解决方案

供水管网漏损及智能化监测改造解决方案

 一、系统架构介绍

开发的系统中所应用的技术是基于.Net Core,技术成熟稳定又能保持先进性。采用B/S架构使系统集中部署分布使用。有利于系统升级维护;采用微服务系统架构进行功能设计,使得能快速扩展业务功能而不会影响现有系统功能的正常使用,可根据实际业务量进行部分功能扩容,在满足系统运行要求的同时实现成本最小化。系统采用分布式部署,系统功能隔离运行,保障系统整体运行的稳定性。

1、系统架构、技术图

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2、技术路线

2.1、采用B/S(浏览器/服务器)三层架构

应用系统架构应支持3-tier(三层业务应用架构包括界面层、业务逻辑层、数据访问层)服务模式,提供开发应用程序的更大的灵活性和可扩展性。

系统开发采用基于B/S的架构。

B/S结构,即Browser/Server(浏览器/服务器)结构,用户界面完全通过WWW浏览器实现,一部分事务逻辑在前端实现,但是主要事务逻辑在服务器端实现,形成所谓三层体系结构。B/S结构利用不断成熟和普及的浏览器技术实现原来需要复杂专用软件才能实现的强大功能,主要特点是分布性强、维护方便、开发简单且共享性强、总体拥有成本低。

B/S架构的软件只需要管理服务器就行了,所有的客户端只是浏览器,根本不需要做任何的维护。所以客户机越来越“瘦”而服务器越来越“胖”是将来软件的主流发展方向,这使得升级和维护越来越容易而使用越来越简单。

软件系统的改进和升级越来越频繁,B/S架构的产品明显体现出更方便的特性。无论系统的用户规模有多大,有多少下级部门都不会增加任何维护升级的工作量,所有的操作只需要针对服务器进行,如果是不同地点只需要把服务器连接上网即可立即进行维护和升级,这对人力、时间、费用的节省是相当惊人的。

2.2、采用.Net Core技术架构

.NETCore是由微软推出的跨平台开源框架,它可以在Windows、MacOS和Linux等多个操作系统中运行,并且可以在多个体系架构(包括x64和x86)中使用。.NETCore的模块化设计使得应用程序仅依赖其实际使用的部分,从而提升了应用程序的安全性和性能。

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.Net Core有如下特点:

跨平台兼容性: .NET Core可以在不同的操作系统上运行,包括Windows、MacOS 和Linux,这使得.NET Core在开发跨平台的应用时具有很大的优势。

高性能: .NETCore采用Just In Time(JIT)和Ahead Of Time(AOT)两种编译技术,可以将IL代码编译成本地代码,从而提高了应用程序的性能。此外,.Net Core还支持Ahead Of Time编译器,这可以在编译时就将IL代码转换成本地代码,进一步行提高性能。

命令行工具: .NETcore提供易于使用的命令行工具,可以用于启动应用程序和命令行测试。这种命令行界面使得开发者可以更容易地管理和运行自己的应用程序。此外,.netcore还支持与DotNet Core的互操作性。

模块化设计: .NET core的模块化设计使得每个模块只依赖于其所需的部分,从而提高了安全性和性能。此外,这种模块化设计还使得应用程序更易于维护和扩展。

安全性: .Net Core在设计时就考虑到了安全性问题,它提供了一些安全特性,如特性(Attribute),这些特性可以用于描述数据序列化和强制安全性等,并且可以限制通过实时(即JIT)编译器优化的代码进行调优。同时,.NET Core的模块化设计也使得应用程序更容易进行安全审计和控制访问。

面向服务的体系架构(SOA): .NET微服务架构通过将应用程序划分为多个服务,每个服务都可以是HTTP服务、WCF服务等,从而实现了面向服务的体系构建。这样的架构使得应用程序更加灵活,易于扩展和维护。

2.3遵循XML数据标准

数据传输和处理应采用XML(可扩展标记语言)规范标准进行设计,并采用标准的XML语言来描述系统接口,以适合可持续发展战略。增强对数据描述和数据传送能力,提高系统开放性。XML提供描述不同类型数据的标准格式。

XML(eXtensible Markup Language,可扩展置标语言)是由W3C(World Wide Web Consortium,互联网联合组织)于1998年2月发布的一种标准,它是一种数据交换格式,允许在不同的系统或应用程序之间交换数据,通过一种网络化的处理机构来遍历数据,每个网络节点存储或处理数据并且将结果传输给相邻的节点。它是一组用于设计数据格式和结构的规则和方法,易于生成便于不同的计算机和应用程序读取的数据文件。

XML是一种使用标记来标记内容以传输信息的简单方法。标记用于界定内容,而XML的语法允许自行定义任意复杂度的结构。这使得XML具有以下特性:

通过使用可扩充标记集提供文档内容的更准确说明

可用标准化语法来验证文档内容

使用户与应用程序之间文件交换更容易

支持高级搜索

将文档结构与内容分开,易于用不同形式表现相同内容

XML改进用户响应、网络负载和服务器负载

XML支持Unicode

XML还有其他许多优点,比如它有利于不同系统之间的信息交流,完全可以充当网际语言,并有希望成为数据和文档交换的标准机制。

由于XML具有以上诸多特性,使得它的实际应用范围十分广泛。采用基于XML的网络管理技术采用XML语言对需交换的数据进行编码,为网络管理中复杂数据的传输提供了一个极佳的机制。XML文档的分层结构可以对网络管理应用中的管理者-代理模式提供良好的映像,通过XSLT(Extensible Stylesheet Language Transformations)样式表可以对XML数据进行各种格式的重构和转换,加上XML已经被广泛应用于其它领域,各种免费和商业的XML开发工具发展异常迅速,因此使用XML来定义管理信息模式和处理管理信息十分便利。

XML能成为网络管理中值得研究和使用的工具,必须具备一些其它网络管理技术所不能提供的特性,主要表现在如下几个方面:

复杂数据处理优势

XML是一种结构化数据,它简单的编码规则使得可以使用ASCII文本和类似HTML的标记来描述数据的任何层次,通过DTD或XML Schema来定义元素的顺序和结构,DTD和XML Schema提供了一种发布数据改变的正规机制。使用XML对比工具来比较新、旧两个XML Schema文件,就能得到数据的哪些特征、选项或是输出标记发生了变化的详细情况。

使底层数据更具可读性和标准性

目前网络中传输的底层数据通常根据网络协议的不同,而采用的编码规则不同,虽然最后在传输的时候都转化为二进制位流,但是不同的应用协议需要提供不同的转换机制,在协议所能理解的数据与二进制数据之间进行转换。这种情况导致网络管理站在对采用不同协议发送管理信息的被管对象之间进行管理时很难实现兼容性。但是如果这些协议在数据表示时都采用XML格式进行描述(XML的自定义标记功能使这一需求成为可能),这样网络之间传递的都是简单的字符流,可以通过相同的XML解析器进行解析,然后根据XML的标记不同,对数据的不同部分进行区分处理,使底层数据更具可读性和标准性。

2.4、组件技术和模块化构造

开发要求基于业务层组件提供完整的可扩展能力,为项目建设提供支持。同时系统采用模块化构造,具有良好的开放性、可扩展性,可以根据业务拓展需求不断进行调整、组合、开拓新功能。

软件开发的重用手段从最初的源代码、目标代码、类库(面向对象技术),发展到今天的组件式开发技术。组件是具有某种特定功能的软件模块,它几乎可以完成任何任务。组件以其较高的可重用性产生了一种崭新的软件设计思路,它把硬件以芯片为中心的工艺思想恰如其分地融合于软件的分析、设计和施工之中,使得以组件形式开发软件就像搭积木一样容易,组件技术是迄今为止最优秀也是发展最快的一种软件重用技术,它比较彻底地解决了软件开发中存在的重用性、适应性差和周期长等问题。

由于政策、市场的变化,作为业务处理平台的信息系统能否灵活、低成本地随之变化,关系到信息化建设能否与时俱进的问题。虽然采用“参数驱动”方法在一定程度可减少因业务需求改变而对应用软件进行的调整,但是,参数驱动也有许多局限性。例如,在系统设计和开发阶段就把将来的业务需求、业务处理规则所有的变更可能性都考虑周全,这既不现实,也不可能。往往在业务需求进行较大调整时,应用软件也必须进行相应的改动。另一方面,应用软件的改动又不允许对正常的业务处理活动产生影响,业务部门在考虑推出经营措施时,经常要考虑业务系统是否提供技术支持,这就是“技术导向”型业务系统的弊端。如何使应用软件能根据业务需求的变化进行调整,真正使信息系统从“技术导向”型转变为“业务导向”型,采用组件(构件)技术(也称CBD技术,CBD为Component Based Software Development的缩写)和软件总线技术是解决上述问题的有效手段。

组件(构件)技术是以软件架构为组装蓝图,以可复用的软件组件(构件)为组装预制块,支持组装式的软件复用。

软件架构——是对系统整体设计格局的描述,它为CBD提供了构件组装的基础和上下文。

软件组件(Component)——是指应用系统中可明确辨识的构成部分。

可复用组件(Reusable Component)——是指具有相对独立的功能和可复用价值的构件。

使用CBD技术,有利于发掘不同系统的高层共性,保证灵活和正确的系统设计,对系统的整体结构和全局属性进行规约、分析、验证和管理。将构架作为系统构造和演化的基础,可以实现大规模、系统化的软件复用,减少应用软件的开发周期,提高软件产品的质量、应用软件的灵活性和对业务变化的适应性,是今后大规模信息系统应用软件实现技术的发展方向。

2.5、动态缓存技术

采用动态缓存技术减少对业务系统的访问负荷,利用缓存技术,解决诸多问题:

(1)性能:将相应数据存储起来以避免数据的重复创建、处理和传输,可有效提高性能。比如将不改变的数据缓存起来,例如国家列表等,这样能明显提高web程序的反应速度;

(2)稳定性:同一个应用中,对同一数据、逻辑功能和用户界面的多次请求时经常发生的。当用户基数很大时,如果每次请求都进行处理,消耗的资源是很大的浪费,也同时造成系统的不稳定。例如,web应用中,对一些静态页面的呈现内容进行缓存能有效的节省资源,提高稳定性。而缓存数据也能降低对数据库的访问次数,降低数据库的负担和提高数据库的服务能力;

(3)可用性:有时,提供数据信息的服务可能会意外停止,如果使用了缓存技术,可以在一定时间内仍正常提供对最终用户的支持,提高了系统的可用性。

动态缓存技术通过数据生成周期、命中率等系列控制手段将用户对动态数据的访问实现缓存,避免频繁访问数据库或业务系统,从而能够为动态数据提供高并发访问。

2.6、静态化页面技术

应采用静态化页面技术,静态化页面是将动态数据和信息通过一定的转换和运算变为静态化页面发布,这样可最大程度地利用系统提供的缓存技术实现快速高效的数据访问。结合动态缓存技术和静态化页面技术,通过内容管理的发布机制,可为大量的动态数据提供良好的访问效率,提高系统整体性能。

2.7、数据传输交换技术

数据传输交换技术运用于系统对接,数据传输交换主要采用以消息队列、XML、ETL、分布式调度技术相结合的核心技术。

(1)ETL技术

ETL,Extraction- Transformation-Loading的缩写,即数据抽取(Extract)、转换(Transform)、装载(Load)的过程,它是构建数据仓库的重要环节。ETL是将业务系统的数据经过抽取、清洗转换之后加载到数据仓库的过程,目的是将企业中的分散、零乱、标准不统一的数据整合到一起,为决策提供分析依据。通过ETL,我公司可以基于源系统中的数据来生成数据仓库。ETL为我公司搭建了OLTP系统和 OLAP系统之间的桥梁,是数据从源系统流入数据仓库的通道。

基于ETL过程实现数据有效整合,ETL过程是本项目建设的关键步骤,利用ETL工具实现各业务的异构数据库系统和文本、电子表格等文件系统格式的数据整合和集成,并针对具体的每个分系统编写具体的数据转换代码,来一起完成从原始数据采集、错误数据清理、异构数据整合、数据结构转换、数据转储和数据定期刷新的全部过程。

(2)消息队列

消息队列(MQ)是一种应用程序对应用程序的通信方法。应用程序通过写和检索出入列队的针对应用程序的数据(消息)来通信,而无需专用连接来链接它们。消息传递指的是程序之间通过在消息中发送数据进行通信,而不是通过直接调用彼此来通信,直接调用通常是用于诸如远程过程调用的技术。排队指的是应用程序通过队列来通信。队列的使用除去了接收和发送应用程序同时执行的要求。MQ是数据交换的实现方式之一,用于不同系统之间的数据发送和订阅。

(3)基于XML的数据交换规范

目前网络中传输的底层数据通常根据网络协议的不同,而采用的编码规则不同,虽然最后在传输的时候都转化为二进制位流,但是不同的应用协议需要提供不同的转换机制,在协议所能理解的数据与二进制数据之间进行转换。这种情况导致网络管理站在对采用不同协议发送管理信息的被管对象之间进行管理时很难实现兼容性。但是如果这些协议在数据表示时都采用XML格式进行描述(XML的自定义标记功能使这一需求成为可能),这样网络之间传递的都是简单的字符流,可以通过相同的XML解析器进行解析,然后根据XML的标记不同,对数据的不同部分进行区分处理,使底层数据更具可读性和标准性。

3、应用支撑技术

3.1、数据库

使用PostgreSQL作为数据库,PostgreSQL是一款开源且功能强大的数据库管理系统。它可以运行在Linux、Unix、Mac OS、和Windows等平台上,默认端口为 54432。

3.2、网关

采用Nginx作为代理服务,Nginx,是一款轻量的Web服务器和反向代理服务器。Nginx是基于REST架构风格,以统一资源描述符(Uniform Resources Identifier)URI或者统一资源定位符(Uniform Resource Locator)URL作为沟通依据,使用HTTP协议提供各种网络服务,它是一个高性能的Web和反向代理服务器。

Nginx以其内存占用少,并发能力强大,启动极快等特点,在互联网项目中大量应用。它的特点包括高并发能力强、占用内存少、并发能力强、高可靠性以及支持热部署。

3.3、服务路由

采用Ocelot作为API网关,Ocelot是一个使用.NET Core实现的开源API网关,主要用于处理微服务架构中的请求路由和身份验证等问题。

Ocelot的功能强大,包括路由、请求聚合(即将多个小的路由合并为一个大路由,以提高性能效率)、服务发现、服务发现、限流熔断、负载均衡、以及与Service Fabric和Consul等服务发现工具的集成。

此外,Ocelot还支持WebSocket协议、身份验证、鉴权、缓存、重试策略、QoS控制、负载均衡、日志等功能。Ocelot还提供了强大的日志、追踪和相关性功能来帮助开发者监控、调整和优化系统的表现。

3.4、统一认证

使用JWT认证技术。JWT(JsonWebToken)是为了在Web应用间传递声明而设计的一种基于JSON的开放标准。在统一认证中,JWT主要用于生成和验证令牌,这个令牌可以在不同的系统或服务间进行传递,用于标识用户的身份。

在统一认证中使用JWT,主要步骤如下:

生成令牌:用户在登录时,服务器验证用户的信息的合法性,如果验证成功,生成并返回一个Token。这个Token可以用于用户后续的身份验证和授权操作。

传递Token:用户可以使用这个Token访问服务器上的受保护资源。例如,在一个API网关中,用户可以通过传递Token的方式,进行跨服务的访问。在这个过程中,Token可以存储在用户的本地(例如浏览器的Cookie或者LocalStorage)或者在服务器端进行存储,以供后续的验证使用。

验证Token:在用户进行请求时,服务器会验证Token的有效性,以确定该请求是否应该被接受。这个验证过程通常包括对Token的签名进行解密,以验证Token的完整性和真实性。

使用Token:一旦Token被验证通过,服务器将允许用户访问受保护的资源,或者进行后续的请求。在这个过程,Token的信息(例如用户ID,角色等)可以被用于进行后续的授权决策。

JWT的优点在于其能够在不同的系统和服务间进行传递,并且由于Token的信息被加密,可以有效地防止信息泄露和篡改。

3.5、服务注册中心

采用Consul作为服务注册中心。Consul是一个开源的服务发现和配置工具,它可以在微服务架构中起到重要的作用。在统一认证的场景中,Consul主要扮演了以下几个角色:

服务注册与发现:Consul通过DNS或HTTP接口使服务的注册和服务发现变得非常容易,一些外部的服务,例如SAAS提供的服务,也可以一样注册5。这使得客户端在调用服务时,可以通过Consul快速找到并调用服务,从而实现统一认证。

健康检查:Consul提供了健康检查功能,可以快速告警在集群中部署的服务。和服务发现集成,可以防止将服务转发到故障服务上,从而保证了认证的可靠性5。

配置管理:Consul可以作为配置中心,支持动态刷新,可以将工程中配置信息保存在Consul中,从而实现统一的认证配置管理1。这对于统一管理和控制认证相关的配置信息非常有帮助。

一致性读:在进行一致性读时,Consul提供了严格模式和宽松模式两种选择。严格模式下,除了需要leadership返回数据外,还要确认当前leader唯一,如果超过半数节点响应是,则返回数据,否则返回失败。这可以确保在进行认证请求时,获取到的数据是最新且一致的,从而提升了认证的准确性2。

TLS鉴权:Consul支持使用Tls对服务端和客户进行鉴权,这对于保护认证过程中的数据安全非常重要。

总的来说,Consul在统一认证的过程中,通过提供服务注册与发现、健康检查以及配置管理等功能,帮助实现了统一认证,并通过严格的一致性读和TLS鉴权,保证了认证的安全性和准确性。

3.6、统一配置中心

使用Apollo作为配置中心。Apollo是携程集团研发的一款开源配置管理中心2。Apollo的目标是帮助开发者集中化管理应用的不同环境、不同环境的配置,并确保配置修改后能实时推送到应用程序。

Apollo支持4个主要的维度来管理Key-Value类型的配置:

应用:管理应用相关的配置

环境:管理不同环境的配置

集群**:管理不同集群的配置

命名空间:管理不同命名空间下的配置

Apolle基于开源模式开发。在使用Apolle时,配置修改后,客户端能在1秒内接收并通知到应用。此外,Apolle还具备规范的权限和流程治理等特性。

3.7、接口框架

使用Swagger框架技术。Swagger 是一个用于生成和描述API的框架,它可以帮助开发者更有效地管理和使用API。Swagger提供了一种规范的方式,可以让人与计算机无需访问源代码、文档或网络流监控就可以发现并连接服务。

编辑3.8、分布式事务

使用CAP分布式事务组件。CAP(Consistent, Available, Partition tolerant)是分布式系统中一个重要的概念,它描述了一个分布式系统在面对网络分区(Partition)时,如何在一致性(Consistency)、可用性(Availability)以及分区容错性(Partition tolerance)之间进行权衡。

一致性(Consistent):意味着写操作之后的所有读操作,必须得到相同的结果。

可用性(Available):意味着只要收到用户请求,服务器就应该给出回应,不应该出现无法响应的情况。

分区容错性(Partition tolerance): 在分布式环境下,可能会出现分区(Partition,比如网络分区)的情况,这种情况下,系统应该能够继续运行,不会因为分区而导致系统无法使用。

3.9、分布式OSS文件系统

使用MinIO作为文件存储系统。MinIO是一个开源的对象储存服务,它基于Apache License版本2.0开源软件许可协议。MinIO是一个高性能、分布式的存储系统,它支持多种存储类(包括S3兼容性、文件存储和区块存储),并具有出色性能和可用性。

MinIO的主要特点包括:

简单性:MinIO使用和安装非常简单,没有额外的对象存储可以像它一样在最快的速度内实现从生产环境的部署。

高性能:MinIO是世界上最快速的对象存储,无论在32个NVMe驱动器节点和100Gb网络上发布的GET/PUT结果都超过了325 Gi/s和165 Gi/s2。

Kubernetes原生支持:通过原生Kubernetes运营商集成,MinIo 支持所有主要的Kubernetes发行版。

S3兼容性:MinIo 提供了与Amazon S3兼容的API,这意味着你可以使用现有的S3客户端和工具来与其交互,这种兼容性使得将现有S3数据和应用程序迁移到MinIo变得容易。

安全性:Minio提供了多种安全功能,包括数据加密、ACLs、策略管理和认证,以确保存储的安全。

开源:MinIO 采用Apache License v3.0开源协议,是开源软件,可以免费使用和进行修改。

可扩展性:MinIOS 是一个高度扩展的对象存储,可以轻松地扩展来适应不断增长的需求。

分布式存储:MinIO将数据存储在分布式集群的对象中,它可以轻松地扩展到多个节点,从而提高存储容量和性能。

在实际使用中,可以在Windows、Linux、macOS和Docker等平台上运行MinIO服务器,并可以使用它来存储大容量非结构性数据,如图片、视频、文档、备份数据和虚拟机/容器镜像等。

3.10、缓存数据

使用Redis进行数据缓存。Redis作为一种开源、高性能的对象存储系统, 它内置了多种数据结构类型, 包括字符串(String)、哈希(Hash)、列表(List)、集合(Set)和有序集合(Sorted Set)等, 这些数据类型可以满足各种复杂的数据存储需求。

3.11、消息队列

使用Rabbmit消息队列技术。RabbitMQ是一个开源的消息中间件,它提供了高可用、可伸缩、灵活性和可靠性等特性。它是轻量级且易部署的,能满足大规模、高并发的需求。Rabbitmq 是使用Elang编写的,具有并发性、分布式和容错性等优秀特性,因此,它非常适合用于企业级的应用场景。

RabbitMQ主要由以下几个部分组成:

生产者(Producer):发送消息的程序。

消费者(Consumer):接收消息的程序。

Exchange:负责将消息路由到队列的组件。RabitMQ的Exchange有四种类型:direct、topic、header、fanout,它们分别用于不同的场景,如广播、匹配、路由和全量发送等。

Queue:存储消息的缓存区。消息会被发送到Queue中,然后消费者从Queue中获取消息进行处理。

RabbimQ的主要特性如下:

持久性(Persistence):消息被持久化,即使节点崩溃,消息也不会丢失。这是通过将消息存储在硬盘上实现的,以确保在发生节点崩溃后消息仍然存在。

确认机制(Acknowledgement):发送方在发送完消息后,接收方可以返回一个确认信息。这个确认信息可以确保消息已经成功发送到了RabbitMQ。如果消息发送失败,系统会自动尝试重新发送。这种机制可以保证消息的可靠传输。

重试机制(Retry):当消息发送失败后,系统会自动进行重试。这样可以保证消息的送达,即使出现网络波动等情况。

RabbimQ的应用场景非常广阔,主要包括但不限于以下几个方面:

异步处理:将耗时的任务放到消息队列中,以提高系统响应速度和吞量。例如,在订单系统中,可以将发送电子邮件等操作放到RabbitMQ队列中进行异步操作。

应用解耦:通过RabbitMQ将不同的应用程序解耦,使得它们之间的依赖关系变得更低,提高了系统的灵活性,例如,在电商系统中,可以通过Rabbitmq将订单系统和商品系统进行解耦。

数据流处理:使用RabbitMQ实现数据流处理。例如,在一个物联网应用中,通过RabbitMq将设备数据进行采集和处理,以支持实时监控和数据挖掘。

3.12、流程引擎

使用Elsa Work Flow框架技术。Elsa Work Flow是一个.NETCore下的开源流程框架,它提供了强大的功能和灵活性。Elsa工作流框架支持XAML工作流程定义,可以使用Visual Studio或者其他XAML编辑器来创建和编辑工作流程。此外,Elsa工作流程引擎可以执行复杂流程,并支持并行、等待、暂停和恢复等功能,还提供了丰富事件和操作,以便在工作流程执行期间进行处理。它还支持插件和扩展功能,可以轻松地将自定义的活动、操作和条件集成到现有的工作流程中。

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3.13、运维监控

使用WGCLOUD用于运维监控。WGCLOUD(全称:WonderGauge Cloud)是一款开源的运维监控系统,基于Java语言开发,是一个微服务架构的、分布式的监控系统,核心功能模块包括:服务器群集监控,ES集群健康监控,CPU、内存、数据监控,服务心脏检测,应用进程监控,磁盘IO监控、系统负载监控、监控告警信息的推送等。

二、智能管控平台

1、智能化平台

在选煤厂的智能化系统中,各个模块都需要使用账户管理、角色管理、权限管理等功能,部分模块还需要对功能进行配置,为方便用户统一管理和提高系统的安全性,开发基础管理平台,提高智能化系统管理的效率,降低数据管理过程所消耗的人力等资源,增强系统数据传输的可靠性和安全性。

支持对用户账户和角色、查看及操作权限(按功能模块及界面)、全厂设备的管理和配置。

支持嵌入煤矿系统,实现统一管理。

1.1、角色权限管理

功能包括用户的统一认证模块、授权和管理模块(包括系统内的用户、角色、权限等),设备的集中配置管理模块(包括:监控设备、报警设备、各种服务器进行集中配置管理),数据接入管理(对网络监控系统的专用视频监控及数据接入集中管理),支撑服务管理(包括:配置服务、队列服务、任务调度、缓存服务、数据库等服务模块的统一配置管理),服务模块物理部署可根据实际情况部署在不同的服务器上,中心管理单元进行统一的运维监测模块部署,从逻辑上将分散在不同物理机上的各种服务引擎统一逻辑管理和配置,进行统一管理。

支持根据系统需求设定角色,包括新增、删除、修改、查询功能。

支持根据角色设置管理使用权限,菜单和数据表单按权限使用。

不同层次用户通过关联角色确定使用权限。支持为单个用户设定角色,也支

持为角色批量选择用户。

1.2、设备管理

设备管理是企业生产运行的重要组成部分,它涉及到设备的采购、使用、维护和报废等多个环节。为了提高设备管理的效率和效果,我们需要开发一套完善的设备基础数据管理模块,实现对全厂设备的统一规范化管理。

首先,我们将设备按照不同的类型和自身属性进行分类,将其分成系统管理、工艺设备管理和供应商管理三部分。这样的分类有助于各个模块在设备管理中更加便捷地调取和处理数据,提高数据管理的精准性和实时性。

1.系统管理:这部分主要负责对设备的静态信息进行管理,如设备的基本参数、采购日期、使用寿命等。通过对这些信息的统一管理,有助于企业全面了解设备的使用状况,为设备维护和更新提供数据支持。

2.工艺设备管理:这部分主要负责对设备的运行状态进行监控和管理,如设备的运行速度、负荷率、故障记录等。通过对这些运行数据的实时分析,可以及时发现设备的异常情况,提高设备的运行效率和安全性。

3.供应商管理:这部分主要负责对设备供应商进行评价和管理,如供应商的信誉度、产品质量、售后服务等。通过对供应商的评估和筛选,确保企业采购到高质量的设备,降低设备采购的风险。

在设备管理模块的开发过程中,我们需要充分利用现代信息技术,如大数据、云计算和人工智能等,实现设备的智能化管理。这些技术可以对设备的数据进行实时采集、分析和处理,为企业提供精准的决策依据,提高设备管理的科学性和智能化水平。

1.3、功能模块配置管理

功能模块配置管理在现代系统中具有举足轻重的地位。为实现系统灵活性,多数模块功能需实施配置。此类配置使系统得以根据场景及需求进行适应性调整,以满足多样化的业务需求。然而,实际应用中,我们发现大部分功能配置完成后,鲜有频繁修改之必要。因此,我们将此类功能配置置于后台进行统一管理,以便更有效地维护及更新系统功能模块。

后台统一管理的功能模块配置涵盖数据字典、看板页面及用户权限等。数据字典为系统核心组成部分,负责存储与管理各类业务数据。通过对数据字典进行配置,系统实现数据的统一管理,确保数据的一致性与准确性。看板页面则是以可视化方式向用户展示系统数据的重要途径。通过对看板页面进行配置,用户可便捷地查看与分析数据,从而作出更为明智的决策及优化业务流程。

此外,用户权限管理亦为功能模块配置之关键环节。通过设定不同用户角色之权限,系统得以确保用户在合法范围内操作数据,降低数据泄露与误操作风险。同时,用户权限管理还能实现对企业内部信息的有效控制,维护企业利益。

1.4、业务流程中心

业务流程中心,这一系统的强大之处在于其全方位支持业务的工作流程配置及管理。凭借直观的图形化界面,用户可以轻松配置业务的各个环节,如分支、并行、串行、条件触发、分发和通知等,实现业务流程的灵活定制。

在流程执行过程中,通过实时的流程监控功能,企业能够清晰地掌握流程的每一步进展。一旦有任何异常情况,系统会立即进行预警,确保业务流程的顺利进行。

为了更好地满足企业的实际运营需求,业务流程中心还允许根据实际情况灵活调整和优化审批流程和审批人。这一特性使得企业能够迅速适应各种业务变化,提高工作效率。

基于现有的生产相关业务,业务流程中心可快速进行工作流的配置。不仅如此,系统还支持对工作流程的调整,包括修改节点顺序、更换操作人和启用/禁用操作步骤等,为企业提供全面的流程管理支持。

总的来说,业务流程中心不仅提升了企业的工作效率,还通过强大的灵活性和可扩展性满足了企业的个性化需求。通过这一系统,企业能够实现业务流程的自动化和智能化,为未来的发展奠定坚实基础。

1.5、消息中心

在信息化时代,实时、准确地获取和处理信息对于企业和组织至关重要。为此,我们推出了一款定制化的消息中心系统,该系统能够根据用户的需求,对各类信息进行精细化管理,实现高效的信息传递和处理。

一、系统特点

1.分类定制:消息中心系统能够根据单位、业务、用户和用户组对系统信息进行分类管理,让用户快速定位所需信息。例如:报表更新、停机故障、维修工单、报警信息、安全隐患等。

2.个性化配置:用户可根据自身需求对消息进行定制化配置,包括消息内容、消息模板、推送时间和方式等。

3.统一接口:消息推送提供统一的调用接口,便于全系统共享,提高资源利用率。

4.  多渠道推送:支持移动应用APP、Web端推送功能,让用户随时随地接收重要信息。

二、功能模块

1.定制消息推送:用户可选择特定消息内容、消息模板,并设定推送时间和推送人,实现精准消息传递。

2.接口共享:提供统一的调用接口,降低系统开发成本,提高消息推送效率。

3.推送方式:支持多样化的推送方式,包括移动应用APP、Web端等,满足不同用户的需求。

4.信息安全管理:系统严格遵循信息安全标准,确保用户数据和隐私安全。

三、应用场景

1.企业内部通知:企业可利用消息中心向员工发送重要通知,如会议安排、业务变更等,提高信息传递的及时性和准确性。

2.故障预警与维修:消息中心可实时推送设备故障预警和维修信息,便于相关人员及时处理,降低故障影响。

3.安全监管:系统可实时推送安全隐患信息,提醒用户及时排查,确保企业安全运营。

4.报表更新:消息中心可定制化推送报表更新信息,方便用户及时查看和分析数据。

2、生产管理

2.1、生产计划管理

生产计划用于宏观排产,并在生产时跟踪生产进度。生产计划提供录入年度生产计划和月计划(模板)的窗口,可按照年度计划拆分月度计划,支持计划中进度、质量、数量的调整。计划包括入洗原煤量、各品种煤产量、煤泥产量及矸石产量,各产品煤质指标、生产过程能耗指标。用户可以 Web 端上创建生产计划, 并在移动应

用 APP 上进行查看。最终计划可细分到日计划、班计划以指导每日、每班生产。

生产计划可以按日、月进行单独调整。支持一键生成计划对应产品,手动快速录入、修改。支持计划中期进度、数量、质量调整的功能。编制、上报统计报表,与上级管理部门沟通计划编制与完成情况。

2.2、产量管理

产量数据是生产报表、生产看板、能源消耗计算等很多模块的数据来源。在产量报表模块中,通过接入 PLC 皮带秤数据,自动记录当月皮带秤瞬时数据,记录每班、每日原煤、产品煤、煤泥、矸石的产量数据;定时生成班、日、月、年产量报表,对订阅的用户自动推送报表订阅消息;支持按班、日、月、年查看历史产量数据。

2.3、调度管理

支持调度员在系统中分类记录当班发生的系统运转情况、问题事故情况、上传下达指示内容、交接班遗留问题,为选煤数据管理平台采集生产时间、事故、原料煤调入及仓储等信息。

系统连接 PLC 实时读取并记录生产系统的带煤时间和停煤时间,由调度员确认入洗原煤类型、停煤原因,并形成带煤量的统计报表。调度员可以在调度管理模块进行上传下达事项的记录,并可以进行历史记录的查询。

(1) 启停车记录

当生产系统停车时,系统连接 PLC 读取设备的实时状态,按照生产系统停车逻辑分析停车系统及停车时间,自动生成生产系统停车记录,包括系统启车、停车时间,由调度员确认停车的类型并分析具体原因。

(2) 停送电记录

与停送电流程审批结合,记录设备的停、送电的过程,包括停送电时间、申请人、设备信息的记录。

(3) 当班记录

调度人员记录在班次中生成过程出现的具体问题。

(4) 调度日志

对全厂生产、质量、销售、机电、消耗、安全等信息进行汇聚整理,对每日生产作业计划执行情况进行汇总。

及时分析产量和质量波动、设备状况等,生成分析图表。自动形成调度日志、日报、交班、停送电、临时检修、报警处理等内容的文档。

2.4、排班管理

排班挂历包含了班次设置、排班管理、排班查询等功能。系统支持开放性的班次设置功能,可以进行倒班或者值班的设置,可以指定哪个班制为生产班。这样,工厂里的管理人员在进行排班的时候就可以方便快捷的把不同的上班计划分配给不同的工作人员。此外,通过班次设置里的生产班配置可以让系统里的所有生产数据、业务流程数据、统计数据按照工厂里正在生效的倒班制度生成计划、报表以及统计数据。

系统支持对生产倒班人员进行排班,也支持对管理人员的值班进行排班。排班使用勾选人员、勾选班次的方式生成排班计划。排班后会生成排班计划列表以供查询。系统提供在 Web 端和移动应用 APP 的排班查询。用户可以按月查询全厂的排班,也可以只查看自己的上班计划。对于已经生成的排班计划,管理者可以根据情况进行微调。

2.5、生产运行统计

生产运行统计集合了选煤厂日常生产的重要生产数据,是选煤厂日常管理、生产评价的重要数据来源。生产运行统计的数据主要包括:产量产率统计功能提供用户按班或按天录入每天的生产产量,包括入洗原煤量、精煤和分品种产量、中煤(混煤)产品、煤泥产量及矸石产量。系统根据用户录入的生产产量对照已有的生产计划,自动计算生产计划的完成情况、精煤产率等。支持按照日、月、季或自定义时间段生成产品平衡表。支持按照班、日、月、年或自定义时间段形成灰分曲线、水分曲线、产量及回收率柱状图等。当班产率低于目标产率时,能标红显示,并可链接到精煤产率分析模块查看未达标的原因。

2.6、产品销售数质量统计

产品销售数质量统计功能提供用户按照日期、运输方式、用户类型、产品类型查询统计产品销售数质量情况。按照产品类型生成销售曲线或饼图,自动根据产品需求自动判断合格率、稳定率。

2.6.1、生产 KPI

系统自动采集的系统运行信号,成为了生产 KPI 指标计算的数据来源。系统自动计算并生成系统平均带煤量、系统运行时间分布、月万吨煤事故率重要的生产评价指标。这些指标是选煤厂管理评价的重要依据。

(1) 平均带煤量

可按时间(班、天、月、年)、分班次、查询显示系统的入洗量、带煤时间、平均带煤量。

(2) 月万吨煤事故率

可按时间(班、天、月、年)、分班次、查询显示不同系统的万吨煤事故率,包括生产影响、机电影响、安全影响的时间统计,通过查看事故详情了解事故的原因。

2.7、能耗管理

能耗管理是对选煤厂的主要消耗材料,包括水、电、药、介、风、油的日常消耗进行记录、统计和分析。

(1) 能耗台账

系统实时采集现场各类能源数据,通过补水电磁流量计采集生产水耗数据,通过风包流量计采集生产风耗数据,通过药剂流量计采集生产药耗数据。同时提供人工录入界面,按班录入介质的消耗数据。

(2) 能耗统计

对每日、月、年的能源消耗情况进行统计,并生成统计报表。能耗报表是以 生产管理里的能耗记录里每班的流水数据为基础,定时生成水电药介的消耗日报、月报和年报。在能耗报表里,系统会自动将一个生产日的白夜班数据相加计算当 日的能源累计消耗;此外,系统会根据这一段时间的原煤入洗量,计算不同能源 的每班、每天、每月及每年的吨煤消耗量。能源的吨煤消耗量可以更加客观的反 应能源消耗的程度,可以用于班组对比和生产考核。

(3) 能耗分析

系统以班组为单位累积,可以实现班组间纵向对比和同类对比,为班组考核提供依据;具备对每日、月、年的能源消耗结果进行分析,算出最大、最小、平均能耗,与理论值进行对比,并用表格和图表的形式进行展示。对于消耗异常的情况,系统分析指出可能的耗能原因,支持对每班的能源消耗数据异常及可能原因自动向相关人员推送策略。

2.8、煤质管理

展示煤质质量检测数据,可按时间范围、分成不同班组、采样时间、系统、产品多维度查询检测数据,检测数据会按不同类型合计、加权平均等形式展示。例如可快速灵活查询某段时间的加权灰分,并结合图形的方式,让查看者更容易判断质量的趋势。

(1) 在线煤质数据采集

采用智能的检测化验设备,自动输出数据或配备数据输出接口,为选煤数据管理平台采集原煤、产品的各种质量信息、各种试验研究数据。

对原煤和产品的基础煤质信息(水分、灰分),利用现有的灰分仪和水分仪直接获取,并接入综合管理系统,全程无需人工检测及录入数据,保证数据的实时性、可靠性和准确性。

①对接灰分仪、水分仪系统,实时获取灰分、水分数据,上传数据管理平台。

②根据发热量计算模型,推算发热量。

③在看板上实时原煤和产品煤的当前灰分、水分、发热量数据。

④提供当前和历史灰分、水分、发热量数据查询界面。

(2) 离线煤质数据管理

对离线化验数据(如粘结指数、胶质层指数、有害元素等)和工艺研究的实验数据(按实验类型分成快灰、水分、快浮、班灰),支持利用现有模板直接导入系统,并根据导入时间、化验或实验类型进行查询。煤质化验中存在的离线数据,通过统一的煤质文件模板录入,将煤质化验的结果上传系统完成煤质信息的数据同步。

(3) 煤质统计分析

按煤质统计要求,进行数据统计、分析,提供数据分析图表,进行煤质变化趋势分析。支持会按不同类型合计、加权平均等形式展示。例如可快速灵活查询某段时间的加权灰分,并结合图形的方式,让查看者更容易判断质量的趋势。 利用分析结果,进行原煤及产品的数质量预测、为应对市场变化与指导选煤生产提供支持。对关键煤质标准设定预警值,监测煤质的异常波动,及时预警。

3、机电管理

3.1、日常管理

建立机电设备档案,包括设备分类与编码、设备基本信息、附属设备信息、设备的日常维护数据、大中修记录、设备润滑记录、故障记录及处理方式。实现维修工单执行及故障维修信息应及时录入,包括故障类型、现象、原因、后果和影响、预防对策等。

车间机电绩效考核及机电事故信息、计算分析设备的使用率、完好率、待修率、事故率、新度系数等。

3.2、运行管理

设备的动态运行信息包括:设备运行时间及过煤量、故障、检修信息、维护与润滑信息,设备点检信息、设备综保信息与各种保护信息、设备由噪声、振动、温度检测等得到的在线监测故障信息、设备隐患与缺陷的跟踪管理信息等。按不同条件对单台设备的动态运行信息进行统计,对设备工况与变化情况、运行状态、初期故障及恶化趋势进行综合分析,获得设备实时运行状态,尽早发现故障前兆。

设备运行智能管理,以在线检测的设备实时状态为基础进行动态分析,实现自动预警与及时采取响应措施,实现对设备各关键检修与维护时间节点的预警。

对单台设备的动态运行信息进行全面分析,结合在线故障诊断与点检数据,进行故障预警。

计划统计

计划统计具有四个方面的功能:

(1) 计划编制:生产计划用于宏观排产,并在生产时跟踪生产进度。根据历史资料、市场变化、生产系统情况,自行编制年度生产与经营计划,并分解与下达月度、季度计划。最终计划可细分到日计划,并可用以制定每班的生产计划。计划内容包括全年或每月计划入洗原煤量、精煤和分品种产量、中煤/洗混煤产量、煤泥产量及矸石产量,各产品灰分等。支持计划中期进度、数量、质量调整的功能。

(2) 汇总统计:通过选煤数据平台采集原煤、产品、商品煤数质量信息、消耗指标、经济效益等各种计划与实际信息,汇聚生产时间及事故、主要财务数据、各种效率信息、设备完好率、关键生产环节的产品指标等信息。

(3) 分析与指导:以不同时间节点进行计划与实际指标的统计对比分析,根据实际情况进行计划调整,指导生产实际。进行历史数据分析,纵向对比找出各种指标变化趋势,指导计划编制与实际生产。

(4) 上报与沟通:编制、上报统计报表,与上级管理部门沟通计划编制与完成情况。用户通过模板导入原煤密度组成数据,系统可根据实验数据自动绘出该粒级原煤的可选性曲线,

4、技术管理

经验工具软件

(1) 可选性曲线绘制

(2) 精煤产率预测

根据可选性计算可进行插值计算;给出实际灰分,计算理论精煤产率和理论分选密度;或者给出实际精煤产率,计算理论精煤灰分和理论分选密度,得到最优的重介密度,用于指导生产实践。

(3) 发热量计算

根据矿井所在煤田,结合专家经验和选煤厂历史数据,利用计算机强大学习能力,构造发热量计算的经验公式,其中不确定的因素包括煤质特征、选煤厂工艺特性、检测仪器仪表特性(灰分仪、水分仪的准确性),形成针对特定选煤厂的准确的发热量计算工具。用户输入煤质的灰分和水分值,即可获得发热量数据,用于根据在线计量的灰分和水分值,推算产品煤的热值。

(4) 配煤计算

根据商品煤要求,用配煤计算工具,利用线性规划方法,可利用多种煤的煤质指标、价格来配置商品煤,得出最佳配比。也可以给出多个配比,人工选择, 用于快速核算商品煤的价格,同时作为基础模块,用于智能配煤模块中,实时配煤比例计算。

4.1、知识资料管理

提供煤质、设备、图纸、方案、生产、机电、技术、安全、职工教育等多层级资料分类,支持用户自定义分类名称和层级结构;用户可以按类别单独或批量上传电子资料;用户可以资料分类、资料名称、上传时间、上传人的资料查询功能,并支持在线浏览和下载;

5、节能与环保管理

5.1、节能管理

为选煤数据平台釆集用电量与污染信息。记录全厂用电台账,形成分班、分月、分年的统计图表及历史曲线,实现班组间纵向对比和同类对比。

5.2、环保管理

选煤厂已实现洗水闭路循环,无外排水。

6、协同管理

6.1、流程管理

(1) 根据实际办公流程搭建任务协同管理平台,平台可基于现场的实际情况,对审批流程、审批人进行灵活调整和优化流程。支持线上会签等不同的审批方式。基于现有生产相关业务配置工作流;支持对工作流程的调整:修改节点顺序;更换操作人;禁用/启用操作步骤;支持流程的终止、撤回等异常处理。

(2) 对于有很高的时效性的工作协同流程,实现移动端、Web 端消息的实时推送提醒,减少人为的沟通,快速的推进业务。工作/消息的推送可达到

以下要求:

在任务流和工作流中,按步骤实现按人推送、按角色推送;

实现任务执行按时提醒,任务超时提醒;

支持定时提醒、针对范围精准推送提醒;

支持不同端(手机、Web)的推送配置。

6.2、日程/会议

(1) 日程管理:个人可以按照日期建立工作安排,并可以将日程协同他人,被通知人可以接收协同通知,并根据自己和他人的工作日程安排工作事宜。支持按照日期的日程新建、修改、删除;可添加需要协同的人到日程中,并发送协同提醒;可查看本人和被协同的日程,合理安排工作事宜。

(2) 会议管理:可建立会议日程,并添加相关参会人,被添加人将会收到会议提醒。支持按照日期的会议新建、修改、删除;可添加参会人,并向参会人发出会议提醒;可查看本人和参与的会议,合理安排时间;

支持在线语音和视频会议。

6.3、任务管理

(1) 多种创建任务方式,任务可由工作计划、设备告警、管理人员等创建;

(2) 任务进度动态实时把控,任务全流程监管;多级消息提醒,不遗漏任何一个任务进度提醒;

(3) 多种使用终端,包括 PC 端、手机移动端,满足各种工作使用场景;

(4) 内置选煤厂多种定制化业务模板;

(5) 精准推送,能够根据企业自己业务需求,自动将任务分配给指定部门或员工;

(6) 通过标签对数据进行分类定义,快速查询、精准定位;

(7) 任务数据统计,各类工单任务的统计在 Web 端后台,可以通过任务统计记录,查询所有的任务内容;

(8) 任务模板配置,任务模板配置中,通过动态表单,自定义任务工单的表单内容;

(9) 通过流程编辑器,制定符合业务流程的任务流程。从而形成自定义的专业任务。

6.4、知识资料

(1) 支持本人创建、编辑、删除资料;

(2) 支持查看和下载他人创建的资料;

(3) 支持多种格式文件类型,包括文档、图片等;

(4) 支持按照不同业务分级分类管理资料

6.5、即时通讯

(1) 可与好友在线文字沟通,语音沟通,发送文件。

支持添加和删除好友;

支持好友管理,比如分组、标签;支持好友信息和聊天记录查看。

(2) 支持群组聊天功能,包括文字、语音沟通,发送群组文件。

支持创建和解除群组,管理群组内成员;

支持群组管理;

支持群组信息和聊天记录查看。

6.6、公告通知

可查看由系统管理人员发布的公告通知。

公告通知支持按照指定人发布。

6.7、通讯录

可查看通讯录中的人员信息。

可在协同工具比如日程、会议、任务等,添加通讯录中的人员。

7、安全管理

安全管理主要包括安全检查、事故处理功能,通过安全检查,安全防护,减少和控制危害,减少和控制事故,尽量避免生产过程中由于事故造成的人身伤害、财产损失以及其他损失。

7.1、安全检查

实现安全检查管理流程闭环管理,按照 PDCA 执行原理,从发现、执行、检查,通过系统对每个步骤进行追踪、提醒督办。

检查人员通过移动应用 APP 使用“图片、语音、视频”多种手段清晰准确地记录安全检查结果,并将检测结果留存,异常发出整改要求,形成整改报表。

隐患整改设定整改日期,系统自动跟踪,监督隐患及时整改;在整改日期前提醒整改人及时处理,超出整改日期推送对应领导进行追责。

支持按不同安全检查事项,快速查询导出打印。

支持对安全隐患分类统计和分析,对隐患较多的设备或区域提醒安全管理人员强化措施,消除隐患。

7.2、事故处理

事故管理模块针对安全事故,记录事故报告记录、汇总存档,支持上传现场照片、现场短视频和现场录音,方便查询和调阅。支持按时间(班、天、月、年)、分班次、查询显示不同系统的生产事故、机电事故、安全事故,了解事故的原因。

8、智能停送电

生产现状

目前现场停送电流程复杂,需要人工填写纸质停送电审批单,并需要专人执审批单找领导签字确认,整体流程审批与办理时间长,人员劳动强度大,并且停送电审批流程与操作记录不易追溯。

智能化方案

停送电管理是利用智能终端,对停送电流程进行信息化、智能化升级,实现停送电业务的自动流程化管理,实现电子停电牌、电子记录、无纸化停送电作业。本项目涉及原煤仓下配电室、筛分车间配电室、主洗车间低压配电室、主洗车间高压配电室、产品仓下配电室,共 5 个配电室。

功能

设备状态展示:界面显示所有设备的状态信息;

筛选查询:支持查询对权限内相关所有停送电任务进行筛选查询;

任务进程:任务相关人员可查看任务详细信息以及任务进程;

权限管理:根据需要设定各种权限;

身份验证:对于每个停送电任务流转环节都可进行身份验证;

消息推送:停送电任务在流转至下个环节时会向各个相关人员发送消息通知;

任务分解:当任务审批完成后时,系统自动将任务分解为单设备停送电任务向下一环节流转;

8.1、停送电管理系统

审批流程

停送电审批流程模块支持根据设备间逻辑关系和生产连接关系制定停送电智能化管理逻辑,实现自动判断、职能审批,减少人为误判疏漏。智能停送电支持停送电申请、审批、电工配电室操作、验电、试车等整个停送电的全流程。

申请停电

支持停电申请人在各个终端填写停电申请单。在申请停电时,APP 可通过人脸识别机制进行身份核查,待申请送电时再次进行人脸识别身份核查,保证停送电申请人一致性,防止申请送电失误造成生产或机电事故。系统支持各种类型停送电申请,不同类型停送电配置不同的业务办理流程。系统支持申请停送电设备关联上下游设备,避免人为原因对相关设备停送电工作的遗漏。

调度审批

停电申请人申请停电后,系统自动向调度员推送停电申请消息,提醒调度员及时审批。系统提供 WEB 端停送电申请单审批功能。调度员可按系统、按设备、按单号等多种方式进行停电申请筛选及审批。调度员操作审批动作时,系统自动与设备 PLC 模块通信获取实时设备状态信息,设备只有在停车就地状态下才能审批通

过,生产运行中的设备系统自动拦截调度审批动作。

电工停电

调度审批通过的停送电申请单,不论是主设备还是关联设备,系统都会自动以设备为单位,向电工推送停电任务提醒。如调度同时审批多个停送电申请单关联同一设备,系统只向电工推送一次停送电任务提醒,电工按照任务执行停电工作,不会因为多人申请设备停电造成工作混乱。

电工可根据任务提醒到对应的配电室进行设备断电操作。配电室外接门禁系统,内接视频监控系统。电工进入配电室需通过门禁扫脸进入,非授权人员不能进入配电室,保障配电室安全。系统自动记录门禁进入信息,可随时查看视频监控信息,方便跟踪追查。

电工进入配电室后,可在触控终端查看当前配电室停送电任务,平台直观展示停送电设备所在配电柜及设备运行状态,电工在进行设备断电操作后,可在触控终端进行停电确认,也可在手机端 APP 执行停电确认。停电确认时,需进行扫脸验证电工身份,保证停送电记录的可靠性,同时系统自动检测设备 PLC 状态,非断电状态不允许停电确认,防止电工误操作带来安全隐患。

验电

电工停电后,系统自动向停电申请人推送设备断电通知,提醒申请人验电检修。申请人可在手机 APP 端验电确认。验电时可通过手机查看配电室设备控制开关运行状态,并通过拍照、录像上传或视频监控等方式进行二次确认。验电后, 系统自动对验电设备增加电子锁,电工可在配电室触控终端查看设备加锁数量。电子锁是保证送电安全的重要因素。

检修

停电申请人验电完成后,系统自动向施工参与人推送开始检修提醒,保证检修工作及时开工,节约时间成本,提高人员效率。

申请送电/试车

检修完成后,停电申请人需在手机 APP 端申请送电或试车。申请时,需扫脸验证停送电申请人一致,保障操作安全。申请送电或试车后,系统自动变更电子锁数量。

检修工作中,试车是较常见但复杂的业务环节,可能出现多次试车,反复检修的情况。系统自动记录试车过程,对试车过程中的停送电申请进行自动业务逻辑判断,合理监控,准确进行停送电任务推送。保证相关设备所有停电申请人都申请送电或试车时送电,保证相关设备所有停电申请人都申请送电或试车后停电时停电。防止因人工漏判停送电申请而错误执行停送电任务。

电工送电

系统根据电子锁数量判断送电合法性,当电子锁数为 0 时,允许送电,系统自动向电工推送送电任务提醒,多人同时申请同一设备送电只生成一个送电任务, 推送一条送电任务提醒。电工按照任务执行送电工作,不会因为多人申请设备送 电造成工作混乱。

电工进入配电室后,可在触控终端查看当前配电室停送电任务,平台直观展示停送电设备所在配电柜及设备运行状态,电工在进行设备断电操作后,需在触控终端进行送电确认,也可在手机端 APP 执行停电确认。停电确认时,需进行扫脸验证电工身份,保证停送电记录可靠性,同时,系统自动检测设备 PLC 状态, 非带电状态不允许送电确认,防止电工误操作带来安全隐患。

对于高压设备停送电,电工可在线查看到高压工作票,并按照高压操作票执行高压停送电任务。

送电完成

当设备的所有检修工作都完成后,系统自动向调度员推送设备完工提醒,调度员结合生产任务设置设备集控/就地状态并安排生产。

8.2、智能停送电 APP

支持相关人员发起停送电任务申请,并实现身份验证;

支持查看停送电任务执行进度;

支持相关人员审批,审批时可增加批注或者意见,并实现身份验证;

支持相关人员接收及查看停送电任务;

支持相关人员记录执行过程,上报任务完成情况,并实现身份验证;

支持相关人员进行停送电任务完成确认,并实现身份验证;

支持按照停送电任务的时间、类型、区域、设备、人员等筛选条件,查询相关停送电任务信息;

支持按照设备号查询虚拟锁当前状态。

8.3、数据上传

支持相关人员发起停送电任务申请;

支持查看停送电任务完成进度;

支持相关人员审批,审批时可增加批注或者意见;

支持相关人员记录执行过程,上报任务完成情况;

支持相关人员进行停送电任务完成确认;

支持按照停送电任务的时间、类型、区域、设备、人员等筛选条件,查询相关停送电任务信息及统计结果;

支持对门禁机进行管控;

支持按照设备号查询虚拟锁当前状态。

8.4、智能操作台

8.5、门禁机

在高低压配电室安装门禁,当工作人员进入配电室时,通过门禁终端进行人员信息比对识别,只有经过授权的人员才能打开配电室,同时对前端采集的人脸信息进行记录存储。实现人员进入进来时间人员记载,提供设备或网络毛病报警、非法闯入报警、门开超时报警、非法刷卡报警以及胁迫报警等。

三、智能决策

1、生产情况分析

按照国家与行业标准、规定等的要求,进行选煤厂的生产情况综合分析,对产品指标与控制参数的先进性,工艺的合理性进行评价,针对存在问题给出优化解决方案。

1.1、精煤质量预警分析

当中间产品或入仓总精煤出现灰分异常,可以根据提前选定规则(超限、偏离、趋势)进行精准预警。根据系统里预先设定的策略进行消息推送、超灰原因分析并给出供决策者参考意见。

统计功能可按时间查询不同班组的异常次数,根据分析原因统计哪几种问题出现最多,促进厂内分析改善。

1.2、平均小时带煤量分析

平均带煤量是考核选煤厂入洗能力的重要指标。平均带煤量为实际入洗量除以有效生产时间(有效生产时间为开机时间减去空运时间),按班统计,如平均带煤量连续两个班次低于设计入洗量,则必须组织分析。系统基于生产大数据,通过分析找出带煤量异常的原因,直接给出专家建议和应采取的应对措施,分析结果自动推送给对应负责人。

平均带煤量功能的目标包括:充分发挥系统能力,保证入洗量;及时发现生产或煤质方面的问题,及时解决、避免事故或降低事故的影响;对选煤厂和班组进行评价。

1.3、精煤产率分析

精煤产率分析能针对不同的入仓总精煤,在已知精煤理论产率的情况下,可以确定考核的精煤产率,系统可以根据选煤工艺先分析精煤产率低的可能原因,根据生产、质量等多模块海量积累数据,进而分析出异常原因。统计功能可按时间查询不同班组的异常次数,并根据分析原因统计哪几种问题出现最多,促进厂内分析改善。

1.4、介耗超标分析

当班合介桶密度下降过快、加介次数非正常增多时,操作员确认非入洗量增加的原因,即可判断介耗增加,启动系统介耗异常预警。启动预警以后,应对有关岗位(人员)进行任务推送。有关人员接到任务后,应立即按要求检查处理并反馈检查处理结果。对有问题的检查处理结果按脱介效果、磁选回收效果、跑冒滴漏等进行排序,形成对介耗超标的定性分析,存入专家数据库。

推送检查任务内容如下:检查脱介弧形筛脱介效果,包括弧形筛磨损情况及间隙;检查脱介筛脱介效果,重点是喷水(水压和水量大小、水质)、筛面堵塞和筛板磨损等情况。检查磁选机运行情况,包括入料量大小、浓度、液位高低及溢流等情况。

2、设备运行分析

2.1、可监测故障种类

(1) 旋转机械变形、磨损、不平整、流体不规则、热力不平衡、喘振、谐振、异

物进入及碰撞、整流器外形磨损、变形、紊流、装配不当或设计缺陷

(2) 旋转机械不平衡、转子磨损、转子掉块、轴系不平衡、动静件、 碰磨

(3) 旋转机械平行不对中、角度不对中、综合不对中、热变形不对中

(4) 轴弯曲、轴热变形、轴裂纹

(5) 滚动轴承点蚀、磨损、剥落、脱离、润滑不良等故障

(6) 滑动轴承的油膜涡动、油膜振荡、间隙、油压判定

(7) 变速箱及齿轮磨损、断齿故障等

(8) 部件松动、基础结构松动

(9) 各部件、主轴、基础共振等

(10) 检查旋转机械修误差及结果、预测潜在故障、判定故障发展趋势

2.2、轴承资料库

轴承库包含多种厂家和型号的轴承,用户可以精确查找任意轴承的特征频率。轴承特征频率计算功能助力快速识别轴承故障。

2.3、诊断模型融合点检、在线的测点

创建设备模型时,融合了点检、在线的测点,即可单独绑定,也可结合使用。设备下所有测点都可以绑定到诊断模型 。

2.4、多数据源诊断

(1) 针对整个设备进行诊断时,诊断的数据来源可以单独使用在线或者单独使用点检数据,也可在线、点检数据联合诊断

(2) 可根据本地数据源进行诊断

2.5、多级诊断

(1) 可针对整个设备进行设备级诊断,诊断时结合该设备测点在一段时间内的数据进行全面诊断

(2) 可针对点检或在线的单个测量数据进行巡检项级诊断

2.6、故障案例库

在完成巡检项级别诊断或设备级诊断后,可将典型故障加入故障案例库,积累企业故障案例及解决经验 。

2.7、生成设备诊断报告

设备诊断结论可生成诊断报告,诊断报告中包含特征图谱、故障结论,故障危害,故障建议等

诊断案例库可生成诊断报告,包含案例解读、故障危害、维修建议,诊断结论等信息

诊断报告支持导出为 word 、PDF文档

2.8、AI 智能诊断功能

可通过设备多维度历史运行数据,基于专家系统、人工神经网络、模糊逻辑、支持向量机原理进行 AI 智能诊断功能。

2.9、系统支持故障案例、诊断案例的持续记录、积累

支持监测数据直接记录到故障案例库;支持人工录入典型故障案例。

支持诊断案例库功能,案例库可记录故障分析过程、结论等,并可查看分析时用的关键图谱。

2.10、系统支持自动生成数字化故障报告

支持自动生成数字化诊断报告,完整记录故障相关的全部信息,无需人工填报,包括但不限于:关键监测数值、波形图、频谱图等相关的专业图谱;数字化诊断报告支持下载,且可通过 Microsoft Office、WPS 等工具查看。

2.11、寿命预测

可对设备寿命预测和劣化趋势进行分析,预测设备检修时间,为设备检修计划提供依据。

2.12、诊断算法

可进行故障诊断模型可视化配置,并可将人工经验添加到诊断算法。

2.13、异常数据清洗

利用信号处理及机器学习算法自动过滤异常振动信号对故障预测的影响,提高故障诊断准确率 。

2.14、小样本故障识别

在故障数据较少时,利用故障先验知识扩充样本,结合机器学习算法提高故障诊断准确率 。

2.15、故障模式的统计特征显示

故障模式的统计特征显示,给出故障振动信号的统计特征(主成分分析、线性判别分析、流形学习等)显示,便于图形化展示不同故障的特征范围。

2.16诊断报告

支持查看即时诊断报告、定期诊断报告和专家诊断报告。

3、设备健康评价

构建设备健康数据库,汇集众多专家智慧、建议、解决方案、经验性资料、设备故障代码及故障信息等内容,并进行记录与存储。依托设备状态在线监测系统功能,实现设备预测性维护,提高设备整体效率。通过分析设备启停及故障率,评估设备综合健康状况。

3.1、启停分析

利用轨迹图和运行启停时长信息列表,直观地展示设备当前状态和启停时间。各类设备可分类展示,亦可根据设备状态(运行或停止)进行筛选。能够迅速定位当前离线设备,避免异常停机;明确展示停机时间较长或运行时间较长的设备,为设备的稳定运行提供保障。

3.2、故障率分析

通过对故障停机时间、原因等信息的收集与分析,得以统计机电设备故障停机率,掌握设备在一定时期内的整体健康状况,进而指导运维人员制定相应运维策略。