[發明專利]基于物聯網技術的鍛壓機床運行工況信息采集與分析系統

有效

• 申請號: 201610330738.3
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105785961B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 金一;侯文慧;雷秀軍;魏燁;竺長安;魏珅;劉丙友
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

本發明公開了一種基于物聯網技術的鍛壓機床運行工況信息采集與分析系統，系統主要是通過傳感器獲取鍛壓機床的運行狀態模擬量，通過對PLC的信號點進行采集獲取鍛壓機床的工作狀態開關量，這些信息量經過數據采集終端接口電路的處理傳到數據采集終端的處理器芯片，然后經過GPRS(General Packet Radio Service)通信模塊傳到云服務器，便于數據的共享。通過服務器內置軟件對云端數據進行實時分析，一方面，作為機床的使用客戶，可以通過PC獲取機床的運行報告或預警信息，隨時監控機床的狀態，并可從機床銷售方技術人員獲取故障診斷報告；另一方面，作為銷售方技術人員可隨時通過PC查詢機床的運行效率、工作曲線等，以便實時了解機床的健康狀況，及時對故障進行判斷。

技術領域

本發明屬于物聯網應用領域，特別是能夠利用工業嵌入式系統和GPRS無線傳輸來實現采集數據的傳輸，利用云服務器儲存與處理，并通過軟件進行數據分析，得到機床的運行狀態、能耗、效率分析，真正實現遠程監控。

背景技術

鍛壓機床是金屬和機械冷加工用的設備，一般比較大型且復雜，加工工藝多樣。一旦機床發生故障，維修的專業性比較強，而且會影響加工產品的質量，甚至會導致事故的發生。因此對鍛壓機床進行狀態監測，以對可能發生的故障實現預警是十分重要的。傳統的鍛壓機床監測與故障診斷的實現是采用現場讀取儀器儀表，再根據記錄的數據人工進行故障診斷，企業常常為此花費大量人力財力。隨著工業4.0時代的到來，物聯網與大數據分析技術不斷完善，應用領域也愈發廣泛，機械控制工業的發展迎來了新的局面。目前，已處于將物聯網技術應用于機床設備的監控中的大規模萌發階段，物聯網技術的應用使得機床的聯網與在線監測成為可能，從而大大降低了人力、物力的投入。

但是目前基于物聯網技術的機床數據采集與分析方法主要是基于PC平臺的，網絡通信方式多是PC平臺的有線網絡通信方式，還存在一些問題。比如：采集平臺多依賴于PC平臺，普通計算機的體積大、功耗高、不適于惡劣環境工作，且成本比較高；對采集數據使用不夠充分，缺乏深層次的信息挖掘；實時性有待進一步提高等。

現有專利文獻CN102566503A中公開了一種數控機床遠程監控與故障診斷系統，該系統利用傳感器采集機床的狀態信息數據，并通過GPRS網絡將數據傳輸到遠程服務器，由服務器中的服務管理與專家系統模塊對傳輸過來的數據進行處理，獲得處理結果并返回給故障機床，實現對數控機床的遠程監控與故障診斷。該系統的不足在于所述遠程服務器的數據管理復雜，存儲空間有限，缺乏彈性的空間擴展能力，不能自動產生機床運行報告，用戶使用數據不便捷。

發明內容

針對現有機床的數據采集與分析系統存在的問題，本發明提供了一種新的基于物聯網技術的鍛壓機床運行工況信息采集與分析系統，采集平臺依賴于基于ARM技術的工業嵌入式系統平臺，實時性強、體積小、功耗低，適用于工業環境；數據傳輸采用GPRS網絡，可以直接與Internet互通，網絡傳輸速率高，保證了數據的時效性；數據存儲與處理采用的是云服務器，數據管理的難度降低，擴展存儲空間與數據訪問便捷。

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

所述的鍛壓機床運行工況信息采集與分析系統由4大模塊組成。如附圖1所示，由虛線框框起來的四大模塊分別是數據采集模塊、數據傳輸模塊、數據管理模塊及數據共享模塊。各模塊設備主要包括傳感器、PLC、嵌入式系統、GPRS DTU、云服務器和PC。

所述的數據采集模塊主要包括位移傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、液位傳感器及 PLC。傳感器主要用于采集包括主軸電流、主軸功率、溫度等模擬量，通過對機床電器電路及PLC信號點的采集獲取機床的通電狀態、主軸啟停、冷卻液開關等信息。