(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221087816 6.8 (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 中国人民解 放军63796部队 地址 615000 四川省凉山彝族自治州西昌 市16信箱1组 (72)发明人 孙一龙　张青　王宁　郑艳　叶欣　 张炼　甘朝虹　仝飞舟　张东玖　 赵兴娜　 (74)专利代理 机构 中国兵器 工业集团公司专利 中心 11011 专利代理师 辛海明 (51)Int.Cl. G05B 19/418(2006.01) G06F 8/30(2018.01) G06V 20/52(2022.01)G06V 40/70(2022.01) (54)发明名称 一种基于自主可控的智能流体输送监控系 统 (57)摘要 本发明涉及一种基于自主可控的智能流体 输送监控系统， 属于流体监控领域。 本发明组建 工业流体输送 监控系统， 消除使用国外软硬件平 台带来的安全隐患， 建立适配国产自主可控的主 流工业自动化控制软硬件产品的工业流体输送 系统通用架构， 实现工业流体输送系统核心功能 与国产自主工控 软硬件平台解耦。 本发明增强系 统的安全性， 采用集成模块化方式， 可配置的为 工业流体输送系统提供数据综合分析、 趋势预 测、 图像识别、 语音识别、 生物识别等手段， 确保 系统使用安全， 提升系统无人值守能力， 通过机 器学习算法加强系统智能化水平， 建立便于功能 持续扩展的增量型系统， 依托脚本编程， 适配 pyhton语言， 为系统人员提供特定工业流体输送 系统领域 算法的编写环境。 权利要求书3页 说明书9页 附图1页 CN 115469609 A 2022.12.13 CN 115469609 A 1.一种基于自主可控的智能流体输送监控系统， 其特征在于， 该系统包括设备层、 国产 工控系统控制层、 基础 层和应用层； 设备层包括该监控系统需控制的实际工业设备及信 息采集设备， 包括流体输送系统的 硬件设备及传感器和通用信息采集设备， 流体输送系统的硬件设备及传感器包括液体输送 系统的阀门、 贮罐、 温度传感器、 压力传感器、 流量传感器、 阀位传感器和电磁阀， 通用信息 采集设备包括摄 像头、 指纹识别和麦克风； 国产工控系统控制层包括国产自主可控工业控制系统硬件和国产自主可控工业控制 系统软件， 国产自主可控工业控制系统软件为国产工控系统软件， 包括国产自主可控工业 控制系统驱动； 国产自主 可控工业控制系统硬件连接到 设备层的流体输送系统的硬件设备 及传感器， 国产工控系统软件连接 国产自主可控工业控制系统硬件， 国产工控系统控制层 用于直接控制流体输送系统的硬件设备， 采集传感器参数， 并于基础 层进行数据交互； 基础层用于接收国产工控系统控制层、 设备层采集的信 息， 并对数据进行清洗和存储， 为应用层提供智能分析、 图形化控件和图像语音识别， 并接收应用层的控制指 令， 传递到国 产工控系统控制层和设备层； 基础层包括通用通讯接口、 通讯协议库、 综合处理模块、 数据 库、 图形化组件、 智能数据分析模块、 分析算法库、 生物识别处理模块、 图像识别处理模块、 语音识别处 理模块以及设备动作时序逻辑库； 应用层用于完成指纹及人脸识别身份认证， 确保系统使用安全， 处理系统报 警信息， 为 操作人员提供控制功能， 为操作人员提供了可视化的编辑环 境， 评估系统状态， 提供远程服 务， 为操作人员提供编写算法文件功能， 包括权限管理监测模块、 故障报警模块、 运行控制 模块、 可视化工艺编制模块、 状态监测评估 模块、 WEB发布模块和脚本编程逻辑模块。 2.如权利要求1所述的基于自主可控的智能流体输送监控系统， 其特征在于， 通用通讯 接口用于与国产工控系统软件进行通讯交互， 接收国产工控系统控制层采集的传感器信 息， 并传递系统控制指令， 是该监控系统实现工艺控制逻辑与工控系统软件解耦的基础， 通 用通讯接口连接通讯协议库和第三方系统， 通过载入不同的通讯协议库中的协议文件， 实 现与不同品牌的国产工控系统软件的信息交互， 且依靠不同协 议文件与第三方系统数据交 互； 通用通讯接口具备双机冗余热备机制； 通讯协议库用于存储该监控系统与国产工控系 统软件交互协议及第三方系统通讯交互协议， 通讯协议以独立文件方式存储， 通讯协议库 根据需要在线动态扩充和修改。 3.如权利要求2所述的基于自主可控的智能流体输送监控系统， 其特征在于， 综合处理 模块是系统控制的核心， 是该监控系统实现工艺控制 逻辑与工控系统软件解耦的关键， 连 接图形化组件和数据库， 用于将操作人员使用图形化组件生成的工艺控制指令转换为设备 控制指令， 提交通用通讯接口发送给国产工业控制系统控制设备动作， 同时将通用通讯接 口接收的设备状态数据及第三方系统交互数据发送给图形化组件进行可视化显示； 对流经 综合处理模块的数据， 综合处理模块同步开展数据的清洗、 整理和多重复杂标记后， 提交数 据库存储； 数据库用于保存综合处理模块处理完成的标记数据， 并为智能数据分析模块提 供数据支撑， 数据存储架构支持单机单数据库模式、 双机热备数据存储模式及分布式存储 模式。 4.如权利要求3所述的基于自主可控的智能流体输送监控系统， 其特征在于， 图形化组 件是人机交互的基本单元， 连接语音识别处理模块、 应用层的故障报警模块、 应用层的运行权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115469609 A 2控制模块、 应用层的状态监测 评估模块、 应用层的WEB发布模块、 综合处理模块和智能数据 分析模块， 用于组成系统控制、 状态监测及故障报警页面， 包括按钮、 文本框、 进度条， 以及 折线图、 饼图、 热力图、 柱状图及报警信息 显示控件。 5.如权利要求3所述的基于自主可控的智能流体输送监控系统， 其特征在于， 智能数据 分析模块连接图形化组件、 数据库和分析算法库， 用于对实时数据和历史数据开展大数据 分析及趋势预测， 包括主流的机器学习及人工智能算法， 同时能调用分析算法库中操作人 员自主编写的数据分析算法； 智能数据分析模块采用的算法编写语言为python， 算法 的调 用形式包括单次调用、 定时调用、 周期调用和条件调用； 分析算法库连接应用层的脚本编程 逻辑模块， 用于存储系统人员依托该监控系统编写的专用的数据分析算法， 各算法以单独 文件编写， 动态添加 和删减， 并支持在线修改。 6.如权利要求3所述的基于自主可控的智能流体输送监控系统， 其特征在于， 生物识别 处理模块连接指纹采集设备和应用层的权限管理监测模块， 用于处理设备层的指纹采集设 备采集的操作人员指纹信息， 供权限管理监测模块使用； 图像识别处理模块连接设备层的 图像采集设备和应用层的管理监测模块、 故障报警模块， 用于人脸识别监测、 系统设备状态 识别、 系统泄漏可视化监测、 系统安全 管控监测， 通过人脸识别， 验证人员身份， 通过系统设 备状态监测， 验证系统设备动作及信号传输是否正确， 通过系统泄漏监测， 及时发现系统风 险， 提高系统故障时的响应能力， 同时减少危险区域人员部署， 通过系统安全管控监测， 对 现场人员分布、 着装、 行为进 行监控； 语音识别处理模块连接 设备层的音频采集设备和基础 层的图形化组件， 语音识别处理模块用于处理麦克风采集的音频信息， 用于记录操作人员 指挥口令， 提供语音界面交互操作； 设备动作时序逻辑库连接应用层的运行控制模块和可 视化工艺编制模块， 用于存储设备工艺流程时序控制文件， 通过工艺编制模块由系统人员 设置后自动生成， 运行控制功能获取改文件， 转换为设备控制时序指 令， 通过图形化组件传 递， 该库内的文件可动态扩展， 在线添加、 修改和删除。 7.如权利要求2 ‑6任一项所述的基于自主可控的智能流体输送监控系统， 其特征在于， 权限管理监测模块用于用户权限的设置， 依靠生物识别处理、 图像识别处理完成指纹及人 脸识别身份认证， 确保系统使用安全， 同时对不同用户设置不同的操作权限， 在用户使用过 程中， 通过摄像头及图像识别处理， 对操作人员进行行为监测， 确保人员行为符合管理要 求； 故障报警模块用于系统报警信息的处理， 通过人为设定报警准则， 指定不同的警报类 别， 报警信息在页面弹窗显示或闪烁显示， 并通过设置后， 对指定手机或邮箱进行定点推 送。 8.如权利要求7所述的基于自主可控的智能流体输送监控系统， 其特征在于， 运行控制 模块为操作人员控制系统的功能模块， 操作人员在运行控制模块对系统设备进行单点控制 操作、 工序自动控制操作， 即使用设备动作时序逻辑库中的工艺时序控制文件进行设备操 作； 可视化工艺编制模块用于设备动作时序逻辑库中的工艺时序控制文件的编写， 为操作 人员提供了可视化的编辑环境， 将设备、 动作、 判断条件变化为可视化模块， 操作人员通过 拖拽连接， 完成设备自动控制流 程设计， 生成工艺时序控制文件。 9.如权利要求8所述的基于自主可控的智能流体输送监控系统， 其特征在于， 状态监测 评估模块用于系统设备状态显示、 实时及历史数据分析、 系统状态快速评估和系统综合态 势评估， 依托智能数据分析模块提供 的结论， 在图形化组件中对实时或历史数据进行可视权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115469609 A 3