IoT技术在备用电源行业中的应用.pdf
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1、应用研究30与车辆302023年第4期移动电源IoT技术在备用电源行业中的应用田蔚芙(湖南涉外经济学院,湖南长沙410 2 0 5)摘要:边缘网关读取柴油发机组控制器和其它传感器信息,通过3G、4G、Wi Fi 等无线传输方式接入互联网,云管理系统为应急备用电源设备提供设备管理、故障报警管理、智能运维、大数据统计分析、备品备件管理、客户管理、账号管理等功能进行综合性管理的平台,具有实时监控、实时故障告警、故障诊断、智能运维管理等多种业务,其中实时监控设备运行数据进行远程监控,提供全面的运维管理、智能分析故障告警,实现了预测性维护。在机组日常维护管理中,监控人员难以2 4h实地掌握柴油发电机组状
2、态,但可以根据移动终端接收到的报警信息或故障信息,分权限级别及时向相关人员汇报并得以及时处理,及时消除隐患或完成维修,保障备用电源系统机组处于良好的在线备用或运行状态。关键词:IoT;备用电源;智慧云网Doi:110.3969/j.issn.1003-4250.2023.04.008中图分类号:TM624文献标志码:A文章编号:10 0 3-42 50(2 0 2 3)0 4-0 0 30-0 61引言物联网(IoT)是在互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术建构的一个关联万事万物的“Internet ofThings,通过约定的协议将原本独立存在的设备相互连接起来,并最终实现智能识
3、别、定位、跟踪、监测、控制和管理的一种网络。目前物联网产业发展迅速,推动了各行各业智能化发展。柴油发电机组作为备用电源普遍应用于各行各业以提供应急或备用供电,具有使用场景复杂和地点分散的特点,备用电源云管理系统开发具有以下积极的意义:1)出于设备管理方面的需求,可实现基于设备李生工业设备仿真可视化管理,设备全生命周期的全景数据管理,包括合同、生产、出厂、安装、运行、故障、运维及退役等八个阶段的管理过程。实现柴油发电机备用电源的数据采集、监控、运行管理、故障管理、设备状态监测和设备管理及分析等功能。从而降低设备的故障率,提升设备安全运行稳定性、提升设备运行效率,提高用户满意度。2)从日常运维管理
4、方面的需求,建设备用电源云管理系统,利用备用电源云管理系统开展设备智能运维,实现柴油发电机组数字化管理和运维精细化管理,提高运维服务效率,提升服务水平。基于大数据、人工智能算法建立预测性维护模型,提前预防故障;根据实时故障信号,及时处理设备故障处理流程;售后服务工单协同,优化人员行程,配合专家库及专家知识,控制故障处理过程及质量。“智能运维中心 可使运维人员足不出户便可实现之前现场巡视、现场调取数据、现场沟通判断等工作和差旅,公司内部专家中心信息共享协同处理疑难问题,从而提升了设备维护、维修等工作效率,大大降低了运维人员的数量和差旅成本。3)从用户体验角度可以带来相关附加价值,如主动预防性运维
5、、快速服务反应等提升了用户的满意度,同时用户移动端帮助用户随时随地掌握设备状况,增加了用户的体验好感,进而增加了用户的黏性,为新增设备延保服务、新增设备退役更换服务、新增新场景采购等提供了及时信息和品牌影与车辆31移动电源2023年第4期响力,助力业务拓展。据了解,目前国内备用电源机组生产头部厂家和控制器厂家如郑州众智,以及为国内机组厂家供应控制器的国外品牌如DEIF等,以及目标为全行业提供云管理系统的厂家如特斯拉云!、孚创“发电熊猫”等均开发了相关的基于IoT技术的云管理平台,具有较多共同性能特点和个性特点,由于备用电源行业企业规模和运营战略、数据的保密和安全、排他竞争等因素和原因,各种云管
6、理系统都有其对应的应用领域和客户。2IoT技术在备用电源行业的应用技术方案组成和内容2.1系统组成系统由柴油发电机组、机组状态监测各类传感器、机组控制器、嵌入式系统为基础的数据采集终端、GPRS无线数传模块、天线模块、服务器、监控系统平台等组成。一是实现远程后台与现场系统间的通讯和数据交互,进而完成基本的远程测控功能;二是建立易于随时随地访问、长于数据处理、便于服务业务拓展的后台服务系统,以及建立或选择相适应的运行环境平台2 。备用电源云管理系统原理示意图如图1所示。诚油发电机烤机炜许制激GPPS热纳邦快使金控系规平台PC教#网户手机VAP发活用户图1备用电源云管理系统原理示意图2.2备用电源
7、云管理系统通常需完成以下功能和软硬件开发2.2.1云系统需开发的面对用户侧的主要功能主要功能如下:(1)手机APP功能(iPhone/安卓等系统兼容)1)实时数据监控;2)实时报警提醒;3)日常维保提醒;4)售后录入功能;5)售后台账管理;6)实时视频监控;7)二维码管理;8)关键词搜索;9)远程控制功能;10)移动办公室平台。(2)电脑后台功能列表1)网页版登陆平台;2)企业信息管理;3)地图监控平台;4)实时WEB视频监控;5)维保参数管理;6)iERP分层组织管理;7)批量机组绑定;8)机组资料批量录入;9)数据统计管理;10)自定义角色权限。2.2.2备用电源云管理系统需配置的智能边缘
8、计算网关以数据采集功能为基础边缘计算网关,通常支持阿里云、华为云、百度云、腾讯云等互联网云数据上传,具有一体化平台的网络化、多功能系统,通过用户指定的通讯协议和通讯介质(如RS232/422/485通讯方式、CAN通讯方式等)送到远方监控后台,完成后台对整个现场的监控6 ,如图2所示,具有的功能如下:(1)协议支持Modbus_RTU、M o d b u s _T CP、CDT、D L47 6、D L6 45、I EC 10 1、I EC 10 4、O PC、BACnet等;支持通过云端OTA升级的方式扩展规约库来支持其他协议,支持MQTTv3.1(或3.1版本以上)。(2)组网方式RS485
9、、LO R A、有线LAN。(3)边缘计算网关支持历史数据存储,存储时间间隔为5分钟,存储时长30 天,可调整;边32与车辆322023年第4期移动电源缘计算网关支持历史数据断网主动上送,自动判断与云端连接状态,记录断网时长,主动上送断网时间内的历史数据,(4)支持历史数据召唤传输,边缘计算网关通过MQTT订阅获取互联网云平台下发历史数据召唤命令,上送要求时间段内的历史数据。(5)工业设备连接数据接入中心时,基于移动4G网络,支持MQTT协议,为保证通道安全,采用TLSV1.2算法加密,通过发布与订阅机制实现数据传输;固件升级采用HTTPS协议获取固件,并通过MD5校验固件更新。边缘计算网关通
10、过MQTT协议订阅获取互联网云平台固件版本升级信息,通过HTTPS协议获取更新程序或配置3。(6)支持互联网自动对时,支持云端与边缘计算网关对时。(7)边缘计算网关接收和发送日志消息(8)就地计算,云端通过远程配置方式下发自定义计算脚本,设备端可生成、上传、存储计算点。(9)边缘网关支持数据的清洗和加工,过滤无效数据,给云端提供熟数据。设备总览T63027177072189i1068910689AI图2 系系统界面示例12.2.3SaaS应用软件IoT云系统为备用电源设备提供设备管理、故障报警管理、智能运维、大数据统计分析、备品备件管理、客户管理、账号管理等功能进行多方面综合性管理的云端平台,
11、可以完成机组状态实时监控、实时机组故障告警、故障诊断和预防预测、智能化运行和维护管理等多种业务,其中实时监控机组运行数据,通过全面的运维管理和智能分析故障告警,实现了预测性维护。系统界面示例2 如图3所示。(1)实时监控:实时刷新采集机组运行中的各类数据,与预设值比较及时发现异常情况,便于快速进行故障定位和故障排除,避免事故扩大。系统监测发动机、发电机等参数,查看运行数据曲线,实现精细化管理,保证设备的安全运行。(2)运行分析:长期运行后系统中会积累大量可利用数据,可以通过对机组各类历史数据进行大数据分析,完整掌握设备的各项性能指标,并完成图表分析汇总,为运维工作提供可以参考的支撑依据。统计故
12、障报警的数据,精准评估设备的健康和寿命情况。分析历史机组事件,以图表形式为系统的设备改造和系统升级提供数据支持。完成按时间、按工况等类别的系统运行数据分析,便于总结规律提高机组运行效率;设备监控预警分析,预防性预警性保障设备安全稳定运行;通过数据分析结果汇总,为业主方经营管理者提供相关决策依据。(3)故障报警管理:通过声音和界面图标闪动等方式实时推送告警和故障事件,便于值班人员及时发现并处理异常情况;反馈实时机组状态,优化充电启动等管理提高蓄电池使用寿命;多角度和方位视频监测机组,可直观地看到机组运行状况,如是否有较大振动或过热部位;实时监测运行环境,通过传回的各类传感器数据掌握温湿度及消防等
13、状态。实时信息负载发电市电控制器自动停机AUTOSTOP手动启动MANUALSTARTC/OC/O合闸分间合闸/分闸Open/CloseOpen/Close图3系统界面示例233与车辆2023年第4期移动电源(4)智能运维功能:故障报警智能化处理流程,故障信息同步传递到各岗位人员从而快速驱动运维工作,同时实现了运维工作的自动化,提高了运维工作效率;周期性提醒便于设备维护更新,与网络互联或VPN系统互联实现自动远程参数设置和软件升级。依据大数据分析机组状态,精准到人完成推送。出现故障事件时可一键完成处理,系统实现了闭环管理且保留相关记录。系统支持多人短信、app消息定期和不定期推送。系统界面示例
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- IoT 技术 备用 电源 行业 中的 应用
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