本實用新型涉及工業鍋爐技術領域,尤其涉及一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統。
背景技術:
工業鍋爐是我國社會各領域普遍采用的熱工裝備,按照用途來分,工業鍋爐分為工業園區、居民區、企業、酒店等集中供暖、供熱;按照燃料分,工業鍋爐分為燃油、燃氣、燃煤、生物質、垃圾焚燒爐等。工業鍋爐數量大、單臺平均容量低、運行效率普遍偏低、運行成本高、排放不達標、安全問題頻發、故障不能及時解決等問題,已成為當前用戶普遍面臨的難題,也是引發大氣污染源的主要排放源之一。
目前,工業鍋爐的監控、診斷、故障解決等都主要在鍋爐現場,當鍋爐運營、管理、技術等人員不在鍋爐現場時,不能實現對鍋爐運行數據的實時掌控。隨著互聯網技術的快速發展和國家智能制造、互聯網+、大數據分析等傳統工業提升政策的影響,國內近幾年來關于應用互聯網技術對傳統工業鍋爐進行產業升級得到了廣泛的關注,經調研,有些企業對工業鍋爐的遠程監測進行的研究和產品研發,但僅限于工業鍋爐遠程監測的研究,未涉及到集成鍋爐燃燒、安全、產熱、排放等各類參數的在線監測、自動診斷、安全預警、維修提示、實施優化等功能為一體的區域工業鍋爐遠程監測及輔助決策平臺。
技術實現要素:
針對現有技術的缺陷,本實用新型提供一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統,能夠提供一種集成鍋爐燃燒、安全、產熱、排放等各類參數的在線監測、自動診斷、安全預警、維修提示、實施優化等功能為一體的區域工業鍋爐遠程監測及輔助決策平臺。
第一方面,本實用新型提供了一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統,所述系統包括:數據采集器及云端服務器;
所述數據采集器,與工業鍋爐的自動控制系統及所述云端服務器分別連接,用于實時采集包括鍋爐運行參數和環保監測數據的工業鍋爐實時監控數據,并將所述工業鍋爐實時監控數據發送至所述云端服務器;
所述云端服務器包括:數據分析模塊及數據展示模塊;
所述數據分析模塊,用于對所述工業鍋爐實時監控數據進行分析,獲得包括所述工業鍋爐的運行數據及經濟數據的分析統計數據;根據所述工業鍋爐實時監控數據和分析統計數據對報警事件進行檢測,獲得報警信息;根據所述述工業鍋爐實時監控數據和分析統計數據,對所述工藝鍋爐的儀表設備的運行情況進行檢測,提出維修保養信息;根據預設的專家庫系統對現場故障原因進行判斷,并提供相應的優化建議;
所述數據展示模塊,用于展示所述工業鍋爐實時監控數據、所述分析統計數據、所述報警信息、所述維修保養信息及所述優化建議。
優選地,所述數據采集器通過數據采集接口與所述自動控制系統連接;
所述數據采集器與所述數據采集接口之間設置有隔離網閘。
優選地,所述數據采集器與所述云端服務器通過有線網絡或3G/GPRS無線傳輸模塊連接。
優選地,所述系統還包括:設置于工業鍋爐現場的本地服務器;
所述本地服務器,與所述數據采集器連接,且與所述云端服務器通過有線網絡或3G/GPRS無線傳輸模塊連接,用于將采集的所述工業鍋爐實時監控數據存儲到所述本地服務器的數據庫中,以進行數據隔離和數據備份。
優選地,所述數據分析模塊包括:數據分析單元、專家庫單元及大數據分析單元;
所述數據分析單元,用于對所述工業鍋爐實時監控數據進行分析,獲得包括所述工業鍋爐的運行數據及經濟數據的分析統計數據;
所述專家庫單元,用于根據預設的工業鍋爐運行規則對現場故障原因進行判斷,并提供相應的優化建議;
所述大數據分析單元,用于對所述工業鍋爐實時監控數據和所述分析統計數據建立模型,考察各參數間的影響權重,為專家庫單元分析提供基礎;對預設區域內的多臺工業鍋爐數據進行分析,獲得預設區域內工業鍋爐平均運行效率、工業鍋爐污染物排放水平、工業鍋爐的燃料消耗量及工業鍋爐的能耗量。
優選地,所述云端服務器還包括:數據存儲模塊;
所述數據存儲模塊,與所述數據采集器連接,用于存儲所述工業鍋爐實時監控數據。
優選地,所述云端服務器還包括:數據歸檔模塊;
所述數據歸檔模塊,與所述數據分析模塊連接,用于存儲所述分析統計數據、所述報警信息、所述維修保養信息及所述優化建議。
優選地,所述數據展示模塊包括:WEB展示單元及APP展示單元;
所述WEB展示單元,用于將所述工業鍋爐實時監控數據采用圖形客戶端軟件進行組態編輯,生成實時數據曲線及歷史數據曲線,和實時數據表和歷史數據表;根據所述分析統計數據生成鍋爐統計報表;根據所述報警信息、所述維修保養信息及所述優化建議生成報警記錄表、維修建議統計表及專家建議報表;將所述實時數據曲線、所述歷史數據曲線、所述實時數據表、所述歷史數據表、所述鍋爐統計報表、所述報警記錄表、所述維修建議統計表及所述專家建議報表進行WEB發布,以供WEB端進行訪問;
所述APP展示單元,用于將所述工業鍋爐實時監控數據、所述分析統計數據、所述報警信息、所述維修建議統計表及所述優化建議進行編輯,以供APP客戶端進行展示。
優選地,所述鍋爐運行參數包括:爐膛溫度、燃料供給量、送風量、含氧量、鍋爐進水參數、鍋爐出水參數及鍋爐蒸汽參數;
所述環保監測數據包括:塵排放濃度、氮排放濃度及硫排放濃度;
所述工業鍋爐的運行數據包括:鍋爐出力、鍋爐負荷率及鍋爐效率;
所述經濟數據包括:運行成本、銷售收入及預計利潤。
由上述技術方案可知,本實用新型提供一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統,包括:數據采集器及云端服務器;數據采集器用于實時采集鍋爐運行參數和環保監測數據,并將所述鍋爐運行參數和環保監測數據發送至所述云端服務器;所述云端服務器的數據分析模塊,對所述鍋爐運行參數和環保監測數據進行分析等工業鍋爐實時監控數據,獲得所述工業鍋爐的運行數據及經濟數據等分析統計數據;根據所述工業鍋爐實時監控數據和分析統計數據對報警事件進行檢測,獲得報警信息;根據所述述工業鍋爐實時監控數據和分析統計數據,對所述工藝鍋爐的儀表設備的運行情況進行檢測,提出維修保養信息;根據預設的專家庫對現場故障原因進行判斷,并提供相應的優化建議;所述云端服務器的數據展示模塊則展示所述工業鍋爐實時監控數據、所述分析統計數據、所述報警信息、所述維修保養信息及所述優化建議。如此,通過該系統可實現掌握現場運行狀態、獲得工業鍋爐行業大數據統計及分析結果、獲得工業鍋爐重大技術及經濟問題預警、獲得行業專家診斷建議、獲得節能減排技術改造建議、獲得全生命周期售后服務、進行工業鍋爐運行指標考核、進行核心數據行業對標、生成年度/月度運行報告等;實現可監測、可報警、可建議優化和系統全生命周期管理,幫助用戶方便快捷的掌握鍋爐房信息的同時,可快速、準確的做出判斷與決策,提高綜合資源利用效率;幫助客戶對鍋爐運行及售后情況進行全方位監測,筑造鍋爐行業監管平臺。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些圖獲得其他的附圖。
圖1是本實用新型一實施例提供的一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統的結構示意圖;
圖2是本實用新型另一實施例提供的一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統的結構示意圖;
圖3是本實用新型另一實施例提供的一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統的結構示意圖;
圖4是本實用新型另一實施例提供的一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統的結構示意圖;
圖5是本實用新型另一實施例提供的一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
圖1是本實用新型一實施例中的一種工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統的結構示意圖,如圖1所示,所述系統包括:數據采集器1及云端服務器2。其中:
所述數據采集器1,與工業鍋爐的自動控制系統及所述云端服務器2分別連接,用于實時采集包括鍋爐運行參數和環保監測數據的工業鍋爐實時監控數據,并將所述工業鍋爐實時監控數據發送至所述云端服務器2。其中,所述鍋爐運行參數包括:爐膛溫度、燃料供給量、送風量、含氧量、鍋爐進水參數、鍋爐出水參數及鍋爐蒸汽參數等。所述環保監測數據包括:塵排放濃度、氮排放濃度及硫排放濃度等。
舉例來說,如圖1所示,所述工業鍋爐的自動控制系統可包括:PLC系統3和DCS系統4,則在其基礎上增加數據采集器1,用于負責現場設備的數據采集。其中,數據采集器1應具備足夠的吞吐容量,同時具備儲存轉發功能,以應對網絡故障,防止數據的丟失。
其中,如圖1所示,所述云端服務器2包括:數據分析模塊21及數據展示模塊22。
所述數據分析模塊21,用于對所述工業鍋爐實時監控數據進行分析,獲得包括所述工業鍋爐的運行數據及經濟數據的分析統計數據;根據所述工業鍋爐實時監控數據和分析統計數據對報警事件進行檢測,獲得報警信息;根據所述述工業鍋爐實時監控數據和分析統計數據,對所述工藝鍋爐的儀表設備的運行情況進行檢測,提出維修保養信息;根據預設的專家庫系統對現場故障原因進行判斷,并提供相應的優化建議;
所述數據展示模塊22,用于展示所述工業鍋爐實時監控數據、所述分析統計數據、所述報警信息、所述維修保養信息及所述優化建議。
由此可見,本實施例通過數據采集器實時采集鍋爐運行參數和環保監測數據等工業鍋爐實時監控數據,所述云端服務器的數據分析模塊對所述工業鍋爐實時監控數據進行分析,獲得所述工業鍋爐的運行數據及經濟數據等分析統計數據;根據所述工業鍋爐實時監控數據和分析統計數據對報警事件進行檢測,獲得報警信息;根據所述述工業鍋爐實時監控數據和分析統計數據,對所述工藝鍋爐的儀表設備的運行情況進行檢測,提出維修保養信息;根據預設的專家庫對現場故障原因進行判斷,并提供相應的優化建議;所述云端服務器的數據展示模塊則展示所述工業鍋爐實時監控數據、所述分析統計數據、所述報警信息、所述維修保養信息及所述優化建議。如此,通過該系統可實現掌握現場運行狀態、獲得工業鍋爐行業大數據統計及分析結果、獲得工業鍋爐重大技術及經濟問題預警、獲得行業專家診斷建議、獲得節能減排技術改造建議、獲得全生命周期售后服務、進行工業鍋爐運行指標考核、進行核心數據行業對標、生成年度/月度運行報告等;實現可監測、可報警、可建議優化和系統全生命周期管理,幫助用戶方便快捷的掌握鍋爐房信息的同時,可快速、準確的做出判斷與決策,提高綜合資源利用效率;幫助客戶對鍋爐運行及售后情況進行全方位監測,筑造鍋爐行業監管平臺。
進一步地,所述數據采集器通過數據采集接口與所述自動控制系統連接。
其中,如圖2所示,所述數據采集器1與所述數據采集接口11之間設置有隔離網閘5。
具體來說,在數據采集器1與數據采集接口11之間設置隔離網閘5,從而屏蔽該云平臺系統對自動控制系統的寫數據操作,防止管理網絡的誤操作影響自動控制系統。如此,本實施例中的工業鍋爐監測及分析輔助決策云平臺系統能實現單向數據流,即使得終端只能看到現場的實時數據,但不能下發任何數據,確保了生產系統的安全。
需要說明的是,為了實現不同監控軟件的正常通信,所述數據采集接口11采用統一的通用接口,支持Modbus/OPC協議。
進一步地,如圖3所示,所述數據采集器1與所述云端服務器2通過有線網絡6或者3G/GPRS無線傳輸模塊7連接。
如此,數據采集器1實時采集的鍋爐運行參數和環保監測數據,通過有線網絡6或者3G/GPRS無線傳輸模塊7傳輸至云服務器2中。
在本實用新型的一個可選實施例中,如圖4所示,所述系統還包括:設置于工業鍋爐現場的本地服務器8。
所述本地服務器8,與所述數據采集器1連接,且與所述云端服務器2通過有線網絡6或3G/GPRS無線傳輸模塊7連接,用于將采集的所述工業鍋爐實時監控數據存儲到所述本地服務器8的數據庫中,以進行數據隔離和數據備份。
本實施例中,在工業鍋爐現場安裝本地服務器8,將從自動控制系統采集的數據存儲到本地服務器8的數據庫中,實現數據隔離和數據備份。另外,本地服務器8還可安裝安全軟件,對數據進行加密處理。
具體來說,所述數據分析模塊21包括:數據分析單元、專家庫單元及大數據分析單元。其中:
所述數據分析單元,用于對所述工業鍋爐實時監控數據進行分析,獲得所述工業鍋爐的分析統計數據。
具體來說,數據分析單元利用實時數據庫和關系型數據庫中的數學模型對采集的鍋爐運行參數和環保監測數據進行加工、匯總、分析、預測,獲得工業鍋爐的運行數據和經濟數據。其中,運行數據包括:如鍋爐出力、鍋爐負荷率、鍋爐效率等;經濟數據包括:運行成本、銷售收入、預計利潤等。目前的在線監測軟件一般只能顯示實時運行數據和部分歷史數據,本實施例可以使用戶能明確、及時的獲知鍋爐效率、生產成本等關鍵指標。
所述專家庫單元,用于根據預設的工業鍋爐運行規則對現場故障原因進行判斷,并提供相應的優化建議。
具體來說,通過監視鍋爐運行中的主要鍋爐運行參數,自動跟蹤其中尚有優化空間,或者可能會造成運行問題的參數,定時從專家庫系統中搜索與這些參數相關的變量進行多次巡檢和匹配,經邏輯判斷后給出影響權重最大的幾組優化建議,輔助用戶進行決策。
進一步地,專家庫單元還用于根據所述工業鍋爐實時監控數據和分析統計數據對報警事件進行檢測,獲得報警信息。舉例來說,當排煙溫度高于預設的閾值時,生成報警信息,并進一步根據預設的的工業鍋爐運行規則給出影響權重最大的幾組優化建議。
所述大數據分析單元,用于對所述工業鍋爐實時監控數據和所述分析統計數據建立模型,考察各參數間的影響權重,為專家庫單元分析提供基礎;對預設區域內的多臺工業鍋爐數據進行分析,獲得預設區域內工業鍋爐平均運行效率、工業鍋爐污染物排放水平、工業鍋爐的燃料消耗量及工業鍋爐的能耗量。
由此可見,本實施例中,采集的工業鍋爐大量的數據傳到數據分析模塊中的數據分析單元、專家庫單元及大數據分析單元進行大數據分析計算,實現模型對象組建、邏輯關系運算、報警事件檢測等,對現場故障原因進行判斷,對問題進行總結,對設備效率和故障率進行統計等,并對分析結果提供相應的優化建議,以輔助用戶進行決策。
進一步地,如圖5所示,所述云端服務器還2包括:數據存儲模塊23。
所述數據存儲模塊23,與所述數據采集器1連接,用于存儲所述工業鍋爐實時監控數據。
具體來說,數據采集器1實時采集的鍋爐運行參數和環保監測數據,通過有線網絡6或者3G/GPRS無線傳輸模塊7傳輸至云服務器2中的數據存儲模塊23進行存儲。
進一步地,如圖5所示,所述云端服務器2還包括:數據歸檔模塊24。
所述數據歸檔模塊24,與所述數據分析模塊21連接,用于存儲所述分析統計數據、所述報警信息、所述維修保養信息及所述優化建議。
由此可見,本實施例中,數據存儲、加工、處理、分析、統計等都在云服務器上完成,系統的穩定性、可拓展性較強。
具體來說,所述數據展示模塊22包括:WEB展示單元及APP展示單元;
所述WEB展示單元,用于將所述工業鍋爐實時監控數據及所述經濟數據采用圖形客戶端軟件進行組態編輯,生成實時數據曲線及歷史數據曲線,和實時數據表和歷史數據表;根據所述分析統計數據生成鍋爐統計報表;;根據所述報警信息、所述維修保養信息及所述優化建議生成報警記錄表、維修建議統計表及專家建議報表;將所述實時數據曲線、所述歷史數據曲線、所述實時數據表、所述歷史數據表、所述鍋爐統計報表、所述報警記錄表、所述維修建議統計表及所述專家建議報表進行WEB發布,以供WEB端進行訪問。
本實施例中,鍋爐運行的實時數據及歷史數據通過實時數據曲線及歷史數據曲線展示;實現了鍋爐運行數據(包含鍋爐出力、鍋爐負荷率、鍋爐運行效率等)、經濟數據(耗燃料量、運行成本、銷售收入、預計利潤等)等統計數據的展示;為用戶返回鍋爐運行優化建議、鍋爐安全預警信息、報警信息統計、鍋爐維修保養信息等。
所述APP展示單元,用于將所述工業鍋爐實時監控數據、所述分析統計數據、所述報警信息、所述維修建議統計表及所述優化建議進行編輯,以供APP客戶端進行展示。舉例來說,APP客戶端展示時主要通過實時監控、數據分析、優化建議、維修保養、安全警報等模塊進行展示。
如此,本實施例可根據鍋爐配備的設備儀表反映的實際情況,及時向用戶推送設備更換、維護保養信息;調用系統順序控制邏輯,查找明顯存在問題的運行數據,推薦用戶進行狀態檢修,將問題消除在未爆發之前,避免事故發生。
在本領域普通技術人員可以理解:實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執行時,執行包括上述各方法實施例的步驟;而前述的存儲介質包括:ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
還需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。