[发明专利]一种复杂机电系统健康分级监测装置

说明书

本发明提供了一种复杂机电系统健康分级监测装置，包括设备层、通信网层，数据管理层、数据应用层；通信网层包括并列独立运行的健康网层和控制网层；其中设备层用于采集船舶设备的运行状态信息，并向健康网层上传船舶设备的运行状态信息中的健康数据，向控制网层上传船舶设备的运行状态信息中的事件数据；健康网层将接收到的健康数据解码后发送至数据应用层；控制网层将接收到的事件数据解码后发送至数据应用层；数据应用层用于根据接收到的解码后的健康数据和事件数据进行故障诊断；数据管理层用于接收、储存和管理历史信息。本发明具有实时、可靠、易维修、标准化的特点。

技术领域

本发明属于复杂机电系统健康状态检测技术领域，具体涉及一种复杂机电系统健康分级监测装置。

背景技术

电动船舶是一种采用电力系统作为动力源的新能源船舶，是船舶工业发展智能化、绿色化的趋势之一。船舶复杂机电装备通常涉及到机械、电气和液压设备，由众多部件组成、空间分布紧密、结构层次多，耦合性强，而且设备主要采用长时间运行模式，在特殊工况下需要短时超速运行。装备的这种多工况使用对监控实时性、响应能力等也提出了更高的要求；舰船装备中异构设备众多、自动化程度高、数据信息量庞大、所涉及通信协议较多，需要以统一标准的方式实现内外实时数据及信息的交互和共享。由于现实客观要求，现有的监测系统对实时性、响应能力、互联互通、可靠性、可维性等都无法满足上述复杂工况和特殊的需求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种复杂机电系统健康分级监测装置，满足电动船舶的多工况运行需求，属于状态检测及故障诊断的一个标准化通用模块，具有实时、可靠、易维修、标准化的特点。

本发明采用的技术方案是：一种复杂机电系统健康分级监测装置，包括设备层、通信网层，数据管理层、数据应用层。其中通信网层包括并列独立运行的健康网层和控制网层；其中设备层与各个船舶设备对应设置，设备层用于其对应的该采集船舶设备的运行状态信息，并向健康网层上传该船舶设备的运行状态信息中的健康数据，向控制网层上传船舶设备的运行状态信息中的事件数据；健康网层将接收到的健康数据解码后发送至数据应用层；控制网层将接收到的事件数据解码后发送至数据应用层；数据应用层用于根据接收到的解码后的健康数据和事件数据进行故障诊断并生成控制信息反馈至设备层，用于控制船舶设备的运行状态；数据管理层用于接收、储存和管理来自通信网层的健康数据和事件数据以及来自数据应用层的故障诊断结果的历史信息；其中健康数据是指各个船舶设备周期上传的状态数据，用于反映系统在上电后各个设备健康状态；事件数据是指各个船舶设备在工作过程中实时上传的瞬态数据，用于反映系统工作状态的连续变化过程。

上述技术方案中，设备层在各个船舶设备长时间运行过程中，以快照形式按照一定频率记录采集状态数据，状态发生异常则触发瞬态录波数据记录机制，将异常前后的数据以录波形式存储生成录波数据；同时对能使船舶设备出现严重故障的状态数据进行分析判断，产生“是否允许系统继续工作”的判断结果，所述的状态数据、录波数据、判断结果生成的综合信息作为健康数据。设备层根据判断结果控制设备层对应的船舶设备的运行状态。

上述技术方案中，设备层在各个船舶设备处于瞬态工作过程中，采用摄像方式实时记录各个船舶设备的录波数据，用于描述各个船舶设备的工作和运行特性，并判断自身控制状态以生成综合信号，所述录波数据和综合信号生成的综合信息作为事件数据。设备层基于综合信号内容控制设备层对应的船舶设备的运行状态。

上述技术方案中，所述健康网层包括多个不同的协议解码器；健康网层通过对应的协议解码器解析来自不同船舶设备的健康数据，并将解码后的健康数据按照统一的通信协议发送至数据应用层。

上述技术方案中，控制网层包括RSLinx服务器；RSLinx服务器通过EIP协议与设备层进行通信，用于获取事件数据；RSLinx服务器基于EIP协议向数据应用层发送解码后的事件数据。