嵌入式机械故障智能诊断设备及诊断方法技术

本发明专利技术揭示了一种嵌入式机械故障智能诊断设备及使用该设备的诊断方法，设备包括设备硬件部分及设备控制部分，设备硬件部分包括数据采集单元、主芯片单元、数据存储单元、人机交互单元、通信单元及电源单元，设备控制部分集成于所述主芯片单元内，包括，参数设置模块、数据采集模块、数据处理模块、故障预判模块、故障诊断模块及结果输出模块。本发明专利技术通过各类传感器连接到旋转式机械设备后，能够自动化、智能化地对所采集到的振动数据进行故障诊断，并通过诊断结果对旋转式机械设备最常见的轴系、轴承、齿轮等三种故障进行具体分析，最终生成故障报告并报警提示。

Embedded mechanical fault intelligent diagnosis equipment and method

【技术实现步骤摘要】
嵌入式机械故障智能诊断设备及诊断方法
本专利技术涉及一种故障诊断设备及其相对应的诊断方法，具体而言，涉及一种嵌入式机械故障智能诊断设备及诊断方法，属于工业互联网

技术介绍
在以制造业为国家经济核心与命脉的当下，各类机械设备的普及和使用率有了大幅度地飞跃。目前，几乎所有的制造业中都会使用到各种不同类型、各种不同规格的机械设备，而在这些机械设备中，绝大多数均为旋转式机械设备。在长期的应用和维护过程中，技术人员发现，这类旋转式机械设备中的轴系、轴承以及齿轮等关键性转动部件极易出现各种故障。而一旦出现设备故障，因此所造成的停机或设备损坏必将会对生产带来巨大的经济损失。也正因如此，如何在未发生故障或设备故障出现的早期及时发现并诊断出相应的故障原因就显得异常重要。振动分析是旋转式机械设备常用的故障分析方法，其一般流程是在旋转式机械设备出现明显的振动异常后，振动分析师将振动传感器与电脑或专门的振动分析仪进行连接，采集振动数据并对振动数据进行各种时域和频域计算和转换，通过电脑上的振动分析软件或振动分析仪界面输出图形并进行分析、判断故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式机械故障智能诊断设备，由设备硬件部分及设备控制部分组成，其特征在于：/n所述设备硬件部分包括一用于与设置于被测机械设备上监测区域内的传感器组件相连接的传感器连接端口，所述设备硬件部分还包括，/n数据采集单元，借助所述传感器连接端口与所述传感器组件信号连接，用于采集被测机械设备运行数据并对运行数据进行转发，/n主芯片单元，与所述数据采集单元信号连接，用于接收被测机械设备的运行数据并对运行数据进行诊断分析，得出诊断分析结果及振动图形并输出，/n数据存储单元，分别与所述数据采集单元及所述主芯片单元信号连接，用于记录和存储被测机械设备的运行数据以及诊断分析结果，/n人机交互单元，与所述主...

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式机械故障智能诊断设备，由设备硬件部分及设备控制部分组成，其特征在于：
所述设备硬件部分包括一用于与设置于被测机械设备上监测区域内的传感器组件相连接的传感器连接端口，所述设备硬件部分还包括，
数据采集单元，借助所述传感器连接端口与所述传感器组件信号连接，用于采集被测机械设备运行数据并对运行数据进行转发，
主芯片单元，与所述数据采集单元信号连接，用于接收被测机械设备的运行数据并对运行数据进行诊断分析，得出诊断分析结果及振动图形并输出，
数据存储单元，分别与所述数据采集单元及所述主芯片单元信号连接，用于记录和存储被测机械设备的运行数据以及诊断分析结果，
人机交互单元，与所述主芯片单元信号连接，用于显示诊断分析结果及振动图形，并支持通过人工操作对所述主芯片单元内的各模块进行设置，
通信单元，与所述主芯片单元信号连接，用于接入宽带网络，实现远程连接设备的交互访问，
电源单元，分别与所述设备硬件部分内的各功能单元信号连接，用于为各功能单元供电；
所述设备控制部分集成设置于所述主芯片单元内部，所述设备控制部分包括，
参数设置模块，与所述人机交互单元信号连接，用于对设备信息及各类参数进行设置，
数据采集模块，与所述数据采集单元信号连接，用于控制所述数据采集单元完成对被测机械设备运行数据的采集及转发，
数据处理模块，与所述数据采集模块信号连接，用于将所采集到的被测设备运行数据进行处理和存储，转换、生成处理后的数据并转发，
故障预判模块，与所述数据处理模块信号连接，用于接收处理后的数据并按照数据与预设阈值间的对比判断被测设备是否出现故障，
故障诊断模块，与所述故障预判模块信号连接，用于准确分析被测设备运行状态，判断被测设备是否出现故障，
结果输出模块，分别与所述故障诊断模块及所述人机交互单元信号连接，用于将最终的被测设备诊断结果进行显示输出。


2.根据权利要求1所述的嵌入式机械故障智能诊断设备，其特征在于：所述传感器组件至少包括一路用于监测温度信息的温度传感器以及多路用于监测被测机械设备振动信息的振动传感器；
所述传感器组件还包括至少一路用于监测被测机械设备转速信息的转速传感器。


3.根据权利要求1所述的嵌入式机械故障智能诊断设备，其特征在于：所述数据采集单元由FPGA及采集电路组成；
所述数据存储单元包括NAND闪存及DRAM内存；
所述人机交互单元为电容式触摸液晶显示屏；
所述通信单元支持包括手机及电脑在内的远程连接设备的交互访问，所述通信单元内包含有WIFI通信模块、3G/4G/5G通信模块以及以太网通信模块。


4.根据权利要求1所述的嵌入式机械故障智能诊断设备，其特征在于：所述设备硬件部分还包括一用于在诊断出被测机械设备存在严重故障时自动报警的蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述主芯片单元信号连接并由其控制驱动。


5.根据权利要求1所述的嵌入式机械故障智能诊断设备，其特征在于：所述数据采集模块内包含有，
温度数据采集子模块，与所述温度传感器信号连接，用于按照所述参数设置模块内所设置的采集参数、控制所述温度传感器进行温度数据采集；
振动数据采集子模块，与所述振动传感器信号连接，用于按照所述参数设置模块内所设置的采集参数、控制所述振动传感器进行振动数据采集；
转速数据采集子模块，与所述转速传感器信号连接，用于按照所述参数设置模块内所设置的采集参数、控制所述转速传感器进行转速数据采集。


6.根据权利要求5所述的嵌入式机械故障智能诊断设备，其特征在于：所述故障诊断模块内包含有基于轴系故障机理模型的轴系故障诊断子模块、基于轴承故障机理模型的轴承故障诊断子模块以及基于齿轮故障机理模型的齿轮故障诊断子模块。


7.根据权利要求1所述的嵌入式机械故障智能诊断设备，其特征在于：所述设备控制部分还包括有一振动分析模块，所述振动分析模块分别与所述故障预判模块及所述故障诊断模块信号连接，用于对被测机械设备的振动数据进行分析处理、并将分析处理结果提供给所述振动分析模块与所述故障预判模块调用。


8.根据权利要求1所述的嵌入式机械故障智能诊断设备，其特征在于：所述结果输出模块内包含有对报警信息进行显示输出的报警输出子模块、用于对诊断分析结果进行输出的诊断输出子模块以及用于实现与远程连接设备信息交互的远程输出子模块。


9.一种机械故...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉斌，包继华，姜雪，
申请(专利权)人：苏州德姆斯信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32