[發(fā)明專利]一種開放式旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測平臺

在審

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• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112306779A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建春;張沖;徐楚;徐旭
• 申請（專利權(quán)）人: 江陰眾和電力儀表有限公司
• 主分類號: G06F11/22
• 分類號: G06F11/22;G06F11/30
• 代理公司: 江陰市輕舟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32380
• 代理人: 孫燕波

本發(fā)明涉及一種開放式旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測平臺，它包括開放式硬件平臺、可重構(gòu)軟件兩個(gè)層面，其中開放式硬件平臺是信息處理中心，采用符合國際規(guī)范的開放式體系架構(gòu)和接口標(biāo)準(zhǔn)，采用高速RapidIO數(shù)據(jù)交換、1Gbps以太網(wǎng)控制數(shù)據(jù)交換的兩層數(shù)據(jù)全交換模式，可實(shí)現(xiàn)硬件平臺的全互連；采用IPM監(jiān)測各模塊的狀態(tài)以及對機(jī)箱溫度智能管理。本發(fā)明采用設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測的開放式體系，能夠支持系統(tǒng)各個(gè)硬件模塊的互聯(lián)互通，可升級、可擴(kuò)展方面極大提高；軟件設(shè)計(jì)采用應(yīng)用軟件與底層硬件解耦合方式，支持系統(tǒng)功能重構(gòu)、應(yīng)用功能即插即用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的高速、可靠傳輸和計(jì)算等。具體涉及一種開放式平臺體系。

背景技術(shù)

現(xiàn)代機(jī)械工程中的機(jī)械設(shè)備朝著大型化、重載化和高度自動化等方向發(fā)展，同時(shí)也出現(xiàn)了大量的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、振動、可靠性以及材料和工藝等問題，設(shè)備損壞事件時(shí)有發(fā)生。當(dāng)機(jī)械設(shè)備即將出現(xiàn)故障和出現(xiàn)故障時(shí)，它無法像人一樣通過語言來表達(dá)，因而得不到及時(shí)的維護(hù)維修，最終可能導(dǎo)致裝備的損壞甚至報(bào)廢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝備全壽命周期的使用和保障費(fèi)用占總費(fèi)用的72％，裝備保障費(fèi)用日益龐大，經(jīng)濟(jì)可承受性不可回避。為此，圍繞著提高裝備運(yùn)行安全性、任務(wù)可靠性、降低設(shè)備生命周期成本(LCC)的專業(yè)需求，通過采集各類傳感數(shù)據(jù)(環(huán)境數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等)，采用信息處理平臺，建立旋轉(zhuǎn)設(shè)備健康管理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，具有現(xiàn)實(shí)意義。

傳統(tǒng)的信息處理平臺研制開發(fā)方式帶來的主要問題具體表現(xiàn)在三個(gè)方面，一是信息處理平臺采用相對封閉的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)備間的兼容性和通用性較差，維修保障困難；二是信息處理平臺計(jì)算功能與硬件綁定，系統(tǒng)升級改造難以通過軟件重構(gòu)實(shí)現(xiàn)；三是信息處理平臺研制面向硬件，研制周期長、資源消耗大、研制費(fèi)用高。

本發(fā)明采用開放式理念設(shè)計(jì)一種信息處理平臺體系，滿足高速實(shí)時(shí)計(jì)算任務(wù)的計(jì)算要求，實(shí)現(xiàn)處理系統(tǒng)資源共享、協(xié)同工作和按需處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種開放式旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測平臺，通過軟/硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種開放式平臺體系，滿足了旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測的需求。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種開放式旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測平臺，包括硬件和軟件兩個(gè)方面：硬件平臺采用開放式設(shè)計(jì)，通過總線和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)各個(gè)硬件模塊的互聯(lián)互通，可升級、可擴(kuò)展；軟件采用可重構(gòu)設(shè)計(jì)，通過實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件與底層硬件解耦合，以及中間件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能重構(gòu)、應(yīng)用功能即插即用。

所述開放式硬件平臺，采用符合國際規(guī)范的開放式體系架構(gòu)和接口標(biāo)準(zhǔn)，便于功能模塊的在線升級；所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過高速總線連接，通過對不同計(jì)算節(jié)點(diǎn)功能進(jìn)行劃分，實(shí)現(xiàn)不同模式下的信息處理硬件重構(gòu)，使系統(tǒng)能快速完成各類計(jì)算任務(wù)；增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，支持任務(wù)可遷移、功能可重組、系統(tǒng)可重構(gòu)。

可選的，開放式硬件平臺由刀片服務(wù)器內(nèi)插計(jì)算刀片、交換刀片、采集刀片組成，所有刀片均遵照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，以使系統(tǒng)具備抗惡劣條件工作的特性。

進(jìn)一步，開放式硬件平臺基于標(biāo)準(zhǔn)總線協(xié)議，采用網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)交換和靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，滿足不同任務(wù)實(shí)時(shí)、高效的數(shù)據(jù)傳輸及交換需求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的柔性擴(kuò)展。

進(jìn)一步，開放式硬件平臺的硬件層采用高速RapidIO數(shù)據(jù)交換、1Gbps以太網(wǎng)控制數(shù)據(jù)交換的兩層數(shù)據(jù)全交換模式，實(shí)現(xiàn)硬件平臺的全互連。其中RapidIO數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)通道，用于實(shí)現(xiàn)平臺內(nèi)部模塊間大容量數(shù)據(jù)交換；1Gbps網(wǎng)絡(luò)是控制通道，用于管理、控制和系統(tǒng)資源監(jiān)控等功能，包括內(nèi)部計(jì)算節(jié)點(diǎn)的回波和中間處理數(shù)據(jù)的交換和分發(fā)；

進(jìn)一步，采用IPMI(智能平臺管理總線)監(jiān)測各模塊的狀態(tài)以及對設(shè)備狀態(tài)的智能管理。

進(jìn)一步，開放式硬件平臺基于高速總線和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議全互連架構(gòu)，各計(jì)算節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立；各擴(kuò)展平臺通過標(biāo)準(zhǔn)總線和接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展與重構(gòu)。