ICS 17.160 J 04
中华人民共和国国家标准
GB/T 25742.2-—2013/IS0 13374-2:2007
机器状态监测与诊断 数据处理、 通信与表示 第2部分：数据处理
Condition monitoring and diagnostics of machines- Data processing, communication and presentation-
Part 2 : Data processing
(ISO 13374-2:2007,IDT)
2014-06-01 实施
2013-09-18 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 25742.2--2013/ISO 13374-2 :2007
目 次
前言引言
一
范围 2 规范性引用文件 3 状态监测与诊断的信息结构要求
1
3. 1 概述· 3.2语义定义要求 3.3概念信息模型要求 3.4 执行数据模型要求 3.5参考数据库要求 .. 3.6数据文档定义要求 3.7 兼容性规范 4状态监测与诊断(CM&D)处理结构要求 4.1 概述 .... 4. 2 数据采集(DA)模块· 4.3 数据操作(DM)模块 4. 4 状态检测(SD)模块 4.5 健康评估(HA)模块 4.6 预测评估(PA)模块· 4.7 建议生成(AG)模块 4.8 模块配置· 4. 9 外部系统·· 4.10 数据存档· 4. 11 技术显示 4.12 信息表示 4.13 适应性规范附录A（资料性附录） 适应性规范附录B（资料性附录） UML,XML 和中间件的参考参考文献
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10
15 20 30 GB/T 25742.2—2013/ISO 13374-2 :2007
前言
GB/T 25742《机器状态监测与诊断 斤数据处理、通信与表示》由4个部分组成：第1部分·一般指南；一第2部分：数据处理;
一第3部分：通信要求；一第4部分：表示要求。
本部分是GB/T25742的第2部分。 本部分按照GB/T 1.12009 和 GB/T 20000.2-2009 给出的规则起草。 本部分使用翻译法等同采用ISO13374-2:2007(E)《机器状态监测与诊断数据处理、通信与表示
第2部分：数据处理》。
与本部分规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T 25742.1--2010机器状态监测与诊断数据处理、通信与表示　第 1部分：一般指南 (ISO 13374-1:2003,IDT)
本部分由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC53)提出并归口。 本标准起草单位：浙江大学、杭州亿恒科技有限公司、中国石油化工股份有限公司九江分公司、东南
大学、西南交通大学。
本标准主要起草人：陈章位、赵玉刚、陈锋、文祥、李海英、傅行军、林建辉。
L GB/T 25742.2—2013/ISO 13374-2:2007
引言
目前，各种用于机器状态监测和诊断(CM&D)的软件程序不能方便地进行数据交换，或在没有外部集成的情况下实现即插即用，这给系统集成造成了困难；同时，也很难为用户提供一个机器状态统 一的视图。本系列标准的目的是为开放式状态监测与诊断(CM&D)软件结构提供一些基本的需求,该结构允许各种不同软件的机器状态监测数据和信息在不需要特定平台、特定硬件的情况下能够被处理、交换和显示。 GB/T 25742.2—2013/ISO 13374-2 :2007
机器状态监测与诊断数据处理、 通信与表示第2部分：数据处理
1范围
GB/T 25742的本部分给出了开放式状态监测与诊断(CM&D)结构的参考信息模型和参考数据处理模型所需要遵守的要求。软件设计专业人员需要信息模型和数据处理模型来充分描述所有的数据处理的要求,本部分可以为 CM&D系统的互用性提供便利。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 25742.1-2010机器状态监测与诊断　数据处理、通信与表示　第 1部分：一般指南 (ISO 13374-1:2003 IDT)
ISO/IEC 14750:1999 信息技术　开放分布处理　界面定义语言
3状态监测与诊断的信息结构要求
3.1概述
对于给定系统或应用，信息结构描述了所有的数据对象及其特征（或属性）、特征数据类型、数据对象关系、参考数据和数据文档。一个开放式状态监测与诊断(CM&D)信息结构规范应按图 1 所示五个层次分别进行描述。
数据文档定义
层5
参考数据库
层 4
执行数据模型
层3
概念信息模型
层 2
语义定义
层1
图 1CM&D信息结构层次
3.2语义定义要求
为了便于理解所用信息结构的各个部分,开放式状态监测与诊断信息(CM&D)结构规范应给系统
1 上
GB/T 25742.2—2013/ISO 13374-2 :2007
中的每个主要数据对象提供一系列语义定义。可以使用非正式的描述用术语，如用英文名称来对数据对象进行定义。也可以使用正式的实体模式的描述，如由互联网联盟（W3C)提出来的资源描述格式 (RDF)。 3.3概念信息模型要求
概念信息模型是与状态监测与诊断(CM&D)相关的所有主要数据对象的综合性的定义，该定义中还包括数据对象的主要特性(或属性）、特征数据类型、对象的相互关系、对象或关系约束。开放式状态监测与诊断(CM&D)信息结构提供一种非专属的概念信息模型,这种模型也可称为“模式”,模式不受数据的物理存储或访问的影响。概念信息模型是数据元素定位的设计图，而这些数据元素使得系统集成和数据集成变得容易。在使用概念模型的基础上，执行数据模型可以得到验证。
统一建模语言(UML)已经成为软件行业的一种主要建模语言，现已成为一个国际标准，即 ISO/ IEC 19501。UML包含一种用于信息建模的标准化类图表示方法(UML的附加信息可参考附录 B)。 3.4执行数据模型要求
基于概念信息模型，执行数据模型提供了一种用于数据元素的确切的表达，这些数据元素可以传输或存储。开放式状态监测与诊断(CM&D)信息结构规范提供了一种开放式的执行数据模型，因而此执行数据模型与以上提到的概念信息模型是一致的。
开放式状态监测与诊断(CM&D)执行数据模型兼顾了很多机器信息源的集成，支持对等数据库，允许用户定义的查询条目，以及使用标准时间戳和工程单位。该数据模式应该支持唯一的企业、网站和数据库或数据源标识符，以此来区分不同的物理位置所取得的数据。该数据模式还应该支持包含机器的设备部分（服务部分位置)的父子层次中的唯一的、系统范围的标识符。同时，该数据模式也支持特定的设备标识符，以实现机器零部件中的单个部件的监测和跟踪。
该数据模式中应该指定存储企业的基本结构、站点、站点数据库、过程或机器的部分信息（比如机器位置，驱动方式，安装方式和联轴器类型）、设备铭牌数据（包括额定转速、额定功率、品牌和型号、轴承以及其他部件的信息）、测量位置、数据测量源、传感器、传感器位置、工程单位、信号处理后期定标类型、通道序列表和报警信息。在数据层面,该数据模式应该支持用于传输下列这些数据的格式：如时域的单值数据、快速傅立叶变换(FFT)谱数据、恒百分比带宽(CPB)谱、时间波形、基于采样的测试数据、热成像和大型二进制对象。通过使用公历（公元，或CE)和基于ISO8601C1的公历表示，该数据模式还应支持追溯到一个具体案例的日期/时间标记，而 ISO 8601参考了世界协调时间（UTC)，且储存了当地时差。
该规范的细节可以通过采用不同的数据模式定义来详细说明。文件描述数据模式格式在软件程序编制行业已使用多年。它和 ASCII码或二进制数据文件相匹配,可以用来导入或导出计算机系统。这种模式完整的描述已经发布，它规定了文件中包含的数据字段、二进制字段相对于其他字段的具体位置、这些字段是否是ASCII码或者是二进制格式、以及每个字段的精确数据格式（如实浮点数、整数、字符、变长度字符串）。
关系信息数据模式是关系型数据库管理系统的一种定义语言，这种方法类似于制订方案，该方案定义了如下几个方面：用于存放数据的各种“空间名称”（或表）；这些空间中的数据“内容”（或空间中的列);每个数据列的具体数据格式(如浮点数、整数、字符、变长度字符串)；一个数据列是否可以为空或非空;定义每个数据行的唯一“键”(主键)；一个表格可以通过包含一个“参考”(外部键)与另一个表关联。
可扩展标记语言(XML)模式定义(XSD)是一种被推荐使用的定义语言。可扩展标记语言(XML) 是互联网联盟(W3C)的一个项目,其规范的开发是在 XML工作组的管理下进行的。参照 ISO 8879 标准,XML是用标准通用标记语言(SGML)编写的，它的目的是定义不同类型的电子文档结构。1.0 版本的规范在1998年2月10日被W3C接受为推荐规范；2001年3月3日W3C发布了－套XML模式作为 W3C的推荐规范。XML模式定义了共享的标记词汇，以及使用这些标记词汇的 XML文档结构，
? GB/T 25742.2—2013/ISO 13374-2:2007
同时还提供了将语义和标记词汇、文档结构关联起来的方法。通过在 XML 中引人数据类型，XML模式给数据交换系统的开发商增加了XML的应用功能。XML充允许编程者决定-一个文件的哪些部分可能有效，或确定文件中该模式适用的部分。此外，由于 XML模式本身是 XML文档，它们可以用 XML 编写工具来管理（关于XML的更多信息见附录B）。
无论选择哪种数据信息模式格式，该执行数据模式应定义包含在该模式中最小的数据单元集，此外还应包括一系列供选用的单元的列表。 3.5参考数据库要求
为了有效地利用执行数据模型，参考数据库应该保存有可用于查询的标准条目。开放式状态监测与诊断(CM&D)信息结构规范提供了开放的参考数据库，该参考数据库要与执行数据类型相一致。该规范应该支持可移植和可维护的工业标准分类法和参考数据代码；并允许供应商和终端用户使用数据库特定条目在数据库中添加行业专用条目和用户专用条目，且还能支持用各种语言来创建标准参考代码集。
参考数据库指定了所有的代码表，包括机器/部件类型代码、设备类型代码、测量位置类型代码、工程单位类型代码、抽样试验代码、诊断/预测事件代码、健康代码、故障代码和故障根源代码。该数据库还包括工程单位代码、测量位置类型代码和安装方位代码。 3.6数据文档定义要求
开放式状态监测与诊断(CM&D)信息结构规范也明确了发布的数据文档的格式。该规范允许以标准化的方式读、写参考数据库，该规范还支持数据导人/导出的应用。
如果信息结构规范选用文件描述模式作为规范自身的执行数据模型，那么它也可以选用同样的规范用于ASCII和二进制文件的发布。发布完整的记录格式描述应明确说明包含在文件中的数据区域、 相对其他数据区域的确切位置、该区域数据是 ASCII还是二进制以及每一块区域确切的数据格式浮点数、整数、字符、变长度字符串。
如果信息结构规范选用XML模式作为规范自身的执行数据模型，那么它也可以选用同样的规范用于 XML数据文件的发布。XML模式提供了 XML文档的定义、XML分析和校验工具，该校验工具可以用来校核文档内容语法的正确性。 3.7兼容性规范
开放式状态监测与诊断(CM&D)信息结构规范应使用 3.1～3.6 中所描述的信息结构。机器信息管理开放系统联盟(MIMOSA)是一家非盈利性的协会，其发布的开放式状态监测与诊断(CM&D)信息结构规范和上面提到的要求是兼容的。该规范称为MIMOSA开放系统结构，主要用于企业应用集成。该规范的细节见附录 A。
4状态监测与诊断(CM&D)处理结构要求
4.1概述
状态监测与诊断(CM&D)处理结构描述了模块之间的所有相互作用或传输，这些模块包括软件系统的内部模块、与终端用户相互作用的外部模块，或与其他软件系统相互作用的外部模块。开放式状态监测与诊断(CM&D)信息结构规范应采用如图2所示的处理结构。这个结构定义为数据处理功能模块。当系统中的每一个模块完成正确配置以后，基本数据由数据采集模块(DA)转换成数字量，并以不同的方法进行处理,转换成可执行的信息，得到了建议生成模块（AG）。在DA到 AG的处理过程中，前一个块的数据需要传送到随后的数据块中，并从外部系统中获取或发送附加信息。同样的，当数据转换
3 GB/T 25742.2-2013/IS0 13374-2:2007
成信息时,需要用标准技术显示格式和图形显示格式表达。在很多情况下,维护每个模块的输出历史记录可以通过数据存档来完成。DA、DM 和 SD模块负责对数据质量进行评估，评估结论应为好、坏或不确定。
标准的本部分不涉及误差的影响和误差在状态监测与诊断(CM&D)模块内部以及模块间的传输。 误差源包括仪器校验、信号调节和处理、环境噪声、计算结果圆整、人为输人以及上述各因素的共同影响。
敏感元件/传感器/手动输入
数据采集（DA）
数据操作（DM)
状态检测（SD)
外部系统，数据存储和模块配置
技术显示和信息表示
健康评估（HA)
预测评估（PA）
建议生成（AG）
图 2 数据处理流程图
4.2数据采集(DA)模块
如图3所示,DA模块已经发展为一个软件模块，该软件模块给系统提供了一个获得数字信息的人口，数字信息可通过自动的或人工的方法进人模块。DA模块能表示成一个特定的数据采集模块，该数据采集模块可以输人传统传感器的模拟信号。DA模块也可以从数据总线上采集和合并传感器信号。 从另一个方面来说,DA模块也可以作为智能传感器的软件接口。从本质上讲,DA模块可认为是一个用于经校验的数字式传感器数据记录的服务器。
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