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

網

行

業(yè)

協

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

傳感數據

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

36.3

交互數據

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

36.4

工控數據

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

37 網絡層

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

37.1 概述

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37.2 網絡傳輸

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

37.3 邊緣網關

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

38 平臺層

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

38.1 概述

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

38.2 云計算

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

38.3 物聯網平臺

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

49 應用層

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

49.1

概述

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

49.2

設備應用

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

49.3

健康應用

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

49.4

數據應用

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

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網行業(yè)協會提出并歸口。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事故發(fā)生的概率，保障設備和工業(yè)生產的長、穩(wěn)、優(yōu)運行。期的健康管理，降低生產成本，優(yōu)化資源配置。IIIT/SIOT

024-2021

1 范圍系統(tǒng)設計、產品開發(fā)、安裝實施時的參考依據。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

物聯網

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通過現代互聯網技術，實現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：表現層狀態(tài)轉化（Representational

State

Transfer）SCADA：監(jiān)控與數據采集系統(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)物聯網應用范疇，宜采用物聯網標準的層次架構，如圖1所示，自下而上依次為感知層、網絡層、平臺層和應用層。定、安全的“數據傳輸”；平臺層即物聯網云計算平臺，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“數據消費”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。主要參數是三軸振動值、振動頻率、溫度、壓力、轉速、負載率、功率等，數據來源包括傳感數據、交互數據、工控數據等。6.2 傳感數據參數，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 交互數據用戶交互行為產生的相關數據，如手持式巡檢儀獲取的數據、用戶錄入的設備參數等信息。6.4 工控數據DCS、SCADA程、負載率、效率、電流、功率等數據。7 網絡層7.1 概述網絡層是進行信息交換和傳遞的數據通路，由各種私有網絡、互聯網、有線和無線通信網等組成，承載數據傳輸任務。7.2 網絡傳輸網絡傳輸包括無線傳輸和有線傳輸兩種方式，物聯網以無線傳輸為主要應用形式，包括短距傳輸、通信組網。7.3 邊緣網關的實體設備為工業(yè)物聯網關（也稱邊緣網關），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)

由邊緣網關統(tǒng)一負責采集感知層所有的數據，形成實時數據池，數據經過一致性轉換處理后再向平臺層流轉。從而隔斷邊緣網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閘；d)

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

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

數字模型：旋轉設備的數字建模，定義了設備的數字化描述；b)

數據解析：方便快速的解析各種標準通信協議數據，并能兼容特殊非標協議；c)

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

時序數據：物聯網產生的數據基本都是時序數據，具有高并發(fā)寫入吞吐、海量數據、多維查詢、低成本存儲等特性。宜采用針對性強的時序數據庫來處理，不宜使用傳統(tǒng)關系型數據庫。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)

應具備一站式物聯網設備接入能力，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，數據通過標準通信協議進入物聯網平臺；c)

支持私有協議解析和數據預處理等操作。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)

采用流數據計算技術實現異常監(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據技術優(yōu)化診斷算法，實現更高效的診斷流程。9.3.3 健康檔案錄、巡檢記錄、耗材更換記錄等信息。9.4 數據應用9.4.1 數據管理數據管理要求如下：a)

應具有完備的數據管理工具，能有效覆蓋數據預處理、元數據管理、數據同步復制、數據分類和標簽管理、數據血緣分析、數據質量控制等內容；b)

對多種類型的旋轉設備進行數據標準化，使整體具備良好的擴展能力和集成能力。9.4.2 建模分析利用大數據領域常用的建模分析工具進行數據建模和交互式分析，高效便捷的挖掘物聯網數據價值，提升數據洞察能力。9.4.3 效能計算線和實際曲線的擬合度，從另一個數據視角發(fā)現設備健康問題。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據、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.