[发明专利]一种开放式旋转机械监测平台

说明书

本发明涉及一种开放式旋转机械监测平台，它包括开放式硬件平台、可重构软件两个层面，其中开放式硬件平台是信息处理中心，采用符合国际规范的开放式体系架构和接口标准，采用高速RapidIO数据交换、1Gbps以太网控制数据交换的两层数据全交换模式，可实现硬件平台的全互连；采用IPM监测各模块的状态以及对机箱温度智能管理。本发明采用设计了一种应用于旋转机械状态监测的开放式体系，能够支持系统各个硬件模块的互联互通，可升级、可扩展方面极大提高；软件设计采用应用软件与底层硬件解耦合方式，支持系统功能重构、应用功能即插即用。

技术领域

本发明属于计算机领域，适用于旋转机械状态的监测，实现采集数据的高速、可靠传输和计算等。具体涉及一种开放式平台体系。

背景技术

现代机械工程中的机械设备朝着大型化、重载化和高度自动化等方向发展，同时也出现了大量的强度、结构、振动、可靠性以及材料和工艺等问题，设备损坏事件时有发生。当机械设备即将出现故障和出现故障时，它无法像人一样通过语言来表达，因而得不到及时的维护维修，最终可能导致装备的损坏甚至报废。据统计，大型旋转机械装备全寿命周期的使用和保障费用占总费用的72％，装备保障费用日益庞大，经济可承受性不可回避。为此，围绕着提高装备运行安全性、任务可靠性、降低设备生命周期成本(LCC)的专业需求，通过采集各类传感数据(环境数据、性能数据、状态数据等)，采用信息处理平台，建立旋转设备健康管理工业互联网，具有现实意义。

传统的信息处理平台研制开发方式带来的主要问题具体表现在三个方面，一是信息处理平台采用相对封闭的体系结构，设备间的兼容性和通用性较差，维修保障困难；二是信息处理平台计算功能与硬件绑定，系统升级改造难以通过软件重构实现；三是信息处理平台研制面向硬件，研制周期长、资源消耗大、研制费用高。

本发明采用开放式理念设计一种信息处理平台体系，满足高速实时计算任务的计算要求，实现处理系统资源共享、协同工作和按需处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种开放式旋转机械监测平台，通过软/硬件设计实现了一种开放式平台体系，满足了旋转机械状态实时监测的需求。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种开放式旋转机械监测平台，包括硬件和软件两个方面：硬件平台采用开放式设计，通过总线和协议的标准化，实现监测系统各个硬件模块的互联互通，可升级、可扩展；软件采用可重构设计，通过实现应用软件与底层硬件解耦合，以及中间件技术，实现系统功能重构、应用功能即插即用。

所述开放式硬件平台，采用符合国际规范的开放式体系架构和接口标准，便于功能模块的在线升级；所有计算节点通过高速总线连接，通过对不同计算节点功能进行划分，实现不同模式下的信息处理硬件重构，使系统能快速完成各类计算任务；增加系统设计的灵活性，支持任务可迁移、功能可重组、系统可重构。

可选的，开放式硬件平台由刀片服务器内插计算刀片、交换刀片、采集刀片组成，所有刀片均遵照标准进行加固设计，以使系统具备抗恶劣条件工作的特性。

进一步，开放式硬件平台基于标准总线协议，采用网络高速数据交换和灵活的拓扑结构，满足不同任务实时、高效的数据传输及交换需求，实现系统的柔性扩展。

进一步，开放式硬件平台的硬件层采用高速RapidIO数据交换、1Gbps以太网控制数据交换的两层数据全交换模式，实现硬件平台的全互连。其中RapidIO数据交换网络是数据交换的数据通道，用于实现平台内部模块间大容量数据交换；1Gbps网络是控制通道，用于管理、控制和系统资源监控等功能，包括内部计算节点的回波和中间处理数据的交换和分发；

进一步，采用IPMI(智能平台管理总线)监测各模块的状态以及对设备状态的智能管理。

进一步，开放式硬件平台基于高速总线和标准协议全互连架构，各计算节点相互独立；各扩展平台通过标准总线和接口实现数据交互，实现系统扩展与重构。