电机数据的采集方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电机数据的采集方法及系统，所述方法包括：采集电机运行数据，以得到工况文件；基于工况文件中的电机振动原始信号，提取振动特征信号，以得到与工况文件对应的特征文件；将工况文件和所述特征文件进行同步化；根据同步化后的工况文件和特征文件，得到电机运行稳定状态；根据电机运行稳定状态，结束对电机运行数据的采集。本发明专利技术通过提取振动特征便于全面分析振动原始信号；通过同步化工况文件和特征文件，便于实现电机数据的同步，有利于参照特征数据全面分析电机数据；在电机运行稳定后，结束数据的采集，有利于利用电机设备全生命周期的数据来监测电机异常状态，进而提高监测电机状态并诊断电机故障的效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】
电机数据的采集方法及系统
本专利技术涉及电机诊断
，尤其涉及一种电机数据的采集方法及系统。
技术介绍
电机状态监测和故障诊断技术是一种了解和掌握电机在使用过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，发现故障及其原因的技术。现有技术方案一般是基于电气特征分析技术的状态监测诊断装置，通过测量电机负载运行时的电流、电压信号，分析频谱、谐波、电气参数等特征，进一步探测到源于轴承故障、不对中故障、负载故障、机械松动、绝缘和一系列电气和机械故障的状态变化，进而判断整个传动系统的故障所在。但是，传统技术方案是以设备当下状态为研究重点，无法对设备的未来发展趋势进行预测，更无法对设备健康状态进行系统地管理。之所以出现这种现象，主要是由于设备全生命周期数据的缺失，无法对设备进行数据建模。如何采集电机设备全生命周期的数据，是基于电机数据监测电机状态以及诊断电机故障所要解决的一个重要问题。因此，亟需一种电机数据的采集方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电机数据的采集方法及系统，以解决上述现有技术中的问题，能够利用电机设备全生命周期的数据来监测电机异常状态，进而提高监测电机状态并诊断电机故障的效率和准确性。本专利技术提供了一种电机数据的采集方法，其中，包括：采集电机运行数据，以得到工况文件；基于所述工况文件中的电机振动原始信号，提取振动特征信号，以得到与所述工况文件对应的特征文件；将所述工况文件和所述特征文件进行同步化；根据同步化后的所述工况文件和所述特征文件，得到电机运行稳定状态；根据所述电机运行稳定状态，结束对电机运行数据的采集。如上所述的电机数据的采集方法，其中，优选的是，所述采集电机运行数据，以得到工况文件，具体包括：利用OPC服务器从连接至电机的可编程逻辑控制器采集电机运行数据，由所述电机运行数据组成所述工况文件，其中，所述电机运行数据包括时间数据、电流数据和转速数据。如上所述的电机数据的采集方法，其中，优选的是，所述基于所述工况文件中的电机振动原始信号，提取振动特征信号，以得到与所述工况文件对应的特征文件，具体包括：对所述电机振动原始信号进行预处理操作，获得预处理信号；将所述预处理信号和采样信号输入预先构建的特征提取模型，得到所述电机振动原始信号对应的振动特征信号，由所述振动特征信号组成所述特征文件，其中所述采样信号包括采样频率、采样时长和采样温度。如上所述的电机数据的采集方法，其中，优选的是，所述将所述工况文件和所述特征文件进行同步化，具体包括：根据所述工况文件中的工况时间戳分别对所述电机运行数据中的电流数据和转速数据求取平均值，以得到所述电机工况信息，所述电机工况信息包括时间信息、转速信息和电流信息；基于各个工况时间戳与对应的特征文件中的当前特征文件时间戳之间的时间差，对所述特征文件中的特征文件时间戳进行修正，以得到修正时间戳；在所述工况文件中获取与所述特征文件中的所述修正时间戳距离最近的电机工况信息，得到目标电机工况信息；以所述工况时间戳为准，将所述特征文件合并到所述目标电机工况信息之后，形成CSV文件。如上所述的电机数据的采集方法，其中，优选的是，所述基于各个工况时间戳与对应的特征文件中的当前特征文件时间戳之间的时间差，对所述特征文件中的特征文件时间戳进行修正，以得到修正时间戳，具体包括：针对每个特征文件时间戳，比较各个工况时间戳与当前特征文件时间戳之间的时间差；将当前特征文件时间戳用时间差最短的工况时间戳进行替换，以得到修正时间戳。如上所述的电机数据的采集方法，其中，优选的是，所述根据同步化后的所述工况文件和所述特征文件，得到电机运行稳定状态，具体包括：在采样时间达到工况配置时长后，基于第一方差评价指标和第二方差评价指标的比值得到若干单个变量的稳态结果，其中，所述第一方差评价指标与相邻两个采样时间点的实际数据之差对应，所述第二方差评价指标与表示同一采样时间点的实际数据和滤波后的数据之差对应，并且所述若干单个变量包括转速、和/或电流、和/或温度；根据若干单个变量的稳态结果得到电机运行稳定状态。如上所述的电机数据的采集方法，其中，优选的是，所述在采样时间达到工况配置时长后，基于第一方差评价指标和第二方差评价指标的比值得到单个变量的稳态结果，具体包括：步骤A1：采集单个变量在某一时刻的实际数据；步骤A2：计算单个变量在某一时刻滤波后的数据，采用以下公式计算单个变量在某一时刻滤波后的数据：Xf,i＝λ1Xi+(1-λ1)Xf,i-1(1)其中，Xf,i表示i时刻采集的单个变量在滤波后的数据，λ1表示第一滤波系数，Xi表示i时刻采集的单个变量的实际数据，Xf,i-1表示i-1时刻采集的单个变量在滤波后的数据；步骤A3：计算所述第二方差评价指标，采用以下公式计算所述第二方差评价指标：其中，表示i时刻同一采样时间点的单个变量的实际数据和滤波后的数据之差的方差，λ2表示第二滤波系数，表示i-1时刻同一采样时间点的单个变量的实际数据和滤波后的数据之差的方差；步骤A4：计算所述第一方差评价指标，采用以下公式计算所述第一方差评价指标：其中，表示i时刻相邻两个采样时间点的实际数据之差的方差，λ3表示第三滤波系数，表示i-1时刻相邻两个采样时间点的实际数据之差的方差；步骤A5：根据所述第二方差评价指标和所述第一方差评价指标计算方差评价指标的比值，采用以下公式计算方差评价指标的比值：其中，R表示方差评价指标的比值；步骤A6：在方差评价指标的比值大于临界值时，判断单个变量处于稳态，其中，R的临界值通过置信区间来确定，即取稳态时的R值高斯分布的95％置信水平时的值。如上所述的电机数据的采集方法，其中，优选的是，所述根据若干单个变量的稳态结果得到电机运行稳定状态，具体包括：若所有的单个变量均处于稳态，则判定电机整体运行状态处于稳态；若至少有一个单个变量处于非稳态，则判定电机整体运行状态处于非稳态。如上所述的电机数据的采集方法，其中，优选的是，所述根据所述电机运行稳定状态，结束对电机运行数据的采集，具体包括：在电机运行稳定状态为稳态，并且针对电机稳定转速向量中的各稳定转速信息，每个所述稳定转速信息所对应的特征文件的时长大于等于总采样时长/采样次数时，结束对电机运行数据的采集。本专利技术还一种采用上述方法的电机数据的采集系统，包括：数据采集模块，用于采集电机运行数据，以得到工况文件；特征提取模块，用于基于所述工况文件中的电机振动原始信号，提取振动特征信号，以得到与所述工况文件对应的特征文件；数据同步模块，用于将所述工况文件和所述特征文件进行同步化；稳定状态确定模块，用于根据同步化后的所述工况文件和所述特征文件，得到电机运行稳定状态；数据采集结束触发模块，用于根据所述电机运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机数据的采集方法，其特征在于，包括：/n采集电机运行数据，以得到工况文件；/n基于所述工况文件中的电机振动原始信号，提取振动特征信号，以得到与所述工况文件对应的特征文件；/n将所述工况文件和所述特征文件进行同步化；/n根据同步化后的所述工况文件和所述特征文件，得到电机运行稳定状态；/n根据所述电机运行稳定状态，结束对电机运行数据的采集。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机数据的采集方法，其特征在于，包括：
采集电机运行数据，以得到工况文件；
基于所述工况文件中的电机振动原始信号，提取振动特征信号，以得到与所述工况文件对应的特征文件；
将所述工况文件和所述特征文件进行同步化；
根据同步化后的所述工况文件和所述特征文件，得到电机运行稳定状态；
根据所述电机运行稳定状态，结束对电机运行数据的采集。


2.根据权利要求1所述的电机数据的采集方法，其特征在于，所述采集电机运行数据，以得到工况文件，具体包括：
利用OPC服务器从连接至电机的可编程逻辑控制器采集电机运行数据，由所述电机运行数据组成所述工况文件，其中，所述电机运行数据包括时间数据、电流数据和转速数据。


3.根据权利要求1所述的电机数据的采集方法，其特征在于，所述基于所述工况文件中的电机振动原始信号，提取振动特征信号，以得到与所述工况文件对应的特征文件，具体包括：
对所述电机振动原始信号进行预处理操作，获得预处理信号；
将所述预处理信号和采样信号输入预先构建的特征提取模型，得到所述电机振动原始信号对应的振动特征信号，由所述振动特征信号组成所述特征文件，其中所述采样信号包括采样频率、采样时长和采样温度。


4.根据权利要求2所述的电机数据的采集方法，其特征在于，所述将所述工况文件和所述特征文件进行同步化，具体包括：
根据所述工况文件中的工况时间戳分别对所述电机运行数据中的电流数据和转速数据求取平均值，以得到所述电机工况信息，所述电机工况信息包括时间信息、转速信息和电流信息；
基于各个工况时间戳与对应的特征文件中的当前特征文件时间戳之间的时间差，对所述特征文件中的特征文件时间戳进行修正，以得到修正时间戳；
在所述工况文件中获取与所述特征文件中的所述修正时间戳距离最近的电机工况信息，得到目标电机工况信息；
以所述工况时间戳为准，将所述特征文件合并到所述目标电机工况信息之后，形成CSV文件。


5.根据权利要求4所述的电机数据的采集方法，其特征在于，所述基于各个工况时间戳与对应的特征文件中的当前特征文件时间戳之间的时间差，对所述特征文件中的特征文件时间戳进行修正，以得到修正时间戳，具体包括：
针对每个特征文件时间戳，比较各个工况时间戳与当前特征文件时间戳之间的时间差；
将当前特征文件时间戳用时间差最短的工况时间戳进行替换，以得到修正时间戳。


6.根据权利要求1所述的电机数据的采集方法，其特征在于，所述根据同步化后的所述工况文件和所述特征文件，得到电机运行稳定状态，具体包括：
在采样时间达到工况配置时长后，基于第一方差评价指标和第二方差评价指标的比值得到若干单个变量的稳态结果，其中，所述第一方差评价指标与相邻两个采样时间点的实际数据之差对应，所述第二方差评价指标与表示同一采样时间点的实际数据和滤波后的数据之差对应，并且所述若干单个变量包括转速、和/或电流、和/或温度；
根据若干单个变量的稳态结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明伟，张伟峰，许佩，毛爱龙，姜克森，许强，栗勇伟，张柳枝，董云成，李景伟，周亚丽，吴军伟，张培华，罗华丽，步文泽，郑朋飞，宋婷婷，梁丹，
申请(专利权)人：河南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41