云計(jì)算技術(shù)在火電機(jī)組振動(dòng)管理專家系統(tǒng)平臺(tái)的應(yīng)用

引言

云計(jì)算技術(shù)是一種專門處理海量數(shù)據(jù)的新技術(shù),其具有虛擬化、動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展、靈活性高、可靠性好、性價(jià)比高等特點(diǎn),可以有效解決專家系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用中面臨的海量數(shù)據(jù)集成、功能整合和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、檢索以及面向第三方的應(yīng)用擴(kuò)展等難題。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的不斷深入,云計(jì)算技術(shù)在電力行業(yè)也得到了越來越多的應(yīng)用,其相關(guān)的研究和產(chǎn)品開發(fā)發(fā)展迅速。

本文以云計(jì)算技術(shù)在xx發(fā)電有限責(zé)任公司機(jī)組振動(dòng)管理專家系統(tǒng)平臺(tái)(簡(jiǎn)稱"專家系統(tǒng)平臺(tái)")集成的應(yīng)用為案例,圍繞數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理和分布式計(jì)算平臺(tái)建立等難點(diǎn),針對(duì)多機(jī)組、大容量系統(tǒng)云平臺(tái)開發(fā)的實(shí)際問題,對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析和研究,最后給出了基于云計(jì)算技術(shù)的振動(dòng)管理專家系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)方法。

1云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)提供的服務(wù)類型分為三類,即基礎(chǔ)服務(wù)層(1nfrastructureasaservice,1aas)、平臺(tái)服務(wù)層(platformasaservice,paas)和軟件服務(wù)層(softmareasaservice,saas)。

1aas基礎(chǔ)服務(wù)層主要通過網(wǎng)絡(luò)向用戶提供虛擬化的計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)等物理設(shè)施,用戶可以在自己提供的基礎(chǔ)設(shè)施上進(jìn)行操作系統(tǒng)等軟件的部署和應(yīng)用。

paas平臺(tái)服務(wù)層為用戶提供了軟件開發(fā)平臺(tái)和測(cè)試環(huán)境,在計(jì)算機(jī)集群的基礎(chǔ)上,開展云計(jì)算應(yīng)用的開發(fā)與測(cè)試工作。

saas軟件服務(wù)層為用戶提供了滿足特殊需求的軟件,用戶不需要配置、部署軟件系統(tǒng)的硬件環(huán)境,只需要獲得軟件的授權(quán)即可使用。

2振動(dòng)管理專家系統(tǒng)平臺(tái)

專家系統(tǒng)平臺(tái)監(jiān)測(cè)對(duì)象包括汽輪發(fā)電機(jī)組、汽泵給水泵組、引風(fēng)機(jī)組、送風(fēng)機(jī)組、一次風(fēng)機(jī)組和空冷島風(fēng)機(jī)組等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的相關(guān)工況參數(shù)。專家系統(tǒng)平臺(tái)由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)集成接口層和數(shù)據(jù)中心層三部分構(gòu)成,用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)發(fā)布和數(shù)據(jù)對(duì)外接口等功能,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集層(wataDollect):負(fù)責(zé)采集不同物理位置的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),不同監(jiān)測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)采樣標(biāo)準(zhǔn)和精度要求不盡相同。

數(shù)據(jù)集成接口層(wata1nterface):針對(duì)數(shù)據(jù)采集層的數(shù)據(jù)制定統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn),通過硬件設(shè)備將數(shù)據(jù)集成至接口層,形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)后發(fā)送到數(shù)據(jù)中心層。

數(shù)據(jù)中心層(wataDenter):負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、集中發(fā)布和集中應(yīng)用。提供對(duì)外標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口,以確保系統(tǒng)的開放性:提供二次開發(fā)平臺(tái),以確保系統(tǒng)功能的擴(kuò)展性:提供統(tǒng)一的對(duì)外交互窗口、統(tǒng)一的用戶安全認(rèn)證機(jī)制等服務(wù)。

3基于云計(jì)算的火電機(jī)組振動(dòng)數(shù)據(jù)集成

專家系統(tǒng)平臺(tái)在數(shù)據(jù)集成方面面臨著較大的技術(shù)難度。首先是設(shè)備眾多,其次是需要處理的數(shù)據(jù)量大,第三是計(jì)算量大。為解決以上問題,本系統(tǒng)將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用在振動(dòng)數(shù)據(jù)集成、存儲(chǔ)和應(yīng)用方面。

3.l數(shù)據(jù)的整合與集成

云計(jì)算技術(shù)能夠?qū)⒉煌脑O(shè)備和服務(wù)協(xié)同在一起,通過特有的虛擬化技術(shù),從不同架構(gòu)、不同平臺(tái)、不同接口的設(shè)備和服務(wù)中抽象出統(tǒng)一架構(gòu)、統(tǒng)一平臺(tái)和統(tǒng)一接口的虛擬應(yīng)用資源和服務(wù)。

3.2海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理

云計(jì)算虛擬技術(shù)能夠?qū)⒉煌臄?shù)據(jù)庫(kù)歸一到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)接口,采用分布式冗余存儲(chǔ)策略實(shí)時(shí)映像和備份,保證數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。針對(duì)毫秒級(jí)的振動(dòng)數(shù)據(jù),云計(jì)算分布式壓縮算法能夠高效地壓縮振動(dòng)數(shù)據(jù),使其對(duì)存儲(chǔ)空間的占有率達(dá)到最小。

3.3數(shù)據(jù)應(yīng)用分析

專家系統(tǒng)平臺(tái)涉及兩個(gè)層面的數(shù)據(jù)應(yīng)用,一方面是對(duì)機(jī)組數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和分析:另一方面是對(duì)數(shù)據(jù)的高級(jí)應(yīng)用計(jì)算、智能趨勢(shì)預(yù)測(cè)、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、典型特征數(shù)據(jù)提取、監(jiān)督報(bào)表生成等等。云計(jì)算技術(shù)采用分布式計(jì)算方法,通過任務(wù)分解中樞,將計(jì)算任務(wù)分解為多個(gè)計(jì)算單元后分配給相應(yīng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)執(zhí)行計(jì)算,并列執(zhí)行,提高計(jì)算效率。

4基于PaaS的云平臺(tái)的設(shè)計(jì)

Paas是云計(jì)算提供的一種服務(wù)類型,為專家系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用提供服務(wù)器平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境?；赑aas的火電機(jī)組振動(dòng)管理專家系統(tǒng)云平臺(tái)總體架構(gòu)如圖2所示。

4.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心具備分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能力,數(shù)據(jù)采集層提供數(shù)據(jù)通信規(guī)約和接口軟件,采集機(jī)組數(shù)據(jù),并根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略以分布式存儲(chǔ)方式將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層,同時(shí)以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)集市等公共數(shù)據(jù)服務(wù)方式向數(shù)據(jù)應(yīng)用中心提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

以xx發(fā)電有限責(zé)任公司為例,TN8000振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集層設(shè)備,負(fù)責(zé)獲取振動(dòng)數(shù)據(jù),通過接口軟件將數(shù)據(jù)寫入生產(chǎn)Ⅱ區(qū)的專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成中心的數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)庫(kù)集中存儲(chǔ)全廠10臺(tái)機(jī)組主輔機(jī)的振動(dòng)數(shù)據(jù)和DCs數(shù)據(jù)。Ⅱ區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)集成的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后通過安全隔離網(wǎng)閘和軟件接口存儲(chǔ)到Ⅲ區(qū)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中,再通過數(shù)據(jù)集市對(duì)外響應(yīng)數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求,并提供后續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。

4.2數(shù)據(jù)應(yīng)用中心

數(shù)據(jù)應(yīng)用中心具有分散數(shù)據(jù)并行計(jì)算能力。應(yīng)用中心提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)組態(tài)工具、移動(dòng)開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)分析環(huán)境和應(yīng)用管理平臺(tái),并以桌面應(yīng)用和移動(dòng)端應(yīng)用方式發(fā)布數(shù)據(jù)應(yīng)用。Paas平臺(tái)的數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)為系統(tǒng)應(yīng)用的二次開發(fā)提供了開放、統(tǒng)一、便利的開發(fā)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用軟件的一體化設(shè)計(jì)、模塊化開發(fā)和輕量化部署,經(jīng)過整合的服務(wù)器資源和數(shù)據(jù)資源大大簡(jiǎn)化了開發(fā)步驟,提高了開發(fā)效率。

4.3云平臺(tái)部署

在xx發(fā)電有限責(zé)任公司實(shí)施的專家系統(tǒng)平臺(tái)項(xiàng)目中,云平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心與數(shù)據(jù)應(yīng)用中心分別部署在生產(chǎn)Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)。其中振動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備和DCs數(shù)據(jù)采集軟件部署在生產(chǎn)Ⅱ區(qū),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心部署在生產(chǎn)Ⅱ區(qū),數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)/集市、公共數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用中心運(yùn)行環(huán)境、管理平臺(tái)、公共服務(wù)組件部署在生產(chǎn)Ⅲ區(qū)。數(shù)據(jù)應(yīng)用中心層集中對(duì)外提供數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù),通過防火墻接入電廠生產(chǎn)辦公網(wǎng)絡(luò),響應(yīng)客戶端用戶的數(shù)據(jù)請(qǐng)求,并與第三方應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)生數(shù)據(jù)的橫向交互。

5結(jié)語

云計(jì)算技術(shù)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性、擴(kuò)展性和可靠性,可適用于電力行業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域,具有強(qiáng)大的資源整合能力和海量數(shù)據(jù)處理能力,將會(huì)成為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)集成應(yīng)用的主要技術(shù)手段。云平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、服務(wù)構(gòu)建和實(shí)施部署必須結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況綜合考慮,制定符合現(xiàn)實(shí)情況的實(shí)施方案,務(wù)必要在項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期對(duì)數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)計(jì)算等方面做統(tǒng)一規(guī)劃和整體設(shè)計(jì),以確保整體平臺(tái)設(shè)計(jì)得科學(xué)合理。

云計(jì)算技術(shù)在火電機(jī)組振動(dòng)管理專家系統(tǒng)平臺(tái)的應(yīng)用只是云計(jì)算技術(shù)在電力行業(yè)專業(yè)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的一次嘗試,隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的不斷深入,云計(jì)算技術(shù)將在智慧電廠和智能電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮更大、更突出的作用。