[发明专利]一种电机设备全生命周期管理数据采集系统

说明书

一种电机设备全生命周期管理数据采集系统，包括三层结构，一层为采集卡，二层为数据上传卡，三层为数据通讯卡。采集卡包括多个，每个采集卡负责采集单台电机的电流、温度、振动信号，将数据智能筛选后，发送给二层数据上传卡。数据上传卡包括多个，将采集卡分成多组，每个数据上传卡负责将一组的采集卡的数据汇总，发送给三层数据通讯卡。数据通讯卡负责收集各个数据上传卡的数据汇总发送给PC端上位机。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，将采集的数据进行边缘分析，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。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机设备全生命周期管理数据采集系统。

背景技术

目前现场的电机因为使用时间和电机本身的使用情况不同，导致现场在停机维修时，对电机的健康状态是不可知的状态，为安全起见只能批量整体换一批电机，很多使用状况良好的电机被替换，这样经济上就造成很大的浪费。而且在现场使用施工周期也会延长，浪费人力物力。而目前的状态监测只能监测电机的电流有效值，没有对温度振动等参数进行测量分析，无法定位电机健康状况。

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设备全生命周期管理数据采集系统，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。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种电机设备全生命周期管理数据采集系统，包括三层结构，一层为采集卡，二层为数据上传卡，三层为数据通讯卡。

所述的采集卡包括多个，每个采集卡负责采集单台电机的电流、温度、振动信号，将数据智能筛选后，发送给二层数据上传卡。

所述的数据上传卡包括多个，将采集卡分成多组，每个数据上传卡负责将一组的采集卡的数据汇总，发送给三层数据通讯卡。

所述的数据通讯卡负责收集各个数据上传卡的数据汇总，并且通过modbus RTU等通讯协议发送给PC端上位机。

所述的采集卡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。

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，按照一定频率上传到上级的数据上传卡。

所述的数据上传卡为网络中继节点板卡；网络中继节点板卡通过实时保存当前所辖采集卡所有数据，并且通过应答方式，以无线方式与PC上位机的数据通讯卡进行通讯。采用无线传输的方式，减少了布线的复杂工作，可以对各种现场的复杂环境有一定缓解。

PC上位机的数据通讯卡通过请求发送到无线网络，轮询的方式获得所有数据上传卡所保存的数据。PC上位机工程师站通过485总线modbus协议与组态软件通讯，PC上位机通过请求的方式，向上传通讯卡索要指定电机数据。

所述的采集卡的单片机采用DSP型处理器，单片机将采集到的温度、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。