在线监控系统及设备的制作方法

[0001]
本发明实施例涉及自动化技术领域，尤其涉及一种在线监控系统及设备。


背景技术：

[0002]
随着钢铁行业的快速发展，钢铁产业自动化建设取得了巨大的进步。在大规模的自动化的建设过程中，设备系统越来越多，对设备系统的依赖性也越来越高。与此同时，设备作为自动化的核心单元，其可靠性、维护性、安全性将会直接决定钢厂的运营组织、安全性的好坏。目前，很多公司拥有大量昂贵的服务设施和钢铁制造设备，这些设施/设备来自不同的生产厂家，设备的优劣好坏各不相同，而且设备实时的使用状况只有通过工作人员巡检或者现场人员的通知才能得知，导致人为巡检很难检查全面，且工作量大，设备状态出现问题后反应时间长。因此，开发一种在线监控系统及设备，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种在线监控系统及设备。
[0004]
第一方面，本发明的实施例提供了一种在线监控系统，包括：数据采集层，用于采集现场设备的运行状态数据；数据集成层，用于实现与外部设备的数据集成；数据处理层，用于对所述现场设备的运行状态数据进行存储、转发、聚合操作，并确定现场设备的正常阈值；数据分析层，用于对所述现场设备的运行状态数据进行格式化整理，与所述现场设备的正常阈值进行对比，以对比结果作为现场设备的预警值；数据存储层，用于存储并管理所述现场设备的运行状态数据；数据展示层，用于实现个性化用户视图看板、设备状态监测及综合统计图表；数据业务层，用于现场设备在线状态跟踪，通过现场设备点检与检修实绩相结合，完成现场设备异常的在线报警及状态追溯，实现现场设备状态可控。
[0005]
在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述现场设备的运行状态数据由设备状态数据采集装置采集。
[0006]
在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据集成包括：协议解析，用于对不同系统的数据通信、报文格式进行解析，实现数据的广泛接入；数据规格化，用于通过数据清洗及转换，达到数据格式的统一化及标准化；数据路由，用于将现场设备的数据采集点与管理的目标对象之间进行映射。
[0007]
在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据处理层采用storm框架。
[0008]
在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据分析层由设备状态数据池和设备智能诊断应用构成，所述数据分析层以设备状态数据池为基础，结合设备智能诊断应用，针对工艺参数和现场设备运行数据多源时域、频域数据进行分析，对现场设备状态进行及时决策，提供面向现场的状态判断、故障诊断及状态预警。
[0009]
在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数
据存储层采用设备和系统的接口建立数据桥梁，采集的数据上传至设备服务器，通过数据预览，对数据进行过滤，将有效数据自动导入设备监控系统，有效数据保留期内保存，移除异常数据释放空间，确保设备服务器数据库的稳定。
[0010]
在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据展示层采用devexpress控件套包产品，其中chartcontrol控件是将xtracharts用在winform上，运行时chartcontrol将要显示的数据和对应图形分离。
[0011]
在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据业务层包括现场设备管理系统和现场设备管理移动平台。
[0012]
第二方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：
[0013]
至少一个处理器；以及
[0014]
与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
[0015]
存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的在线监控系统。
[0016]
第三方面，本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机实现第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的在线监控系统。
[0017]
本发明实施例提供的在线监控系统及设备，通过采用分层结构，通过采集现场设备数据，进行数据分析处理后能够及时输出数据，提高了对设备的使用情况掌握，并采用图形分析预测设备的使用健康状态和损耗，实时对现场设备预警，节省了大量的人力及财力，保护了钢铁设备，有效清除了由现场设备导致的安全隐患。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]
图1为本发明实施例提供的在线监控系统结构示意图；
[0020]
图2为本发明实施例提供的在线监控系统总体功能架构示意图；
[0021]
图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
[0022]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0023]
本发明实施例提供了一种在线监控系统，参见图1，该系统包括：数据采集层101，用于采集现场设备的运行状态数据；数据集成层102，用于实现与外部设备的数据集成；数据处理层103，用于对所述现场设备的运行状态数据进行存储、转发、聚合操作，并确定现场设备的正常阈值；数据分析层104，用于对所述现场设备的运行状态数据进行格式化整理，与所述现场设备的正常阈值进行对比，以对比结果作为现场设备的预警值；数据存储层105，用于存储并管理所述现场设备的运行状态数据；数据展示层106，用于实现个性化用户视图看板、设备状态监测及综合统计图表；数据业务层107，用于现场设备在线状态跟踪，通过现场设备点检与检修实绩相结合，完成现场设备异常的在线报警及状态追溯，实现现场设备状态可控。具体地，数据采集层101将现场设备的实时数据传递给数据业务层107，数据业务层107通过数据访问接口将数据传递给数据分析层104，数据分析层104经过处理后将数据回传给数据业务层107，数据业务层107根据回传数据提供相应的业务。
[0024]
基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述现场设备的运行状态数据由设备状态数据采集装置采集。具体地，采集层主要是获取现场设备的运行状态数据及其他相关数据。其中，现场设备的运行状态数据主要由设备状态数据采集装置采集，设备工艺数据主要从能源数据中心采集。
[0025]
基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据集成包括：协议解析，用于对不同系统的数据通信、报文格式进行解析，实现数据的广泛接入；数据规格化，用于通过数据清洗及转换，达到数据格式的统一化及标准化；数据路由，用于将现场设备的数据采集点与管理的目标对象之间进行映射。具体地，数据集成层通过适配器技术，实现与各类设备、系统的数据集成。数据集成包括协议解析、数据规格化、数据路由等功能。协议解析功能对不同系统的数据通信、报文格式等的解析，从而实现数据的广泛接入；数据规格化通过数据清洗、转换，达到数据格式的统一与标准化，为后续的数据计算、分析提供基础；数据路由则实现把现场设备的数据采集点与管理的目标对象之间的映射。
[0026]
基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据处理层采用storm框架。具体地，数据处理层基于流式处理框架storm，实现对数据的存储、转发、聚合、阈值判断等操作。数据处理层对系统的性能要求较高，需要系统能够在短时间内处理大量的设备状态数据。因此系统引入了storm框架技术，实现对工业数据的实时大规模处理。
[0027]
基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据分析层由设备状态数据池和设备智能诊断应用构成，所述数据分析层以设备状态数据池为基础，结合设备智能诊断应用，针对工艺参数和现场设备运行数据多源时域、频域数据进行分析，对现场设备状态进行及时决策，提供面向现场的状态判断、故障诊断及状态预警。具体地，数据分析层主要由设备状态数据池和设备智能诊断应用构成。分析层主要以设备状态数据池为基础，结合设备智能诊断应用功能，针对工艺参数和现场设备运行数据多源时域、频域数据融合分析，对设备状态进行及时决策，提供面向现场的状态判断、故障诊断、状态预警等业务功能。同时与远程运维平台有交互接口，实现疑难会诊、专家支持、规则模型优化等功能。将采集到的数据进行整理格式化，与现场设备正常阈值进行分析比对。对比结果作为设备的预警值，展示在用户区域。根据现场设备的责任人进
行权限分配，预警展示区域展示不同设备的健康运行状态，以及模拟和预测设备的损耗曲线图。数据分析层对集成的状态数据、业务管理数据，以及运维流程中产生的管理数据，实现数据的实时分析与数据挖掘。通过指标设计工具提供了灵活可扩展的数据分析能力。
[0028]
基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据存储层采用设备和系统的接口建立数据桥梁，采集的数据上传至设备服务器，通过数据预览，对数据进行过滤，将有效数据自动导入设备监控系统，有效数据保留期内保存，移除异常数据释放空间，确保设备服务器数据库的稳定。具体地，数据存储层用于对数据采集模玦的数据信息进行存储和管理,利用现场设备和系统的接口建立数据桥梁。采集的数据上传至现场设备服务器，通过数据预览，对数据进行过滤，将有效的数据自动导入到设备监控系统。有效数据保留期内保存，移除异常数据释放空间，确保设备服务器的数据库的稳定。现场设备远程运维平台系统需要处理的数据种类各不相同，数据量也存在差异，需要针对不同类型的数据，结合数据应用特点，设计与应用不同类型的数据库。状态监测数据，物联网应用往往需要处理海量的时间序列数据，有别于传统的关系型数据库，时序数据库针对时间序列数据的存储、查询和展现进行了专门的优化，从而获得极高的数据压缩能力、极优的查询性能；设备模型数据，模型数据的特点是根据业务需要灵活定义，不同设备、产线上的属性信息可能都不同，非常适合采用文档型数据库mongodb；缓存数据，采用分布式的内存数据库，对高频访问数据提供缓存服务，加速数据访问效率；统计分析数据与管理数据，统计分析后的数据采用传统的关系库以便于后续生成丰富的报表。
[0029]
基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据展示层采用devexpress控件套包产品，其中chartcontrol控件是将xtracharts用在winform上，运行时chartcontrol将要显示的数据和对应图形分离。具体地，数据展示层使用devexpress控件套包产品，其中chartcontrol控件是将xtracharts用在winform上，程序运行时chartcontrol将要显示的数据和对应图形分离。该控件将每一组相关的数据封装在一个series对象中。其中一个series对象代表了一系列相关的数据点，作为在图表上显示的一个分组。同一个series对象可以不同的视觉方式表示直接通过代码来生成定制具体的应用，将采集的各项数据通过其中的xtracharts组件生成各种可视化的动态图形。通过众多可视化组态工具，可以实现包括个性化的用户视图看板、设备状态监测、综合统计图表等数据可视化功能，以及包括移动app客户端与大屏等的多种终端显示方式。
[0030]
基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的在线监控系统，所述数据业务层包括现场设备管理系统和现场设备管理移动平台。具体地，业务层是现场设备的数据采集以及现场设备的日常业务管理的综合性分析与处理工作平台。通过在线系统等手段的应用，进行现场设备在线状态跟踪，通过现场设备点检与检修实绩相结合，完成现场设备异常的及时在线报警、状态可追溯，实现现场设备状态可控。业务层主要包括现场设备管理系统和现场设备管理移动平台。
[0031]
本发明实施例提供的在线监控系统，通过采用分层结构，通过采集现场设备数据，进行数据分析处理后能够及时输出数据，提高了对设备的使用情况掌握，并采用图形分析预测设备的使用健康状态和损耗，实时对现场设备预警，节省了大量的人力及财力，保护了钢铁设备，有效清除了由现场设备导致的安全隐患。
[0032]
本发明实施例提供的在线监控系统的总体功能架构可以参见图2。在厂部区域中，虚线部分为csp设备运行维护中心及生产现场。生产现场部分包括转炉，精炼，连铸，轧钢，关键设备，电气室及液压润滑等信息。csp设备运行维护中心包括数据采集，数据处理，数据存储，数据转发，状态预警等功能，这些功能通过预警模型，生成功能页面，可视化部分及预警信息。电气室工程师站集中可视化模块与csp生成集控中心，csp大数据智能化平台及电气室工程师站通信。电气室工程师站包括脱硫，转炉，og/lf/rh，除尘，二级，连铸，加热炉，精轧及卷取等功能。csp设备运行维护中心与设备远程监测诊断平台(公司部分)进行通信，设备远程监测诊断平台包括预警模型，诊断模型，智能诊断应用及设备状态数据池。其中，设备状态数据池包括状态可视化，数据分析，数据计算及数据存储功能。智能诊断应用包括智能诊断，综合诊断，协同诊断及知识提炼功能。智能诊断应用平台与设备管理系统eqms进行通信，设备管理系统eqms与移动工作平台进行通信。设备管理系统eqms包括业务实施，过程管理，标准维护及绩效分析。
[0033]
本发明实施例的系统是依托电子设备实现的，因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的，本发明的实施例提供了一种电子设备，如图3所示，该电子设备包括：至少一个处理器(processor)301、通信接口(communications interface)304、至少一个存储器(memory)302和通信总线303，其中，至少一个处理器301，通信接口304，至少一个存储器302通过通信总线303完成相互间的通信。至少一个处理器301可以调用至少一个存储器302中的逻辑指令，以实现系统实施例中提供的各种系统。
[0034]
此外，上述的至少一个存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的全部系统或部分系统。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0035]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0036]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)实现各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法或系统。
[0037]
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识，流程图或框图中的每个方框可
以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0038]
在本专利中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括
……
"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0039]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。