[发明专利]一种基于工业无线传感网络的电机故障诊断系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于工业无线传感网络的电机故障诊断系统及方法，系统包括无线传感器节点、协调器节点以及上位机；无线传感器节点安装在电机设备上，无线传感器节点和协调器节点组成无线传感器网络，每个无线传感器节点检测电机设备的特征参数，将各个电机设备的参数汇聚于协调器节点，所述协调器节点与上位机平台连接，上位机平台集中处理各个电机设备的参数并且监测设备状态本发明通过工业无线传感网的传感器准确获得电机设备运行时的工作状态和信息构建故障诊断系统，可以及时的发现电机的故障类型，并进行报警。从而延长电机的使用寿命，减少了设备维修成本。

技术领域

本发明涉及一种基于工业无线传感网络的电机故障诊断系统及方法，属于水电水利工业等项目中电机故障诊断领域。

背景技术

随着信息化控制在工业生产领域的广泛应用，人们提出了在保证企业计划产能的前提下，利用智能化的故障诊断方式对工业生产设备进行状态监测、故障诊断和系统维护，提高生产管理过程的高安全性和高可靠性。在现代化标准厂房的生产现场中，广泛部署有各类大型机组，机组具有“三大”(体积大、功率大、流量大)、“三高”(转速高、压力高、运行检修及时性要求高)的特点，其工作环境兼具高温、高压(超高压)、磨蚀等特点，这些因素极易导致设备突发故障的发生，对工业设备安全、连续、可靠的运行造成威胁。此外，为提高生产效率，工业生产要求形成紧密的生产链，连续性很强，因此，一旦设备发生故障，即会导致生产线全面停滞，严重影响安全生产，大大降低经济效益。网络化是装备故障诊断技术的发展方向，通过无线传感器网络对设备状态的监测，可以完成对设备运行信息的采集，为设备运行状态监测和故障诊断提供最原始的资料，这大大提高了设备故障诊断的效率。

经过对现有的文献检索发现张炜等人提出的《一种电机故障诊断系统》中采用的通信模块为无线WIFI、GPRS或者蓝牙。无线WIFI、GPRS在传输距离虽然达到了工业环境的要求，但其研发成本较高；蓝牙的传输距离只有10米左右，对于复杂的工业环境，所需要的节点数量将会增加，随之成本也会增加。本发明提出的工业无线传感网络是基于zigbee技术的无线传感网。在无线网络通信中，zigbee技术具有高容量、低成本、免执照频段、短时延、低功耗、低速率等优点，而传输距离视发射功率而定，有几百到几千米不等。根据王斌等人提出的《一种风力发电机故障诊断系统》，其中对于无线传感网的故障诊断未曾详细说明，使得系统的稳定性不高。

利用工业无线传感器网络来构建无线、分布式电机设备故障诊断和监测系统，弥补有线诊断系统在某些应用中布线复杂、部署成本较高、维护性和扩展性差等缺点。

发明内容

为了解决传统有线网络在电机设备故障诊断中布线复杂、部署成本高、维护性和拓展性差等缺点，本发明提出了一种基于工业无线传感网的电机故障诊断系统及方法，有效的降低了维护时间和成本。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于工业无线传感网络的电机故障诊断系统，包括无线传感器节点、协调器节点以及上位机；

所述无线传感器节点安装在电机设备上，所述无线传感器节点和协调器节点组成无线传感器网络，每个无线传感器节点检测电机设备的特征参数，将各个电机设备的参数汇聚于协调器节点，所述协调器节点与上位机平台连接，所述上位机平台集中处理各个电机设备的参数并且监测设备状态。

上述无线传感器网络基于zigbee技术的cc2530实现，无线传感器节点和协调器节点之间的通信协议采用zigbee协议。

上述无线传感器节点之间采用沿节点逐跳的方式传输数据，各个无线传感网节点的数据直接或者沿节点逐跳传输至协调器节点。

上述上位机平台通过Labview2014实现，通过labview平台对采集到的数据进行处理，得到的实时的参数与特征参数进行比较，得到电机的运行状态。

上述无线传感器节点包括传感器模块、供电模块、射频模块、处理模块；