[发明专利]一种工业设备振动数据采集和传输方法

说明书

本发明提出了一种工业设备振动数据采集和传输方法，包括以下步骤：S1、在被测对象上设置多个测点，并在多个测点处分别设置连续均匀采集测点振动信号值的振动传感器；S2、利用可编程逻辑阵列接收多个振动传感器采集的振动信号值并存储振动信号值；S3、在可编程逻辑阵列中将振动信号值打包成数据帧；S4、在可编程逻辑阵列中将数据帧编码成差分曼切斯特码信号；S5、将调制好的差分曼切斯特码信号发送到上位机进行数据分析。本发明实现多测点数据的同步采集，并将原始的数字信号调理成光信号，用于工业设备振动数据的采集和传输，可以显著提高数据利用的时效性。

技术领域

本发明涉及工业设备数据采集与传输技术领域，尤其涉及一种工业设备振动数据采集和传输方法。

背景技术

生产设备的状态感知与预测是工业转型升级的一个重要技术支撑。传统做法是对工业设备实施的基于状态的监控，记录与工业设备的健康和性能相关的实时数据，如：电气测量、振动、温度、油品质量、声学和流程测量(如流量和压力)。其中，振动测量是目前最常见的，它可以直接指示出常见的机械问题，例如不平衡、不对中和轴承损伤等。

用于故障诊断的振动数据采样率往往需要达到2000Hz以上，实际工程应用中，为了提高故障预测精度和计量可靠性，往往会增加多个测点，并把单点采样率提高到10000Hz以上，这种做法一方面会产生大量的原始传感数据，另一方面由于多测点间时间不同步，造成分析误差。通常的应对方法有两种：一种是在传感器附近增加就地处理，将分析结果上传至分析平台，由于传感器安装位置往往环境较为恶劣，不易部署充足的计算资源，导致原始信息丢失；一种是基于双绞线的有线传输方式，将原始数据上传至分析平台，由分析平台进行处理和解析，但双绞线的使用上也存在3个局限：一是传输距离有限，二是带宽不足，三是容易受到电磁干扰。

发明内容

基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种工业设备振动数据采集和传输方法。

本发明提出的一种工业设备振动数据采集和传输方法，包括以下步骤：

S1、在被测对象上设置多个测点，并在多个测点处分别设置连续均匀采集测点振动信号值的振动传感器；

S2、利用可编程逻辑阵列接收多个振动传感器采集的振动信号值并存储振动信号值；

S3、在可编程逻辑阵列中将振动信号值打包成数据帧；

S4、在可编程逻辑阵列中将数据帧编码成差分曼切斯特码信号；

S5、将调制好的差分曼切斯特码信号发送到上位机进行数据分析。

优选的，在步骤S1中，多个测点的传感器并行连续采集。

优选的，步骤S2具体包括以下步骤：

S21、根据测点的数量，在可编程逻辑阵列中构建对应数量的协议解析模块，各协议解析模块分别接收各测点的振动信号值，多个协议解析模块都使用同一个控制单元，保证各测点振动信号值同步采集；

S22、针对各协议解析模块分别部署一个双口存储器，协议解析模块通过接口1将采集到的测点数据存入双口存储器中。

优选的，在步骤S3中，在可编程逻辑阵列中实现数据打包模块，当双口存储器中的数据达到阀值后，启动数据打包模块，数据打包模块从存储器的接口2取出各测点的振动信号值，并按照私有通信协议将各测点的振动信号值分别打包成数据帧。

优选的，在步骤S3中，每个数据帧均包含帧号、测点标识、帧起始标识、结束标识、帧长度以及校验位。

优选的，在步骤S4中，在可编程逻辑阵列中实现信号调理模块，信号调理模块将数据帧编码成差分曼切斯特码信号。