[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

说明书

本发明公开了一种制丝设备电机机械故障监测系统及监测方法，属于机械故障技术领域，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。本发明对振动多维数据，实现了对多方向的振动监测；边缘服务器对传感器的激活休眠设置，既保证了振动采集频率要求，又延长了电池使用寿命；以决策树和卷积神经网络双模型构建的电机机械故障监测模型，其数据增强部分，实现了对数据集的扩展，有效解决了工业现场故障样本数据少的问题。双模型的判断，既提高了模型的判断速度，也提高了故障判断的准确率；故障诊断结果的移动推送，免去了人员现场点检的繁琐，能够随时随地查看设备电机状态。

技术领域

本发明属于机械故障技术领域，具体涉及一种制丝设备电机机械故障监测系统及监测方法。

背景技术

香烟生产过程分为制丝、卷接、包装三个阶段，制丝过程承担着原料加工任务，经过多道工序使烟丝的长度、水分、温湿度等工艺参数达到工艺要求。烟丝质量是香烟产品内在质量的关键，是提高香烟质量、增加生产效益的瓶颈，而制丝设备稳定可靠的运行是满足烟丝质量要求的关键。目前的制丝设备已实现了机械化、自动化，工人的劳动强度大大减小。电机作为制丝设备的动力源，其工作状态对烟丝质量的影响不言而喻。

目前对制丝设备中的电机运行状态，其电气状态一般由变频器、控制器经过总线形式送入集控系统，其电气异常状态以系统预警的形式发送给工作人员，一般能够及时进行相关维修处理，避免损失。

对电机机械状态的监测，一般多为对电机的振动情况进行测量，目前对制丝设备电机机械状态以人工点检、巡检的方式进行监测，对设备监测的间隔周期长，存在突发故障的风险。且电机多安装在复杂狭小的空间内，人工点检耗时长、难度大。

制丝设备电机状态测量结果多以振动时域值的形式给出，电机状态预警限值由工作人员依据经验进行设定，人为因素影响甚大，难以准确判断电机运行状态。门限设定过小，会导致状态预警误报过多；门限设定过大，导致状态预警漏报，提高了突发故障风险，失去了预防维护的意义。

少数以频率形式给出结果的点检设备，只给出了频率幅值及对应频率，对电机状态未进行判断，工作人员需要高深的专业知识结合设备监测结果对设备状态进行判断，难以在生产现场推广使用，上述设备和监测手段难以满足制丝设备预防性维护的要求，也不符合企业智能化、无人化的发展目标。

目前制丝设备电机机械状态以人工点检、巡检的方式进行。由于电机多安装在复杂的环境内，人工点检难度大、耗时长。人工点检的预警限值由工作人员依据经验设定，人为因素影响过大，难以准确判断电机状态。少数点检设备以频率和对应幅值，给出监测结果，需要高深的专业知识结合监测结果对设备状态进行判断，难以在现场推广使用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种制丝设备电机机械故障监测系统及监测方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种制丝设备电机机械故障监测系统，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；