[发明专利]具有自供电功能的托辊多参数检测控制系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种具有自供电功能的托辊多参数检测控制系统，三相交流测速发电机利用托辊动能发电，一路通过降压给系统供电，另一路过滤整型成处理器可以识别的脉冲波形来测量托辊转速；微处理器接收各传感器模块的数据，发送给无线传输模块；无线传输模块将微处理器传来的数据通过无线协议传输至上位机；上位机对无线模块传来的数据进行处理，并在屏幕上进行显示。当输送机的托辊卡死时，通过托辊电机控制模块自动停止托辊电机运转并显示警告信息。还公开了该系统的实现方法。本发明利用输送带托辊动能发电给系统供电并使用无线传输，减少了布线成本且节能环保。

技术领域

本发明涉及托辊状态监测与反馈控制领域，特别是涉及一种具有自供电功能的托辊多参数检测控制系统及其实现方法。

背景技术

在现代工业生产领域中，各种类型的带式输送机已经成为不可分割的一部分，在各行各业中都有着广泛的应用。托辊作为带式输送机中重要的组成部分，在充满粉尘、大颗粒、水气及腐蚀性物质的复杂环境下，有时会发生托辊卡死、输送带打滑及跑偏等故障造成噪音和输送带撒料等后果。当外部散热条件不好时，还有可能因托辊的卡死而导致火灾等严重事故。

为加强对带式输送机的托辊进行故障监测及分析，CN206919770U专利公开一种托辊修复多功能检测装置，该装置能够本装置能够同时检测修复后托辊的各项性能指标，适于不同直径及长度的托辊检测，但其通过有线传输数据且需要外部供电，增加了施工困难和成本，为此CN108001985A发明专利申请公开了一种具有自供能无线自检功能的带式输送机托辊与方法，虽然该系统能够通过发电机来给系统进行供电，但其有加装支架使维修成本增加等缺点。与此同时，通过低功耗、远距离的LPWAN(低功耗广域网)技术进行组网，越来越被更多的研究者重视。本发明充分利用LoRaWAN网络远距离、低功耗、低速率、低成本、大规模组网通信的特点，通过无线网络传输托辊状态信息，达到避免因托辊卡死造成生产事故的目的，从而降低人力物力成本。

发明内容

本发明的目的在于减少对多参数监测系统的供电布线以及通讯布线，提出一种具有自供电功能的托辊多参数检测控制系统，目的是利用该系统的传感器监测托辊信息并无线传输至上位机，从而判断托辊是否卡死并通过托辊电机控制模块关闭电机，达到避免因带式输送机运转异常而造成生产事故的效果。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种具有自供电功能的托辊多参数检测控制系统，包括三相测速发电机、温度传感器、三轴加速度传感器、微处理器、无线传输模块、托辊电机控制模块以及上位机，所述三相测速发电机为外转子发电机，转子与托辊相连，定子与辊轴相连，托辊带动转子发电，一路通过降压、整流、滤波、稳压给系统供电，另一路经通过滤整型成处理器可以识别的脉冲波形，通过内部时钟记录以达到测量托辊转速的目的；

所述温度传感器和三轴加速度传感器将收集到的托辊的温度及振动数据传输给微处理器芯片；

所述温度传感器模块选用DS18B20模块，该模块直接输出数字信号，可进行多种形式的封装；

所述三轴加速度传感器选用ADXL345模块；

所述无线传感器采用SEMTECH公司销售的LoRa芯片SX1276，通过LoRaWAN进行通讯；

所述微处理器采用乐鑫公司生产的ESP32芯片；

所述网关采用HELTECH公司生产的HT-M01迷你网关；

所述网关通过SPI或USB与上位机进行通讯；

管理员通过上位机发送操作指令控制托辊电机运转或进行人工操作；

所述微处理器收集各传感器模块测量的数据，发送给无线传输模块；

所述无线传输模块将微处理器发送的数据通过无线协议以特定的频率传输至上位机；