[發(fā)明專利]一種基于WIA-PA與4G雙無線技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210280237.4
• 申請(qǐng)日: 2022-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN114719958A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李秋新;谷繼;張俊健;閻申;修宏博;王釗;劉朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽中科奧維科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01H11/08
• 分類號(hào): G01H11/08;G08B21/18;H04W4/38;H04W84/18;H04W88/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 周宇

1.一種基于WIA-PA與4G雙無線技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

監(jiān)測系統(tǒng)啟動(dòng)：網(wǎng)關(guān)和監(jiān)測設(shè)備上電啟動(dòng)，進(jìn)入WIA-PA網(wǎng)絡(luò)模式，設(shè)置常規(guī)數(shù)據(jù)發(fā)送間隔，其余時(shí)間進(jìn)入休眠狀態(tài)；

組建星型網(wǎng)絡(luò)：多個(gè)振動(dòng)監(jiān)測設(shè)備可作為WIA-PA網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行組網(wǎng)，網(wǎng)關(guān)廣播發(fā)送時(shí)間戳與安裝在待測旋轉(zhuǎn)型機(jī)械設(shè)備驅(qū)動(dòng)軸上的振動(dòng)監(jiān)測設(shè)備子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)鐘同步，子節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)時(shí)自動(dòng)分配時(shí)隙；

振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測：根據(jù)工作模式判斷是否進(jìn)行WIA-PA網(wǎng)絡(luò)模式下常規(guī)振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測或4G網(wǎng)絡(luò)模式下長波形密集振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測，以及故障等級(jí)分類；或在常規(guī)振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測過程中按照故障等級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為4G網(wǎng)絡(luò)模式下長波形密集振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WIA-PA與4G雙無線技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，WIA-PA網(wǎng)絡(luò)模式下常規(guī)振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測過程中，實(shí)時(shí)采集振動(dòng)監(jiān)測設(shè)備上傳的振動(dòng)速度有效值、位移峰值、加速度峰值，參考中石化大型旋轉(zhuǎn)型機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)烈度標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)設(shè)置、及其報(bào)警閾值范圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WIA-PA與4G雙無線技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述在WIA-PA網(wǎng)絡(luò)模式下常規(guī)振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測過程中按照故障等級(jí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為4G網(wǎng)絡(luò)模式下長波形密集振動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)測為：當(dāng)故障等級(jí)達(dá)到預(yù)先設(shè)置的參數(shù)時(shí)，切換工作模式為4G網(wǎng)絡(luò)模式的數(shù)據(jù)采集，獲取長波形大數(shù)據(jù)。

4.一種基于WIA-PA與4G雙無線技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

上位控制層的上位機(jī)、服務(wù)器，上位機(jī)中存儲(chǔ)有程序，當(dāng)加載程序時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的方法步驟，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集振動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行故障等級(jí)評(píng)定和預(yù)警，以及判別是否轉(zhuǎn)換WIA-PA或4G網(wǎng)絡(luò)模式進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測；

數(shù)據(jù)通信層的網(wǎng)關(guān)，用于連接物理采集層與上位控制層，上傳振動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)給服務(wù)器、上位機(jī)；

物理采集層的振動(dòng)監(jiān)測設(shè)備，用于采集振動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于WIA-PA與4G雙無線技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述振動(dòng)監(jiān)測設(shè)備安裝在待測旋轉(zhuǎn)型機(jī)械設(shè)備驅(qū)動(dòng)軸上，包括：

電源系統(tǒng)單元，包括充電鋰電池、振動(dòng)發(fā)電電路，所述振動(dòng)發(fā)電電路包括發(fā)電模組、調(diào)理電路、電壓轉(zhuǎn)換電路，發(fā)電模組安裝在待測旋轉(zhuǎn)型機(jī)械設(shè)備軸位置，獲取電能后經(jīng)過電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換后給鋰電池充電；

振動(dòng)感知單元，為振動(dòng)傳感器，采集三個(gè)方向上的振動(dòng)數(shù)據(jù)；

信號(hào)處理單元，用于對(duì)鋰電池的輸出電能進(jìn)行降壓管理，對(duì)采集的三個(gè)方向的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到振動(dòng)特征值發(fā)送給無線網(wǎng)絡(luò)單元；

無線網(wǎng)絡(luò)單元，用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給上位機(jī)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于WIA-PA與4G雙無線技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述振動(dòng)傳感器為：壓電加速度傳感器采集主軸(Z軸)振動(dòng)數(shù)據(jù)，兩個(gè)雙軸MEMS加速度傳感器采集前端分軸(X、Y軸)振動(dòng)數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于WIA-PA與4G雙無線技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)處理單元包括：

AD模塊，用于對(duì)采集的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行AD數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出模擬量數(shù)據(jù)；

ARM單片機(jī)模塊，包括：a.對(duì)三個(gè)方向的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；b.對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波去噪、提取振動(dòng)特征值；c.將數(shù)據(jù)打包封裝成無線網(wǎng)絡(luò)單元協(xié)議格式輸出；

PMU電源管理模塊，連接鋰電池獲取電能，用于通過電壓轉(zhuǎn)換芯片向振動(dòng)監(jiān)測設(shè)備的其他器件提供不同等級(jí)電源；

存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于WIA-PA與4G雙無線技術(shù)的振動(dòng)監(jiān)測設(shè)備，其特征在于，所述振動(dòng)特征值包括：振動(dòng)速度有效值、位移峰值、加速度峰值。