[发明专利]自动化皮带秤称重设备预测性维护系统

权利要求书

1.一种自动化皮带秤称重设备预测性维护系统，其特征在于，包括：

张力传感器节点、振动传感器节点、湿度传感器节点和服务器；

所述张力传感器节点适于检测自动化皮带秤称重设备的张力并发送至服务器；

所述振动传感器节点适于检测自动化皮带秤称重设备的振动数据并发送至服务器；

所述湿度传感器节点适于检测自动化皮带秤称重设备工作环境的湿度并发送至服务器；

所述服务器适于根据记录的自动化皮带秤称重设备使用和维护数据获取设备累计使用时间；

所述服务器适于根据张力、湿度、振动数据和设备累计使用时间预测自动化皮带秤称重设备是否需要维护；

所述张力传感器节点包括：张力传感器、差分放大电路、张力微处理器和张力通信单元；

所述张力传感器适于检测自动化皮带秤称重设备的张力；

所述张力传感器检测的张力信号通过所述差分放大电路放大后输入所述张力微处理器，并且所述张力微处理器适于通过所述张力通信单元将放大后的张力信号发送至服务器；

所述振动传感器节点包括：振动传感器、可编程增益放大器电路、滤波器电路、AD转换模块电路、第一振动微处理器、第二振动微处理器和振动通信单元；

所述振动传感器适于检测自动化皮带秤称重设备的振动数据；

所述第一振动微处理器适于控制可编程增益放大器电路的放大倍数；

所述振动传感器检测的振动信号在经过可编程增益放大器电路的放大后输入滤波器电路进行消除噪声，消除噪声的信号输入AD转换模块电路后输入第一振动微处理器，并且第一振动微处理器将AD转换模块电路转换后的信号发送至第二振动微处理器，由第二振动微处理器通过振动通信单元发送至服务器；

所述振动传感器节点还包括：与第一振动微处理器电性连接的存储模块；

所述存储模块适于存储振动数据；

所述湿度传感器节点包括：湿度传感器、调理电路、湿度微处理器和湿度通信单元；

所述湿度传感器适于检测自动化皮带秤称重设备工作环境的湿度；

所述湿度传感器检测的湿度信号经过调理电路后传输至所述湿度微处理器，并且所述湿度微处理器适于通过湿度通信单元将湿度信号发送至服务器；

所述服务器适于根据张力、湿度、振动数据和设备累计使用时间预测自动化皮带秤称重设备是否需要维护，即

所述服务器适于根据张力获取单位重量的张力变化，以及根据振动数据获取设定频率的振动强度；

所述服务器适于根据数据和历史数据建立相应向量，即

所述服务器适于建立数据向量和系数向量；

所述数据包括：单位重量的张力变化、设定频率的振动强度、湿度和设备累计使用时间；

所述数据向量为：x＝(x⁽¹⁾,x⁽²⁾,x⁽³⁾,x⁽⁴⁾)；

其中，x⁽¹⁾为单位重量的张力变化；x⁽²⁾为设定频率的振动强度；x⁽³⁾为湿度；x⁽⁴⁾为设备累计使用时间；

所述历史数据包括：历史单位重量的张力变化、设定频率的振动强度、湿度和设备累计使用时间；

根据历史数据获取单位重量的张力变化系数、设定频率的振动强度系数、湿度系数和设备累计使用时间系数；

所述系数向量为：w＝(w⁽¹⁾,w⁽²⁾,w⁽³⁾,w⁽⁴⁾)；

其中，w⁽¹⁾为单位重量的张力变化系数；w⁽²⁾为设定频率的振动强度系数；w⁽³⁾为湿度系数；w⁽⁴⁾为设备累计使用时间系数；

所述服务器适于根据相应向量构建预测性维护模型，并获取预测性维护模型的解，即

s.t.y_i(w·x_i+b)≥1-ξ_i；

ξ_i≥0 i＝1,2,......,N；

其中，C为惩罚系数；x_i为第i个训练数据的数据向量；y_i为x_i的类标记，当y_i为-1时表示称重设备故障，当y_i为1时表示称重设备正常；N为训练数据数目；ξ为松弛变量；ξ_i为第i个训练数据的松弛变量；b为偏置；

则预测性维护模型的解为：W^*和b^*；

α＝(α₁,α₂,α₃,......α_N,)^T；

其中，T_p为振动和湿度采样时信号采样的时间间隔；X₀为出厂时的自动化皮带秤称重设备的数据向量；W^*为系数向量的解；b^*为偏置的解；X_c为当前自动化皮带秤称重设备的数据向量；α为拉格朗日乘子向量集合；α^*为对偶问题的解的集合，α_N^*为对偶问题的解的第N个元素；α_N为拉格朗日乘子向量的第N个元素；T为转置；T_w为专家给出的标定数据点条件下，对振动数据采样的时间间隔。