УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК G01D3/00 G01D9/00 G01H1/00 G01K1/00 

Заявленная группа изобретений относится к области вычислительной и измерительной техники, в частности к устройству и системе, предназначенным для контроля состояния промышленного оборудования, устанавливаемого на энергетических объектах, например подстанциях, ГЭС, АЭС, ТЭЦ, или на объектах гражданского и промышленного строительства.

Универсальность заявленного решения позволяет применять его также на объектах нефтегазовой отрасли, на транспорте, в ЖКХ, металлургии, при обслуживании зданий и сооружений и в других областях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

На сегодняшний день контроль состояния оборудования, выполняемый персоналом - обходчиками, является достаточно трудоемкой задачей, связанной с необходимостью использования различных устройств, предназначенных для измерения тех или иных параметров оборудования, например пирометра, виброметра, тепловизора, снятия показателей параметров оборудования и фиксирования их, как правило, в ручном режиме в журнале обхода.

Из данной области известны принципы автоматизации контроля состояния оборудования. Патент RU 2417393 (ФИШЕР-РОУЗМАУНТ СИСТЕМЗ, ИНК. (US), 27.04.2011) раскрывает способ и систему контроля и прогнозирования выхода из строя единицы оборудования, характеризующие сбор набора статистических параметров контроля процесса, генерируемых набором блоков статистического контроля процесса, относящихся к набору устройств на предприятии, определение матрицы корреляции для набора из более чем двух статистических параметров контроля процесса, причем каждый элемент в матрице корреляции определяет коэффициент корреляции между некоторыми двумя статистическими параметрами контроля процесса, и вычисление и отображение матрицы отклонений значений корреляции, причем матрица отклонений значений корреляции включает в себя разность между каждым из коэффициентов корреляции и соответствующим базовым значением.

Недостатками известного решения являются отсутствие контроля непосредственных дефектов оборудования и использование такой информации для полноценного анализа состояния оборудования.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретение является создание системы для контроля состояния оборудования, которая содержит многофункциональное устройство (МФУ), с помощью которого персонал, выполняющий осмотр оборудования, будет обеспечен необходимым спектром средств измерений показателей состояний оборудования, в частности температурных, вибрационных и других характеристик, а также персональными электронными средствами ведения учета, осуществляющими обмен информацией с МФУ и централизацию получаемой информации.

Техническими результатами являются:

- снижение времени, затрачиваемого для получения температурных, вибрационных и других показателей единицы оборудования, за счет использования МФУ;

- обеспечение централизованного электронного контроля за состоянием оборудования с помощью передачи информации от МФУ на мобильные устройства обходчиков и одновременное сравнение с критическими порогами параметров с целью определения отклонений от нормы.

Заявленный результат достигается с помощью многофункционального устройства (МФУ) для контроля параметров состояния оборудования, содержащего корпус, органы взаимодействия, по меньшей мере один управляющий микроконтроллер, разъем питания, соединенный с аккумулятором, RFID считыватель, Bluetooth модуль беспроводной связи, средство для контроля параметров температуры, средство для контроля параметров вибрации, отличающегося тем, что средство для параметров температуры представляет собой тепловизор, соединенный с видеокамерой, средство для контроля параметров вибрации представляет собой виброметр, причем управляющий процессор выполнен с возможностью инициирования операций:

- считывания RFID метки оборудования;

- в ответ на осуществленное считывание извлечения информации из RFID метки и передачи по беспроводному каналу передачи данных упомянутой информации на мобильное устройство обходчика;

- активации одного из режимов анализа параметров состояния оборудования, где указанный режим является режимом активации тепловизора или виброметра;

- получения параметров состояния проверяемого оборудования, причем получаемые параметры соответствуют типу данных, считываемых в соответствии с активным упомянутым режимом анализа;

- передачи информации о полученных параметрах состояния оборудования по Bluetooth каналу передачи данных на мобильное устройство обходчика.

Заявленный технический результат также достигается за счет системы для контроля параметров оборудования, содержащей

одно или более МФУ,

одно или более мобильных устройств обходчика

и

сервер обработки данных,

причем сервер выполнен с возможностью

- генерирования базы данных оборудования, содержащей данные, соответствующие RFID меткам, нанесенным на оборудование;

- генерирования планов обходов оборудования;

- передачи упомянутых планов на соответствующие мобильные устройства обходчиков;

МФУ выполнено с возможностью

- считывания RFID метки оборудования, получения идентификатора оборудования и его передачи по Bluetooth каналу передачи данных на мобильное устройство обходчика;

- получения параметров состояния оборудования;

- передачи полученных параметров на сопряженное по Bluetooth каналу соответствующее мобильное устройство обходчика;

мобильное устройство обходчика выполнено с возможностью

- хранения базы данных оборудования с периодическим обновлением ее с сервера;

- хранения всех переданной с сервера истории дефектов оборудования;

- в ответ на получение упомянутого идентификатора оборудования от соответствующего МФУ обращения к базе данных оборудования, поиска соответствующей информации об оборудования в упомянутой базе данных и отображения найденной информации;

- фиксации дефектов оборудования, при котором осуществляется выбор конкретного типа дефекта в зависимости от типа оборудования;

- вывода на экран и сохранения параметров состояния оборудования, полученных от МФУ;

- вывода параметра контроля по каждому оборудованию, входящему в маршрут обхода, с автоматической фиксацией отклонений от нормальных значений;

- формирования электронного отчета о выполненном обходе, включающего сведения о выявленных дефектах и параметрах состояния оборудования;

- и передачи упомянутого отчета на сервер.

Иные частные варианты реализации заявленного изобретения будут раскрыты в дальнейшем детальном описании.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 изображена схема МФУ.

На Фиг. 2 изображено мобильное устройство обходчика.

На Фиг. 3 изображен общий вид системы контроля параметров оборудования.

На Фиг. 4 изображена блок-схема выполнения этапов действий при проверке состояния оборудования.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1 представлена общая схема МФУ 100. МФУ 100 представляет собой компактное устройство, предназначенное для идентификации типа оборудования с помощью встроенного RFID модуля 140 (считывателя), а также контроля параметров состояния оборудования с помощью встроенных средств для контроля параметров температуры 160 и вибрации 170.

Средство для контроля параметров температуры 160 может представлять собой пирометр или тепловизор, средство для контроля параметров вибрации 170 выполнено в виде виброметра.

Взаимодействие пользователя 10 (Фиг. 3) с МФУ 100 осуществляется с помощью органов управления 110, таких как, например, кнопок, тумблеров сенсорного дисплея и т.п.

Полученные данные о параметрах состояния оборудования передаются на мобильное устройство обходчика 200 (Фиг. 2) с помощью встроенного в МФУ 100 модуля беспроводной связи, в частности Bluetooth модуля 130. Аппаратные составляющие МФУ 100 связаны по общей системной шине 150 и взаимодействуют с помощью микроконтроллера 120.

При использовании в конструкции МФУ 100 тепловизора дополнительно используется видеокамера, обеспечивающая его работу.

МФУ 100 также содержит разъем питания, соединенный с аккумулятором, и дополнительно может содержать индикатор отображения его заряда.

МФУ осуществляет считывание RFID метки, расположенной на оборудовании или его части. В ответ на осуществленное считывание микроконтроллер 120 выполняет извлечение информации, полученной от RFID метки, и инициирует ее передачу по беспроводному каналу передачи данных (Bluetooth) на мобильное устройство обходчика 200.

С помощью микроконтроллера 120 и соответствующих органов управления 100 пользователь 10 выполняет активацию одного из режимов анализа параметров состояния оборудования, где указанный режим является режимом активации тепловизора или виброметра. Полученные параметры (показатели) состояния проверяемого оборудования - температура или показатели вибрационных характеристик, автоматически передаются на устройство обходчика 200 с помощью Bluetooth соединения.

Дополнительно МФУ 100 может содержать лазерный указатель для более точного наведения пирометра и светодиодный фонарик. МФУ 100 может также использовать дополнительные внешние датчики 190, которые подключаются с помощью специального штекера 180. Датчики 190 могут представлять собой газоанализатор (измерение метана, угарный газа и пр.), влагомер (измерение влажности окружающего воздуха), шумомер (измерение окружающих шумов), дозиметр (измерение уровня радиации) или их совокупности. Комплектность датчиков 190, подключаемых к МФУ 100, выбирается сотрудником, совершающим обход и контроль параметров оборудования.

На Фиг. 2 показана общая схема устройства обходчика 200. Устройство 200 представляет собой мобильное устройство, например планшет, КПК, смартфон, фаблет или ноутбук.

Устройство 200 в общем виде содержит такие аппаратные компоненты, как процессорный блок 210, память 220, хранилище данных 230, интерфейсы 240, устройства ввода/вывода 260, устройства коммуникации 270, которые соединяются по общей системной шине 250.

Процессорный блок 210 включает в себя один или более процессоров, каждый из которых может также иметь одно или несколько вычислительных ядер.

Память 220 представляет собой одно или более средств и может представлять собой ОЗУ, ПЗУ, флеш-память (eMMC, NAND, EEPROM), энергонезависимую память NVRAM или их совокупность, в зависимости от конкретного типа конфигурации устройства 200.

Хранилище данных 230 может выполняться в виде, например, флеш-накопителя (карты памяти (Secure Digital), USB-флеш накопитель), жесткого диска (HDD), твердотельного накопителя (SSD), оптического накопителя (CD- DVD - диск) или иного типа устройство для хранения данных в зависимости от конфигурации устройства 200.

Интерфейсы ввода/вывода 240 представляют собой стандартные решения, в частности USB, HDMI, VGA, DVI, PS/2, IEEE-1394 (i.Link или FireWare), eSATA, аудио интерфейсы (TRS 3,5 mm) и т.п.

Устройства ввода/вывода 260 представляют собой стандартные и широко известные средства, например клавиатура, тачпад, сенсорный дисплей, трекбол, световое перо, цифровой стилус, манипулятор мышь, аудио колонки, световые индикаторы, фото/видео камера и т.п.

Устройства для обеспечения коммуникации 270 могут включать в себя модули беспроводной связи (Bluetooth, Wi-Fi, IrDA), модули спутниковой связи (GPS, ГЛОНАСС, BeiDou, Magellan), GSM модули (2G, 3G, 4G), NFC модуль.

В общем виде организация заявленной системы изображена на Фиг. 3. Последовательность осуществляемых действий по контролю параметров состояния оборудования изображена на Фиг. 4.

На устройстве 200 хранится вся необходимая информация для осуществления плановой инспекции состояния оборудования. Каждое устройство обходчика 200 получает маршрут обхода с сервера 300, который содержит информацию о типах оборудования и параметрах, подлежащих контролю.

Устройство 200 на средстве хранения данных 230 содержит базу данных оборудования, которая может периодически обновляться с сервера 300. Обновление может происходить с заданным временным промежутком или с помощью направления данных от мобильного устройства руководителя 310.

На этапе 401 выполняется активация режима МФУ 100 для считывания RFID метки 25. После того как МФУ 100 на этапе 402 осуществило считывание информации с RFID метки 25, расположенной на оборудовании 20, и передало на этапе 403 идентификатор оборудования на устройство обходчика 200, инициируется процесс поиска на этапе 404 в упомянутой базе данных средства 230 информации, соответствующей полученному идентификатору. На этапе 405 устройство 200 осуществляет поиск данных, и если информация, соответствующая идентификатору на устройстве 200, выявлена (этап 407), то полученные данные отображаются на экране устройства 200, в противном случае выводится сообщение о том, что сведений по полученной информации с RFID метки 25 не выявлено, и такого типа оборудования не найдено в базе данных (этап 406).

В этом случае пользователь 10 устройства 200 может осуществить поиск в БД конкретного типа оборудования в ручном режиме с помощью ввода идентифицирующих параметров (название, марка, серия и т.п.).

На этапе 408 обходчик 10 осуществляет активацию одного из режимов МФУ 100, которым может быть активация тепловизора или виброметра. На этапе 409 выполняется контроль параметров оборудования с помощью режима работы МФУ 100, выбранного на этапе 408. На данном этапе осуществляется также фиксация дефектов оборудования, при которой осуществляется осмотр оборудования на наличие тех или иных неисправностей, например нарушение уплотнения, трещины, вмятины и т.п.

Помимо упомянутых режимов работы МФУ 100 обходчик 10 может осуществить дополнительный контроль параметров оборудования или рабочей среды оборудования с помощью внешних датчиков 190.

Программный интерфейс устройства 200 обходчика позволяет осуществить выбор конкретного типа дефекта в зависимости от типа оборудования с возможностью прикрепления к каждому дефекту одной или нескольких фотографий, выполненных при помощи камеры, встроенной в устройство 200. Полученное одно или более фото/видео изображений сохраняются в памяти мобильного устройства обходчика и закрепляются в области памяти, соответствующей записи обнаруженного дефекта.

Далее на этапе 410 полученные от МФУ 100 параметры передаются на устройство 200 обходчика, где отображаются на экране устройства 200 для последующего анализа (этап 411). Полученные параметры состояния оборудования 20 записываются в память устройства 200.

Полученные параметры контроля по каждому оборудованию, входящему в маршрут обхода, которые были получены с помощью МФУ 100, отображаются на устройстве 200, причем данные параметры могут отображаться в виде тренда изменения по каждому параметру контроля. Устройство 200 обеспечивает автоматическую фиксацию отклонений каждого типа полученных параметров от нормальных значений.

Также упомянутое устройство 200 обеспечивает функцию формирования электронного отчета о выполненном обходе, включающего сведения о выявленных дефектах и параметрах состояния оборудования. Данный отчет передается на сервер 300.

Сервер 300 предназначен для генерирования базы данных оборудования, содержащей данные, соответствующие RFID меткам, нанесенным на оборудование, генерирования планов обходов оборудования и осуществления обмена данными с мобильными устройствами обходчиков 200.

Сервер 300 осуществляет также взаимодействие с мобильным устройством руководителя 310, которое представляет собой устройство, аналогичное устройству 200, по своим аппаратным характеристикам, но обладающее расширенным функционалом.

Устройство руководителя 310 позволяет осуществлять формирование базы данных оборудования, создание точек контроля для разных типов оборудования с критериями оценки состояния, формировать и планировать обходы и обслуживание оборудования, контролировать процесс выполнения обходов и обслуживания оборудования, вести электронный журнал дефектов, осуществлять вывод диаграмм и графиков по обходам и состоянию оборудования, формировать и выводить на печать отчетных документов по заранее сформированным шаблонам.

Устройства 200, 310 и сервер 300 осуществляют обмен данными по беспроводному каналу передачи данных, например, Wi-Fi или GSM.

Многофункциональное устройство для контроля параметров состояния оборудования содержит корпус, органы взаимодействия, управляющий процессор, разъем питания, соединенный с аккумулятором, RFID считыватель, Bluetooth модуль, тепловизор, соединенный с видеокамерой, и виброметр. Управляющий процессор выполнен с возможностью инициирования операций считывания RFID метки оборудования, извлечения информации из RFID метки, передачи информации на мобильное устройство обходчика, активации тепловизора или виброметра, получения параметров состояния проверяемого оборудования, передачи информации о полученных параметрах состояния оборудования на мобильное устройство обходчика. Обеспечиваются снижение времени, затрачиваемого для получения показателей единицы оборудования, и централизованный электронный контроль за состоянием оборудования. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Многофункциональное устройство (МФУ) для контроля параметров состояния оборудования, содержащее корпус, органы взаимодействия, по меньшей мере один управляющий процессор, разъем питания, соединенный с аккумулятором, RFID считыватель, Bluetooth модуль беспроводной связи, средство для контроля параметров температуры, средство для контроля параметров вибрации, отличающееся тем, что средство для параметров температуры представляет собой тепловизор, соединенный с видеокамерой, средство для контроля параметров вибрации представляет собой виброметр, причем управляющий процессор выполнен с возможностью инициирования операций:

- считывания RFID метки оборудования, расположенной на нем или на его части;

- в ответ на осуществленное считывание извлечения информации из RFID метки и передачи по беспроводному каналу передачи данных информации об оборудовании или его части, полученной из RFID метки, на мобильное устройство обходчика;

- активации режима анализа параметров состояния оборудования, где указанный режим является режимом активации тепловизора или виброметра;

- получения параметров состояния проверяемого оборудования с помощью анализа параметров его состояния согласно выбранному режиму анализа, причем получаемые параметры соответствуют типу данных, считываемых в соответствии с активным упомянутым режимом анализа;

- передачи информации о полученных параметрах состояния оборудования по Bluetooth каналу передачи данных на мобильное устройство обходчика.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно включает лазерный указатель.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно включает светодиодный фонарь.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно включает штекер для подключения внешних выносных датчиков контроля.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что датчики контроля представляют собой газоанализатор, и/или влагомер, и/или шумомер, и/или дозиметр.

6. Система для контроля параметров оборудования, содержащая

одно или более МФУ по любому из пп. 1-5 формулы,

одно или более мобильных устройств обходчика

и

сервер обработки данных,

причем сервер выполнен с возможностью

- генерирования базы данных оборудования, содержащей данные, соответствующие RFID меткам, нанесенным на оборудование;

- генерирования планов обходов оборудования;

- передачи упомянутых планов на соответствующие мобильные устройства обходчиков;

МФУ выполнено с возможностью

- считывания RFID метки оборудования, получения идентификатора оборудования и его передачи по Bluetooth каналу передачи данных на мобильное устройство обходчика;

- получения параметров состояния оборудования;

- передачи полученных параметров на сопряженное по Bluetooth каналу соответствующее мобильное устройство обходчика;

мобильное устройство обходчика выполнено с возможностью

- хранения базы данных оборудования с периодическим обновлением ее с сервера;

- хранения всех переданной с сервера истории дефектов оборудования;

- в ответ на получение упомянутого идентификатора оборудования от соответствующего МФУ обращения к базе данных оборудования, поиска соответствующей информации об оборудовании в упомянутой базе данных и отображения найденной информации;

- фиксации дефектов оборудования, при котором осуществляется выбор конкретного типа дефекта в зависимости от типа оборудования;

- вывода на экран и сохранения параметров состояния оборудования, полученных от МФУ;

- вывода параметра контроля по каждому оборудованию, входящему в маршрут обхода, с автоматической фиксацией отклонений от нормальных значений;

- формирования электронного отчета о выполненном обходе, включающего сведения о выявленных дефектах и параметрах состояния оборудования;

- и передачи упомянутого отчета на сервер.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что сервер осуществляет обмен данными между одним или более мобильными устройствами обходчика по беспроводному каналу связи.

8. Система по п. 6, отличающаяся тем, что мобильное устройство обходчика дополнительно содержит средство захвата фото/видео изображений для фиксации выявленного одного или более дефектов оборудования и/или части оборудования.

9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что полученное одно или более фото/видео изображений сохраняются в памяти мобильного устройства обходчика и закрепляются в области памяти, соответствующей записи обнаруженного дефекта.

10. Система по п. 6, отличающаяся тем, что мобильное устройство обходчика выполнено с возможностью построения тренда изменения по каждому параметру контроля.

11. Система по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит мобильное устройство руководителя.

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что устройство руководителя осуществляет обмен данными с сервером.

13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что устройство руководителя обеспечивает выполнение функций по:

- формированию базы данных оборудования;

- созданию точек контроля для разных типов оборудования с критериями оценки состояния;

- формированию и планированию обходов и обслуживания оборудования;

- контролю выполнения обходов и обслуживания оборудования;

- ведению электронного журнала дефектов;

- выводу диаграмм и графиков по обходам и состоянию оборудования;

- формированию и выводу на печать отчетных документов по заранее сформированным шаблонам.

14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что мобильное устройство руководителя осуществляет обмен данными с одним или более мобильными устройствами обходчика через сервер.