一种基于物联网的智慧电厂管控系统及其方法与流程

1.本发明属于电厂管控技术领域，具体而言，涉及一种基于物联网的智慧电厂管控系统及其方法。


背景技术：

2.随着电力行业发展与改革的需要，电厂的建设、运行和管理要以信息化和工业化深度融合为导向，践行“互联网 ”绿色煤电发展智能制造理念，不断提升电厂的数字化、智能化、清洁化、移动化水平，推动传统电厂向智慧电厂转型。
3.在物联网飞速发展的今天，如何处理好“人防、物防、技防”的关系一直是电厂安全生产追求的目标。电厂安全报告指出，80％的生产安全事故的发生是由于工作人员的操作不当导致，例如，冒险进入危险场所；对易燃、易爆等危险物品的接触和错误处理等；忽视警告，擅自操作危险设备；攀、坐不安全位置等。
4.传统的生产安全管理多采用安全员现场监察、工友互相督促等方式，上述方式效率低下、流程复杂、操作困难，且安全人员也可能由于主观意识疏忽的问题给电厂的生产安全管理带来潜在的风险；此外，由于电厂生产区域范围大，建筑结构复杂，一旦发生安全事故，事故人员位置难以定位，给搜救工作造成很大困难，为企业和社会造成巨大的损失。此外，由于电厂存在大量的外来施工人员，也给电厂的生产安全管理带来潜在的风险。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种基于物联网的智慧电厂管控系统及其方法，其目的在于解决现有的人事信息管理系统对于企业及个人身份存在身份数据易泄漏、身份冒用、验证真伪困难的问题。
6.鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
7.一种基于物联网的智慧电厂管控系统，包括终端采集层、数据分析层、数据存储层和可视化平台层；
8.所述终端采集层用于接收现场终端获得的采集数据，将采集数据发送至所述数据分析层；
9.所述数据分析层用于接收所述终端采集层发送的采集数据，对采集数据进行梳理得到分类数据，并将分类数据发送至所述数据存储层；
10.所述数据存储层用于接收所述数据分析层发送的分类数据，将分类数据执行存储后发送至所述可视化平台层；
11.所述可视化平台层用于接收所述数据存储层发送的分类数据，对分类数据进行处理后进行可视化信息显示。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述终端采集层包括机组运行模块、安防管控模块、燃料管控模块和电量管控模块；
13.机组运行模块，所述机组运行模块用于获得机组的运行数据并发送至所述数据分
析层；
14.安防管控模块，所述安防管控模块用于获得安防设备的管控数据并发送至所述数据分析层；
15.燃料管控模块，所述燃料管控模块用于获得燃料数据并发送至所述数据分析层；
16.电量管控模块，所述电量管控模块用于获得机组的发电数据并发送至所述数据分析层。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述燃料数据包括燃料的元素信息、燃料的表面温度、燃料可燃气体的浓度、锅炉燃烧温度和积灰信息。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述管控数据包括厂区门禁进出信息、操作区门禁进出信息和机组监控视频图像。
19.作为本发明的一种优选技术方案，所述数据分析层包括数据分类模块、数据统计模块、故障诊断模块、人员调配模块和智能警报模块；
20.数据分类模块，所述数据分类模块用于接收终端采集层发送的采集数据，对采集数据进行分类处理得到分类数据后发送至所述数据统计模块；
21.数据统计模块，所述数据统计模块用于接收所述数据分类模块发送的分类数据，将分类数据根据各定义信息进行归类得到归类数据，并将归类数据发送至所述故障诊断模块；
22.故障诊断模块，所述故障诊断模块用于接收所述数据统计数据发送的归类数据，提取归类数据中的机组运行故障数据与历史故障数据进行配对或进行诊断得到实际故障信息，并将实际故障信息发送至所述人员调配模块；
23.人员调配模块，所述人员调配模块用于接收所述故障诊断模块发送的实际故障信息，提取实际故障信息中的设备位置信息，根据设备位置信息适配轮值的维保人员，并将设备位置信息和维保人员信息发送至智能警报模块；
24.智能警报模块，所述智能警报模块用于接收所述人员调配模块发送的设备位置信息和维保人员信息，将设备位置信息和维保人员信息发送至维保中心。
25.作为本发明的一种优选技术方案，所述故障诊断模块包括比对单元和诊断单元；
26.比对单元，所述比对单元用于接收所述数据统计模块发送的归类数据，提取归类数据中的机组运行故障数据与历史故障数据进行配对是否有一致的历史故障记录，若有则直接将实际故障信息发送至所述人员调配模块，若无则将机组运行故障数据发送至所述诊断单元；
27.诊断单元，所述诊断单元用于接收所述比对单元发送的机组运行故障数据，将机组运行故障数据与历史故障数据比对共同点得到实际故障信息并发送人员调配模块。
28.作为本发明的一种优选技术方案，所述人员调配模块包括提取单元和适配单元；
29.提取单元，所述提取单元用于接收所述比对单元或所述诊断单元发送的实际故障信息，从实际故障信息中提取设备位置信息，并将设备位置信息发送至所述适配单元；
30.适配单元，所述适配单元用于接收所述提取单元发送的设备位置信息，根据设备位置信息匹配距离最近的维保人员，并将设备位置信息和维保人员信息发送至所述智能警报模块。
31.作为本发明的一种优选技术方案，所述可视化平台层包括数据梳理模块、图表处
理模块和视频处理模块；
32.数据梳理模块，所述数据梳理模块用于接收所述数据存储层发送的分类数据，将分类数据进一步分类成图表数据和图像数据，并将图表数据和图像数据分别发送至所述图表处理模块和所述视频处理模块；
33.图表处理模块，所述图表处理模块用于接收所述数据梳理模块发送的图表数据，对图表数据进行可视化图表处理后得到可视化图表数据；
34.视频处理模块，所述视频处理模块用于接收所述数据分类模块发送的图像数据，对图像数据处理后进行显示。
35.作为本发明的一种优选技术方案，所述视频处理模块包括图像拆分单元、图像扫描单元、图像修复单元和图像归类单元；
36.图像拆分单元，所述图像拆分单元用于接收所述数据分类模块发送的图像数据，对图像数据进行逐帧拆分并编号得到逐帧图像数据，将逐帧图像数据发送至图像扫描单元；
37.图像扫描单元，所述图像扫描单元用于接收所述图像拆分单元发送的逐帧图像数据，对逐帧图像数据逐一进行扫描得到扫描结果，将逐帧图像数据和扫描结果发送至所述图像修复单元；
38.图像修复单元，所述图像修复单元用于接收所述图像扫描单元发送的逐帧图像数据和扫描结果，根据扫描结果将对应的逐帧图像数据进行修复处理，并将逐帧图像数据发送至所述图像归类单元；
39.图像归类单元，所述图像归类单元用于接收所述图像修复单元发送的逐帧图像数据，根据编号对逐帧图像数据进行拼接。
40.另一方面，本发明实施例还提供了一种基于物联网的智慧电厂管控系统的工作方法，包括以下步骤：
41.s1，数据采集：终端采集层接收现场终端获得的采集数据，将采集数据发送至数据分析层；
42.s2，数据分析：数据分析层接收终端采集层发送的采集数据，对采集数据进行梳理得到分类数据，并将分类数据发送至数据存储层；
43.s3，数据存储：数据存储层接收数据分析层发送的分类数据，将分类数据执行存储后发送至可视化平台层；
44.s4，可视化处理：可视化平台层用于接收数据存储层发送的分类数据，对分类数据进行处理后进行可视化信息显示。
45.本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
46.(1)本发明通过终端采集层实现了对电厂发电机组的监控，并实现了联动集中管理，可及时获得设备运行信息，能够及时发现设备故障，并及时进入现场维护，进而保障了发电机组的作业时间。
47.(2)本发明通过数据分析层可快速对采集数据进行有效分析，能从中及时剥离发电机组的故障情况，以便于尽早展开维护，还可对场内人员以及发电机组进行有效的管控。
48.(3)本发明通过可视化平台层将图表数据和图像数据进行处理，通过图表数据的可视化图表处理，可方便进行了解发电机组的运行情况，通过图像数据进行修复处理后，可
有利于厂区的管控。
49.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
50.图1是本发明所公开的一种基于物联网的智慧电厂管控系统的结构示意图；
51.图2是本发明所公开的一种基于物联网的智慧电厂管控系统的故障诊断模块结构示意图；
52.图3是本发明所公开的一种基于物联网的智慧电厂管控系统的人员调配模块结构示意图；
53.图4是本发明所公开的一种基于物联网的智慧电厂管控系统的视频处理模块结构示意图；
54.图5是本发明所公开的一种基于物联网的智慧电厂管控系统的工作方法的流程图。
55.附图标记说明：100、终端采集层；110、机组运行模块；120、安防管控模块；130、燃料管控模块；140、电量管控模块；200、数据分析层；210、数据分类模块；220、数据统计模块；230、故障诊断模块；231、比对单元；232、诊断单元；240、人员调配模块；241、提取单元；242、适配单元；250、智能警报模块；300、数据存储层；400、可视化平台层；510、数据数量模块；520、图表处理模块；530、视频处理模块；531、图像拆分单元；532、图像扫描单元；533、图像修复单元；534、图像归类单元。
具体实施方式
56.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
57.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
58.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
59.实施例一
60.参照附图1～4所示，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的智慧电厂管控系统，包括终端采集层100、数据分析层200、数据存储层300和可视化平台层400；
61.终端采集层100用于接收现场终端获得的采集数据，将采集数据发送至数据分析层200。
62.进一步的，终端采集层100包括机组运行模块110、安防管控模块120、燃料管控模块130和电量管控模块140。
63.机组运行模块110用于获得机组的运行数据并发送至数据分析层200。
64.其中，机组运行模块110主要获得汽轮机、空预器、锅炉、燃料处理设备、水处理设备、凝汽器、灰处理设备和泵的运行数据，以便于更好得知机组的发电情况，并有利于及时处理机组故障，从而保持运行流畅。
65.安防管控模块120用于获得安防设备的管控数据并发送至数据分析层200。
66.具体的，管控数据包括厂区门禁进出信息、操作区门禁进出信息和机组监控视频图像。其中，厂区门禁进出信息包括职工进出身份信息、陌生人进出身份信息、陌生人员进出图像信息、本厂车辆的进出车辆信息、陌生车辆的进出车辆信息和陌生车辆的进出图像信息；操作区门禁进出信息包括进出人员身份信息和图像信息，对于物料存放区应当包括进出人员身份信息、图像信息、车辆信息和车辆图像信息。
67.当然，安防管控模块120主要获得在电厂各区域的身份识别设备和摄像头的管控数据。
68.燃料管控模块130用于获得燃料数据并发送至数据分析层200。
69.具体的，燃料数据包括燃料的元素信息、燃料的表面温度、燃料可燃气体的浓度、锅炉燃烧温度和积灰信息。
70.电量管控模块140用于获得机组的发电数据并发送至数据分析层200。
71.数据分析层200用于接收终端采集层100发送的采集数据，对采集数据进行梳理得到分类数据，并将分类数据发送至数据存储层300。
72.进一步的，数据分析层200包括数据分类模块210、数据统计模块220、故障诊断模块230、人员调配模块240和智能警报模块250。
73.数据分类模块210用于接收终端采集层100发送的采集数据，对采集数据进行分类处理得到分类数据后发送至数据统计模块220。
74.数据统计模块220用于接收数据分类模块210发送的分类数据，将分类数据根据各定义信息进行归类得到归类数据，并将归类数据发送至故障诊断模块230。
75.故障诊断模块230用于接收数据统计数据发送的归类数据，提取归类数据中的机组运行故障数据与历史故障数据进行配对或进行诊断得到实际故障信息，并将实际故障信息发送至人员调配模块240。
76.在本实施例中，故障诊断模块230包括比对单元231和诊断单元232。
77.比对单元231用于接收数据统计模块220发送的归类数据，提取归类数据中的机组运行故障数据与历史故障数据进行配对是否有一致的历史故障记录，若有则直接将实际故障信息发送至人员调配模块240，若无则将机组运行故障数据发送至诊断单元232。
78.诊断单元232用于接收比对单元231发送的机组运行故障数据，将机组运行故障数据与历史故障数据比对共同点得到实际故障信息并发送人员调配模块240。
79.人员调配模块240用于接收故障诊断模块230发送的实际故障信息，提取实际故障信息中的设备位置信息，根据设备位置信息适配轮值的维保人员，并将设备位置信息和维保人员信息发送至智能警报模块250。
80.具体的，人员调配模块240包括提取单元241和适配单元242。
81.提取单元241用于接收比对单元231或诊断单元232发送的实际故障信息，从实际故障信息中提取设备位置信息，并将设备位置信息发送至适配单元242；
82.适配单元242用于接收提取单元241发送的设备位置信息，根据设备位置信息匹配距离最近的维保人员，并将设备位置信息和维保人员信息发送至智能警报模块250。
83.通常，适配单元242是获得维保人员手持移动设备的位置信息，根据设备位置信息和手持移动设备的位置信息分析到达时间最短的维保人员，以确保故障时维保人员能够及时到达现场。
84.智能警报模块250用于接收人员调配模块240发送的设备位置信息和维保人员信息，将设备位置信息和维保人员信息发送至维保中心。
85.数据存储层300用于接收数据分析层200发送的分类数据，将分类数据执行存储后发送至可视化平台层400。
86.可视化平台层400用于接收数据存储层300发送的分类数据，对分类数据进行处理后进行可视化信息显示。
87.进一步的，可视化平台层400包括数据梳理模块、图表处理模块520和视频处理模块530。
88.数据梳理模块用于接收数据存储层300发送的分类数据，将分类数据进一步分类成图表数据和图像数据，并将图表数据和图像数据分别发送至图表处理模块520和视频处理模块530。
89.图表处理模块520用于接收数据梳理模块发送的图表数据，对图表数据进行可视化图表处理后得到可视化图表数据；
90.视频处理模块530用于接收数据分类模块210发送的图像数据，对图像数据处理后进行显示。
91.具体的，视频处理模块530包括图像拆分单元531、图像扫描单元532、图像修复单元533和图像归类单元534。
92.图像拆分单元531用于接收数据分类模块210发送的图像数据，对图像数据进行逐帧拆分并编号得到逐帧图像数据，将逐帧图像数据发送至图像扫描单元532。
93.图像扫描单元532用于接收图像拆分单元531发送的逐帧图像数据，对逐帧图像数据逐一进行扫描得到扫描结果，将逐帧图像数据和扫描结果发送至图像修复单元533。
94.图像修复单元533用于接收图像扫描单元532发送的逐帧图像数据和扫描结果，根据扫描结果将对应的逐帧图像数据进行修复处理，并将逐帧图像数据发送至图像归类单元534。
95.图像归类单元534用于接收图像修复单元533发送的逐帧图像数据，根据编号对逐帧图像数据进行拼接。
96.实施例二
97.本发明实施例还公开了一种基于物联网的智慧电厂管控系统的工作方法，参照附图5所示，包括以下步骤：
98.s1，数据采集：终端采集层100接收现场终端获得的采集数据，将采集数据发送至数据分析层200；
99.s2，数据分析：数据分析层200接收终端采集层100发送的采集数据，对采集数据进
行梳理得到分类数据，并将分类数据发送至数据存储层300；
100.s3，数据存储：数据存储层300接收数据分析层200发送的分类数据，将分类数据执行存储后发送至可视化平台层400；
101.s4，可视化处理：可视化平台层400用于接收数据存储层300发送的分类数据，对分类数据进行处理后进行可视化信息显示。
102.本技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
103.(1)本发明通过终端采集层实现了对电厂发电机组的监控，并实现了联动集中管理，可及时获得设备运行信息，能够及时发现设备故障，并及时进入现场维护，进而保障了发电机组的作业时间。
104.(2)本发明通过数据分析层可快速对采集数据进行有效分析，能从中及时剥离发电机组的故障情况，以便于尽早展开维护，还可对场内人员以及发电机组进行有效的管控。
105.(3)本发明通过可视化平台层将图表数据和图像数据进行处理，通过图表数据的可视化图表处理，可方便进行了解发电机组的运行情况，通过图像数据进行修复处理后，可有利于厂区的管控。
106.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
107.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
108.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
109.结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd
‑
rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
110.对于软件实现，本技术中描述的技术可用执行本技术所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可
以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
111.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。