一种工业预测性维护数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种工业预测性维护数据采集系统，属于数据采集及处理技术领域。在该系统中，外部电池通过系统内的电池接口模块分别连接主控器模块、1.8V电源转换模块及3.3V电源转换模块，经过转换后为模数转换器和通信模块提供工作电源。振动传感器将采集的机器振动频率响应信息传入模数转换器，经过处理传入主控制器模块，再由通信模块传输至外部工业网关。工业网关对于机器状态的查询命令经过通信模块传入主控制器模块，主控器模块根据该命令获取机器设备的振动频率响应信息并反馈给工业网关。本发明专利技术可以对机器运行状态数据进行智能化、快速、持续的采集处理，使技术人员提前掌握机器的运行状态从而防控机器故障。握机器的运行状态从而防控机器故障。握机器的运行状态从而防控机器故障。

【技术实现步骤摘要】
一种工业预测性维护数据采集系统


[0001]本技术属于数据采集及处理
，特别是一种工业预测性维护数据采集系统。

技术介绍

[0002]预测性维修(PredictiveMaintenance，简称PdM)是以状态为依据 (ConditionBased)的维修，在机器运行时，对它的主要(或需要)部位进行定期(或连续)的状态监测和故障诊断，判定装备所处的状态，预测装备状态未来的发展趋势，依据装备的状态发展趋势和可能的故障模式，预先制定预测性维修计划，确定机器应该修理的时间、内容、方式和必需的技术和物资支持。
[0003]在预测性维修过程中，机器运行状态的数据采集和处理是预测性维修系统的关键，如何智能化连续快速采集机器运行过程中的数据成为机器运行维护人员及机器生产线设计者面对的难题。

技术实现思路

[0004]本技术主要解决的技术问题是提供一种工业预测性维护数据采集系统及其操作方法，对机器设备运行状态数据进行智能化、快速、持续的采集处理，预测机器运行过程中的故障，对机器操作者提前预警，从而控制机器的维护成本，延长机器使用寿命。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的第一个技术方案是：提供一种工业预防性维护数据采集系统，工业预防性维护数据采集系统设计于一块印制电路板上，其特征在于，包括：电池接口模块，其为外部电池接入工业预防性维护数据采集系统的通道；主控制器模块，其维护工业预防性维护数据采集系统的稳定运行，主控制器模块调控工业预防性维护数据采集系统内部电流信号的传输，主控制器模块接收外部工业网关查询命令，主控制器模块定时主动或根据查询命令将接收的工业预防性维护数据采集系统外部机器设备振动状态相关数据传输至外部工业网关，主控制器模块与电池接口模块电连接从而获得工作电源；1.8V 电源转换模块，其接收主控制器模块的第一控制信号和电池接口模块传入的电流，然后，1.8V电源转换模块根据第一控制信号将电池电压转换为1.8V直流电； 3.3V电源转换模块，其接收主控制器模块的第二控制信号和电池接口模块传入的电流，然后，3.3V电源转换模块根据第二控制信号将电池电压转换为3.3V直流电；振动传感器，其实时检测并采集工业预防性维护数据采集系统外部机器设备振动状态相关数据，然后，振动传感器将工业预防性维护数据采集系统外部机器设备振动状态相关数据转变成模拟信号；模数转换器，其接收模拟信号并将模拟信号转换为数字信号，然后，模数转换器通过I2S接口将数字信号传输至主控制器模块，模数转换器分别与1.8V电源转换模块和3.3V电源转换模块电连接从而获得1.8V和3.3V的工作电源；以及通信模块，其为工业预防性维护数据采集系统与外部工业网关之间传输外部工业网关查询命令及工业预防性维护数据采集系统外部机器设备振动状态相关数据的通道，通信模块分别连接主控制器模块和外部工业网关从而实现
外部工业网关查询命令及工业预防性维护数据采集系统外部机器设备振动状态相关数据在主控制器模块和外部工业网关之间的传输，通信模块与3.3V电源转换模块电连接从而获得3.3V的工作电源。
附图说明
[0006]图1为本技术一种工业预测性维护数据采集系统结构框架示意图；
[0007]附图1中各附件标记如下:1
‑
电池接口模块、2
‑
主控制器模块、3
‑
1.8V电源转换模块、4
‑
3.3V电源转换模块、5
‑
模数转换器、6
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通信模块、7
‑
振动传感器；
[0008]图2为本技术一种工业预测性维护数据采集系统印制电路板的正面结构图；
[0009]图3为本技术一种工业预测性维护数据采集系统印制电路板的背面结构图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0011]需要说明的是，本申请文件中权利要求书和说明书中的术语“第一”、“第二”仅是为了区分相似的对象，而不必理解为描述特定的顺序或先后次序。
[0012]本技术的原理是在工业机器设备运行过程中，机器的振动情况可以反映设备运行是否正常，如果机器发生故障，其振动状态的相关数据与机器正常状态下的数据会有差异，因而，可以采用振动传感器将机器设备运行过程中的振动状态相关数据(比如振动频率响应数据信息)经过处理后反馈给技术人员，使得相关技术人员能判断和掌握机器设备的状态，从而对其进行更好的操作及维护。
[0013]本技术为工业预测性维护系统中的关键组成部分，主要将实时采集到的振动频率响应数据信息经过处理后主动传输至工业网关，工业网关可通过连接的数据网络通道传输至机器运行维护技术人员或机器操作技术人员，从而使得相关技术人员及时提前掌握机器设备的运行状态。相关技术人员也可根据需要向工业网关发出机器设备状态查询命令，此查询命令通过工业网关传输至本技术的工业预测性维护数据采集系统。然后，此系统执行该查询命令获取机器设备的运行状态参数信息(例如振动频率响应数据信息)，本技术根据采集到的机器设备运行状态参数信息生成工业网关查询命令的应答反馈信号并将该反馈信号传输至工业网关，进一步反馈给相关技术人员。
[0014]图1所示为本技术一种工业预测性维护数据采集系统结构框架的具体实施方式。在该具体实施方式中，工业预防性维护数据采集系统设计于一块印制电路板上，此印制电路板为双层结构。为了减少两层信号之间的干扰，印制电路板中的正面线路以横向走线为主，而背面线路以纵向走线为主。该工业预防性维护数据采集系统主要包括电池接口模块1、主控制器模块2、1.8V电源转换模块3、3.3V电源转换模块4、模数转换器5、通信模块6及振动传感器7。
[0015]电池接口模块1为外部电池接入该工业预防性维护数据采集系统的通道，其将外部电池接入此工业预防性维护数据采集系统，从而使得该系统获得工作的电源。优选的，外部电池选用标称电压3.6V，1.6Ah锂电池。此种型号电池使用寿命长，其应用于本技术的系统时，结合超低功耗的硬件设计及合理的唤醒采集计划，电池续航时间可以达到2年以
上。
[0016]主控制器模块2控制整个工业预防性维护数据采集系统的运行。一方面，主控制器模块2维护自身的稳定运行，并定时唤醒系统，对工业预防性维护数据采集系统的运行状态进行检测，保证各个模块之间信号(电流及控制信号) 传输的顺畅。另一方面，主控制器模块调控工业预防性维护数据采集系统内部电流信号、外部工业网关查询命令、主控制器模块定时主动上报给外部工业网关的工业预防性维护数据采集系统外部机器设备振动状态相关数据及主控制器模块根据该外部工业网关查询命令生成的工业网关查询命令的应答信号的传输。该应答信号的内容也是外部机器设备振动状态相关的数据。首先，主控制器模块2向1.8V电源转换模块3发出第一控制信号从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业预测性维护数据采集系统，所述工业预防性维护数据采集系统设计于一块印制电路板上，其特征在于，包括：电池接口模块，其为外部电池接入所述工业预防性维护数据采集系统的通道；主控制器模块，其维护所述工业预防性维护数据采集系统的稳定运行，所述主控制器模块调控所述工业预防性维护数据采集系统内部电流信号的传输，所述主控制器模块接收外部工业网关查询命令，所述主控制器模块定时主动或根据所述查询命令将接收的所述工业预防性维护数据采集系统外部机器设备振动状态相关数据传输至所述外部工业网关，所述主控制器模块与所述电池接口模块电连接从而获得工作电源；1.8V电源转换模块，其接收所述主控制器模块的第一控制信号和所述电池接口模块传入的电流，然后，所述1.8V电源转换模块根据所述第一控制信号将电池电压转换为1.8V直流电；3.3V电源转换模块，其接收所述主控制器模块的第二控制信号和所述电池接口模块传入的电流，然后，所述3.3V电源转换模块根据所述第二控制信号将所述电池电压转换为3.3V直流电；振动传感器，其实时检测并采集所述工业预防性维护数据采集系统外部机器设备振动状态相关数据，然后，所述振动传感器将所述工业预防性维护数据采集系统外部机器设备振动状态相关数据信号转变成模拟信号；模数转换器，其接收所述模拟信号并将所述模拟信号转换为数字信号，然后，所述模数转换器通过I2S接口将所述数字信号传输至所述主控制器模块，所述模数转换器分别与所述1.8V电源转换模块和所述3.3V电源转换模块电连接从而获得1.8V和3.3V的工作电源；以及通信模块，其为所述工业预防性维护数据采集系统与外部工业网关之间传输所述外部工业网关查询命令及所述工业预防性维护数据采集系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：余国林，
申请(专利权)人：科通工业技术深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：