[發明專利]一種伺服驅動系統長程監控方法

有效

• 申請號: 201710306632.4
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN107247650B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 李葉松;謝凌
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F11/30
• 分類號: G06F11/30;G05B19/048
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

一種伺服驅動系統長程監控方法，屬于伺服驅動系統運行狀態監控方法，解決現有監控方法存在的運行信息收集不全面，監控過程中數據流量大，監控時間短的問題。本發明包括初始化步驟、點數據采集步驟、事件檢測步驟、事件判決步驟和事件數據包保存步驟；本發明不依賴于特定硬件或系統平臺，具有良好的適用性，通過檢測伺服驅動系統事件，由事件觸發監控數據的獲取，全面獲取伺服驅動系統運行信息，并以事件數據包形式保存監控數據，實現對伺服驅動系統的長程監控，能夠解決現有伺服監控系統中存在的運行信息采集不全面，監控過程中數據流量大的問題。

技術領域

本發明屬于伺服驅動系統運行狀態監控方法，特別涉及一種伺服驅動系統長程監控方法。

背景技術

伺服驅動系統具有高運行速度、高響應速度、高精度等優點，在工業控制領域得到廣泛應用。隨著工業制造設備規模日趨龐大，一旦伺服驅動系統發生故障導致設備停工，將帶來巨大的經濟損失，因此需對伺服驅動系統的運行進行實時監控。

在現有的監控方法中，監控數據可以由伺服驅動系統使用自身采集接口，接收上級系統采樣命令或由伺服驅動系統內部定時器觸發采集；或者使用外裝的數據采集卡，由采集卡內部定時器觸發采集。這兩類監控數據采集方法都是以時間為觸發條件的數據記錄方法，觸發周期越短，數據記錄越詳實。可以看出現有方法在對伺服驅動系統長時間監控中存在以下問題：首先，可監控對象數量少，只能對單通道或某幾個通道進行采樣，無法詳實反映伺服驅動系統運行狀態；其次，由于伺服驅動系統在高速高頻環境中運行，因此相關狀態變量的采集需要在較高頻率下進行，監控過程中多通道快速采樣產生的大量需要傳輸的監控數據，將長時間占據通信信道，阻塞其他通信任務，同時對數據的存儲能力也有很高要求。

當伺服驅動系統在正常工況下穩定運行時，狀態基本保持穩定。相比于這些正常運行中的穩態過程數據，監控系統更關心伺服驅動系統在發生特定的狀態變化后，在這一過程中產生的動態過程數據。將這些伺服驅動系統在某一時刻發生的特定狀態變化稱為事件，以伺服驅動系統是否停止運行為標準，可將事件分為故障事件和特征事件兩類：故障事件代表伺服驅動系統故障狀態，具體指由于運行條件或硬件上的嚴重錯誤，導致伺服驅動系統無法正常運行；特征事件具體指伺服驅動系統運行過程和預期存在偏差的非穩定運行狀態。

按照被監控的運行變量在伺服驅動系統運行過程中的變化特性，可將其分為穩態變量與動態變量兩類。穩態變量具體指在伺服驅動系統調試完成后，短時間內保持穩定或規律變化的狀態參數或控制參數，包括內部狀態，如主電路狀態、控制模式、電機通電情況、旋轉方向等；接口狀態，如緊急停止輸入、伺服ON輸入、警報輸出、定位完成輸出等；控制參數，如三閉環控制參數、各環輸出限制等等。穩態變量在事件發生前基本保持穩定，所以只在事件發生時記錄一次。

動態變量至少滿足以下兩個特性中的一個：第一個特性是變量的變化過程反映了伺服驅動系統的動態控制性能，如對轉矩、速度、位置的跟蹤情況；第二個特性是對變量的頻域特性進行分析可以反映伺服驅動系統的運行狀態，變量采集需要滿足香農采樣定理。動態變量包括位置反饋值、速度反饋值、轉矩指令值、轉矩反饋值、三相電壓值和電流反饋值、電機軸向振動信號，動態數據需要在事件發生前后連續采集，且保證采集周期恒定。

在全數字伺服驅動系統中，上述穩態變量和動態變量以數字量形式存儲在其軟件中，由軟件進行變量數值的周期性更新。穩態變量數值獲取對實時性要求不高，可以直接讀取穩態變量在伺服驅動系統中存儲的數字量值。動態變量數值獲取通過伺服驅動系統采樣接口實現：采樣接口接收采樣編號(ID)，并返回該采樣編號(ID)對應動態變量的在伺服驅動系統軟件中的數字量作為動態變量數值，采樣周期規定兩次數值獲取的時間間隔，實現對多個動態變量的等時間間隔數值收集。