[发明专利]一种制丝设备电机机械故障监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种制丝设备电机机械故障监测系统，其特征在于：包括无线振动/温度传感器、边缘服务器、无线网关、人机交互系统和移动终端；边缘服务器、无线网关通过通讯电缆连接；

无线振动/温度传感器，采用磁吸方式安装于被测电机的输出轴连接外壳处，采用斜角60度安装，被配置为用于实现对被测电机各个方向的振动检测和温度监测；

边缘服务器，被配置为用于通过外置天线接收无线振动/温度传感器的振动数据和温度数据，并对接收到的振动数据和温度数据进行数据处理后剔除异常数据；同时发送命令至无线振动/温度传感器，休眠或激活无线振动/温度传感器；计算出规定时间内的三个方向的振动平均值、振动最大值、最小值、标准偏差值、峭度值以及规定时间内的温度平均值、温度最大值和最小值；并将计算后的数据通过无线网关发送至人机交互系统；

无线网关，被配置为用于将处理好的数据以无线形式发送至本地服务器或云服务器的人机交互系统；

人机交互系统，被配置为用于通过参数交互的形式实现电机机械故障监测系统的管理、数据存储及查询；

移动终端，被配置为用于随时随地查看电机当前状态。

2.根据权利要求1所述的制丝设备电机机械故障监测系统，其特征在于：边缘服务器对传感器的激活休眠设置如下：数据传输完毕后，边缘服务器使无线振动/温度传感器进入睡眠模式；当需要采集时，边缘服务器激活无线振动/温度传感器，使无线振动/温度传感器再次采集电机状态相关数据。

3.一种制丝设备电机机械故障监测方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的制丝设备电机机械故障监测系统，具体包括如下步骤：

步骤1：通过无线振动/温度传感器，实现对被测电机各个方向的振动检测和温度监测；

步骤2：通过边缘服务器，接收无线振动/温度传感器的振动数据和温度数据，并对接收到的振动数据和温度数据进行数据处理后剔除异常数据；同时发送命令至无线振动/温度传感器，休眠或激活无线振动/温度传感器；计算出规定时间内的三个方向的振动平均值、振动最大值、最小值、标准偏差值、峭度值以及规定时间内的温度平均值、温度最大值和最小值；并将计算后的数据通过无线网关发送至人机交互系统；

步骤3：通过无线网关，将处理好的数据发送至本地服务器或云服务器的人机交互系统；

步骤4：通过人机交互系统，读取输出结果，以图形、文字的形式直观显示电机状态结果；

步骤5：通过移动终端，随时随地查看电机当前状态。

4.根据权利要求3所述的制丝设备电机机械故障监测方法，其特征在于：在步骤2中，通过边缘服务器，对接收到的振动数据和温度数据进行数据处理的流程如下：

步骤2.1：建立数据特征值数据集；

决策树模型通过对数据特征值数据判断电机状态，若模型判断异常。则由卷积网络模型对数据集进行分类判断，对电机故障进行诊断，输出故障分类结果

步骤2.2：建立决策树模型；

通过建立的，实现对电机状态的判断；

步骤2.3：建立卷积神经网络模型；

通过建立的卷积神经网络模型，实现对异常电机状态的诊断分类。

5.根据权利要求3所述的制丝设备电机机械故障监测方法，其特征在于：在步骤2.1中，具体包括如下步骤：

步骤2.1.1：无线振动/温度传感器采集温度数据以及三个方向的振动数据；

步骤2.1.2：经过切比雪夫滤波剔除噪声频带，同时剔除离散异常点，得到预处理振动数据和预处理温度数据；

步骤2.1.3：预处理振动数据经过积分处理，获得对应方向的振动速度值、位移值；

步骤2.1.4：将处理后的振动速度值、位移值送入振动缓冲序列；

步骤2.1.5：计算振动缓冲序列的平均值、最大值、最小值、标准偏差值以及峭度值；

步骤2.1.6：将步骤2.1.5计算后的结果以及步骤2.1.2中的预处理温度数据进行切片、分割、降维、归一化处理后作为数据特征值数据集。