[发明专利]具有故障诊断性能的网关系统及其方法

说明书

一种具有故障诊断性能的网关系统及其方法，包括运行在网关上的协议配置模块、数据解析模块、数据缓存模块、故障诊断模块以及数据发送模块。结合其它的结构和方法有效避免了现有技术中在一般企业设备故障诊断时数据要经过多道流程才能实现有效利用、对企业生产的实时反馈能力不足的缺陷。

技术领域

本发明涉及网关技术领域，也属于故障诊断技术领域，具体涉及一种具有故障诊断性能的网关系统及其方法。

背景技术

机械故障诊断是一种了解和掌握机器在运行过程的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。油液监测、振动监测、噪声监测、性能趋势分析和无损探伤等为其主要的诊断技术方式。也就是说，机械故障诊断技术通过对加工出现异常情况的设备，利用设备的状态数据及时、准确的分析出设备的故障原因和故障部位，经常利用的设备数据有温度、湿度、压力、震动等，在生产过程中这类数据源源不断地产生。这些不同维度的数据反映着设备运行过程的特征的信息，在设备出现故障时，多维度的数据将有效记录故障前后设备的某些物理特性、机械特性的变化。大量的数据在不断的产生，为后期的设备故障诊断提供了可能，同时故障诊断技术也是将这些数据转换为经济效益的直接手段。

在机械设备中，自动折弯机在工作过程中有多种不同的失效模式，某些失效模式难以通过直接观察判断是否发生，如液压缸油液被污染、液压缸保压失力等，只能通过实时故障诊断才能马上发现设备的问题。通过自动折弯机的状态数据，利用特定的故障诊断模型可以在故障发生的早期及时发现，有效的减少因设备失效造成的损失。

对于工厂完成此类工作，一般先要将数据通过各种协议传输至远程数据中心或云平台，由特定的处理模块完成相应的诊断工作。这种情况不仅工厂的数据传输条件要求很高，对整个系统的控制中心任务调度、基础架构都有比较高的要求。

在一般工厂环境中，各种设备之间、设备与上层数据服务之间采用的控制协议和通信协议往往并不单一，因此在数据上传过程中必须经过网关进行协议转换。在传统的工业通信网关中，数据只是经过协议解析然后就封装并全部分发出去，网关将数据处理压力全部集中到数据处理中心。

综合以上现状分析可知，在一般企业设备故障诊断时数据要经过多道流程才能实现有效利用，对企业生产的实时反馈能力不足，因此急需要一种能够在靠近生产环节就能够实时检测设备状态的诊断模式。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种具有故障诊断性能的网关系统及其方法，有效避免了现有技术中在一般企业设备故障诊断时数据要经过多道流程才能实现有效利用、对企业生产的实时反馈能力不足的缺陷。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种具有故障诊断性能的网关系统及其方法的解决方案，具体如下：

一种具有故障诊断性能的网关系统，包括运行在网关上的协议配置模块、数据解析模块、数据缓存模块、故障诊断模块以及数据发送模块。

所述协议配置模块，用于以基于XML配置文件的方式描述网关的各个端口以设定的协议进行信息通讯和统一的数据发送帧率，并规定相应的连接方式；

所述XML配置文件，具有事先预定义好的语义，通过DTD文件规定XML文件可出现的定义字段；

所述设定的协议中的协议包括Modbus协议、Profinet协议、OPC协议、Ethernet/IP协议、UA协议；每种协议的基于RS485、RS232和以太网接口的具体实现都纳入数据解析驱动库中，网关中共有32通道支持各个所述协议的作为所述端口的硬件接口，同时所述网关中包含有无线信号接收模块，该接收模块包括4G模块和WIFI模块。

所述数据解析模块，用于根据在作为协议配置文件的XML配置文件中选择的协议，加载驱动包中用于解析工控协议的对应的工控协议解析器，测试各个端口的数据，测试通过就可以开始接收接入所述网关的传感器采集模块采集的数据包，一旦测试不通过就报警；