
|
采集场景配置
|
|
|
时控计划配置
|
|
|
震动传感器配置
|
|
|
大型装备健康监测与智能边缘维护
|
信号处理、异常监测、故障诊断、健康预诊
|
3.2 云端功能
|
功能模块
|
功能主题
|
描述
|
|
协议对接
|
||
|
系统框架搭建（
FTP/MQ
）
|
||
|
数据监控
|
设备数据监控（实时）
|
接入设备状态监控
|
|
项目数据监控（实时）
|
接入服务状态监控
|
|
|
平台信息展示
|
|
|
|
告警全局提示
|
告警全局弹窗提示
|
|
|
设备监控
|
传感器监视
|
|
|
传感器控制
|
|
|
|
历史数据展示
|
|
|
|
数据统计
|
传感器数据分析
|
速度
|
|
震动
|
||
|
设备状态
|
||
|
设备管理
|
设备管理（
CRUD
）
|
系统运行基础数据配置
|
|
回路管理（
CRUD
）
|
系统运行基础数据配置
|
|
|
传感器管理（
CRUD
）
|
系统运行基础数据配置
|
|
|
采集场景管理（
CRUD
）
|
系统运行基础数据配置
|
|
|
时控计划管理（
CRUD
）
|
系统运行基础数据配置
|
|
|
设备实时日志（
CRUD
）
|
系统运行基础数据配置
|
|
|
告警管理
|
告警处置（
RUD
）
|
系统告警处置流程
|
|
系统管理
|
用户管理（
CRUD+
角色授权）
|
系统运行基本功能
|
|
角色管理（
CRUD+
资源授权）
|
系统运行基本功能
|
|
|
资源管理（
CRUD
）
|
系统运行基本功能
|
|
|
组织部门（
CRUD
）
|
系统运行基本功能
|
|
|
操作日志（
RD
）
|
系统运行基本功能
|
|
|
项目管理（
CRUD
）
|
系统运行基本功能
|
|
|
大型装备健康监测与智能维护系统
|
云上配置了研制的各类大型装备健康监测与智能维护系统
|
健康监测、缺陷早期预示、故障诊断、健康评估、健康预测等各种智能维护功能
|
首页功能说明： （1）配置设备信息：可以配置采集卡的端口名，软件通过端口名绑定采集卡的硬件，这样就可以实现一台电脑安装多台采集卡（只要设备带的动）。 （2）采集场景的手动开始及结束。 （3）MODBUS实时采集显示：显示采集通道对应的数值。 （4）历史数据查询：可以查询MODBUS采集到的数据（离散量的温湿度等，转速传感器）。 （5）关键通讯口的状态显示 图4.1 状态显示 趋势监控界面功能说明： （1）用于高速采集卡的数据实时显示、历史数据查询、文件格式转换 （2）可以选择通道显示实时数据； （3）选择需要的时间段，获取历史数据在界面显示； （4）可以选择导出数据的格式，目前支持源数据及CSV格式导出 图4.2 趋势监控 源文件的格式（方便程序的处理）CSV格式（可以导出人为查看） 场景的配置功能： （1）可以配置高速卡的采集配置，通过场景名进行调用； （2）可联动MODBUS采集场景，同步获取对应转速状态下的震动波形。 （3）高速卡可以配置采集频率、量程、增益、IEPE功能开启就可以进行音频采集； （4）MODBUS采集包括离散量及转速的采集，通过类型进行选择（如选择Speed就是转速，系统自动配置转速的传感器） （5）MODBUS采集到的数据可以通过系数进行换算（结果=原始值×系数） （6）MODBUS采集可以配置3/4两种功能码，适配目前大部分传感器（避免之前农业项目的局限性） 图4.3 配置功能 定时采集配置： （1）采用非常灵活的CRON表达式进行定时配置，可灵活的配置启动时间 图4.4 配置启用时间 （2）定时器可联动对应的场景，高速采集卡同一时间只能有一个设备在运行，MODBUS可以支持多个同时进行。 图4.5 定时器联动对应的场景 云平台系统实现与分布式边缘智能分析仪的远程通讯、参数设置、远程控制、设备管理，同时链接研制的各类大型装备智能维护系统，实现大型装备健康的监测、故障诊断、健康评估与预测等智能维护功能。 云平台的界面首页——用于展示设备当前执行的场景及设备离在线情况； 图5.1 界面首页 历史数据查询——可查询设备的历史记录 图5.2 历史数据查询 边缘端远程配置界面（两个采集场景配置，及定时控制） 图5.3 远程配置界面 配置界面边缘采集软件，可远程同步，手动开始结束； 图5.4 远程同步 设备异常报警等异常处理 图5.5 设备异常报警 图6.1 大型装备健康边缘智能分析仪IEAgent-1 图6.2 结构设计 图6.3 振动与声纹信号高速采集卡四、边缘端功能界面
五、云平台系统
六、智能边缘分析仪硬件配置
