[发明专利]一种电机传感器数据采集单元及数据采集方法

说明书

一种电机传感器数据采集单元及数据采集方法，包括单片机及与之相连接的温度采集模块、ADC采集模块、485总线驱动模块和存储模块；单片机开启DSP单元，将采集到的温度、电压、电流信号进行处理，通过滤波算法去除周期性和突发性的干扰噪声，然后再用机理模型算法识别电机的特征性的故障，当检测到已知类型的时候，单片机加快采样速度，更加精确的识别故障信息，对电机的振动、电流、温度的信号的综合采集，可以在采集端进行判断已经边缘计算，而不用等待网络主机对底层下达命令去执行。在网络带宽不是太高现场环境，可以减少数据上传对网路的需求，并且可以提升网络的实时性。还可以在网络出现异常时，防止网络对现场的干扰，造成生产事故。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机传感器数据采集单元及数据采集方法。

背景技术

目前的工业现场中，很少对电机的振动、电流、温度一起进行采集，有的现场只采集电流和温度进行监控性质的分析，却不会针对设备进行预判性的分析，只能预估设备出现故障的周期来负责维护。这样会浪费人力物力对设备进行周期性的全面检修，不利于生产效率提高。

发明内容

为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供一种电机传感器数据采集单元及数据采集方法，对电机的振动、电流、温度的信号的综合采集，可以在采集端进行判断已经边缘计算，而不用等待网络主机对底层下达命令去执行。在网络带宽不是太高现场环境，可以减少数据上传对网路的需求，并且可以提升网络的实时性。还可以在网络出现异常时，防止网络对现场的干扰，造成生产事故。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种电机传感器数据采集单元，所述的电机传感器数据采集单元包括单片机及与之相连接的温度采集模块、ADC采集模块、485总线驱动模块和存储模块；

ADC采集模块对单个台电机的三相电流、电压进行采集；

温度采集模块对单个电机的温度进行采集；

ADC采集模块还对单个单机的轴两侧进行振动信号采集；

对单台电机采集信号后，经过滤波筛选，按照一定频率上传。

所述的电机传感器数据采集单元的数据采集方法，所述的单片机开启DSP单元，将采集到的温度、电压、电流信号进行处理，采用限幅滤波法、消抖滤波法或递推平均滤波法，通过这些滤波算法去除周期性和突发性的干扰噪声，然后再用机理模型算法识别电机的特征性的故障，当检测到已知类型的时候，单片机加快采样速度，更加精确的识别故障信息，然后将数据上传至服务器云端。

采用动态采集方法，在低速采样的时候，采样速度和采样点数都降低到采样的最低标准，需要满足奈奎斯特采样原理，达到信号采集的频率。高速采样时将信号采集速度提升到最低采样速度的10倍以上处理。

所述的单片机还通过存储模块的存储功能周期性的保存历史数据进行对比，起到一部分电机黑匣子的功能，通过电机损坏后的数据，进行分析得出特征数据，将数据上传到云端，从而获得新的故障数据模型。

所述的单片机还预留无线通信接口，将来将与5G模组进行对接，实现5G通信。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在现场复杂工作条件下，构筑一套无人智能的电机电流、温度、振动采集系统，通过各种传感器进行数据采集，并且将采集的数据进行边缘计算分析，降低上传带宽以减少通讯网络的负担，最终通过上传板将数据传输到上位机工程师站，进行云平台分析。

2、由于采用了动态可调的采样速度，可以在平时没检测特征点的时候慢速采集，降低网络上传节省带宽，当出现特征点时，加快采集，更加精确的定位问题。