粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)，由現(xiàn)場監(jiān)控單元以及粉末成型機制造方遠程維護中心組成。車間現(xiàn)場監(jiān)控平臺通過與粉末成型機主控制器實時數(shù)據(jù)交互以及通過傳感器、視頻采集設備、音頻采集設備等數(shù)據(jù)采集設備采集車間現(xiàn)場數(shù)據(jù)獲得粉末成型機重要運行狀態(tài)，在顯示設備上顯示粉末成型機的實時運行狀態(tài)、報警提示等功能，同時單元可對粉末成型機的狀態(tài)參數(shù)進行數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)分類。單元通過以太網(wǎng)接口、GPRS接口、短信發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給設備生產(chǎn)方遠程維護中心以及粉末成型機某部分設備負責人，實現(xiàn)粉末成型機在線監(jiān)控以及遠程故障診斷和維護服務并通知相關人員。系統(tǒng)成本低、功能齊全、可配置性高、可裁剪性強，可根據(jù)粉末成型機現(xiàn)場運行情況擴展或減少功能模塊，具有較強的通用性。
【專利說明】粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于嵌入式監(jiān)控、診斷與維護技術，特別是一種針對粉末成型機的嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)。
[0002]【背景技術】
目前針對粉末成型機的遠程檢測、故障診斷和信息維護，主要是在工業(yè)現(xiàn)場將粉末成型機故障信息和維護信息用觸摸屏予以顯示，極少部分是將PLC的數(shù)據(jù)信號采集發(fā)送至工控機以實現(xiàn)監(jiān)控功能，針對工業(yè)裝備的智能監(jiān)控與遠程維護，主要是基于PLC作為底層數(shù)據(jù)信號采集與發(fā)送終端，工控機作為上位機實現(xiàn)監(jiān)控功能，系統(tǒng)或功能單一或結構臃腫，不具備通用性。這種模式不能將粉末成型機運行過程中的視頻音頻信號采集，無法將制粉末成型機的不參與過程控制的傳感器信號作為診斷依據(jù)，監(jiān)控手段單一，監(jiān)控參數(shù)單一，通用性差，監(jiān)控系統(tǒng)故障診斷分析能力差。
[0003]如申請?zhí)枮镃N200980154725.3的發(fā)明專利公開了一種能夠通過檢查安裝在遠程地點的監(jiān)控設備的斷開和故障而有效監(jiān)控遠程地點的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，遠程監(jiān)控系統(tǒng)包括:安裝在遠程地點并監(jiān)控遠程地點情況，并在發(fā)生緊急事件時生成報警信號的遠程監(jiān)控單元；接收來自遠程監(jiān)控單元的報警信號并將接收到的報警信號傳輸至用戶終端的信息管理服務器；以及將遠程監(jiān)控單元連接至信息管理單元的網(wǎng)絡。該方案通過無線網(wǎng)絡對監(jiān)控地點的設備進行簡單監(jiān)控，無法進行大批量數(shù)據(jù)存儲，控制手段簡單，不能實現(xiàn)復雜監(jiān)控與診斷。
[0004]如申請?zhí)朇N201020647931.8的發(fā)明專利公開了一種空壓機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括多臺空壓機，其特征在于:還包括遠程監(jiān)控終端，所述遠程監(jiān)控終端上設有兩路數(shù)據(jù)接口，一路數(shù)據(jù)接口經(jīng)數(shù)據(jù)線與所述空壓機相連接，以讀取空壓機運行數(shù)據(jù)或向空壓機發(fā)送控制命令，另一路數(shù)據(jù)接口經(jīng)數(shù)據(jù)線與設于中控室的中控主機相連接，以上傳空壓機監(jiān)控數(shù)據(jù)或接收中控主機發(fā)來的控制命令，所述遠程監(jiān)控終端上設有觸摸屏，以顯示空壓機監(jiān)控數(shù)據(jù)并接收手動操作指令。該方案人機交互模塊單一，在應用場合上不夠廣泛，而且系統(tǒng)不能很好地進行實時數(shù)據(jù)處理。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)，實現(xiàn)粉末成型機運行時工況監(jiān)測與故障診斷維護功能。系統(tǒng)基于模塊化設計，具有可擴展性強，通用性強，功能齊全，集成度高，可滿足高速數(shù)據(jù)的實時性要求。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明的技術解決方案為:
一種粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)，包括粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元、粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心以及與粉末成型機部件負責人的聯(lián)系網(wǎng)絡。粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元與粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心以及與粉末成型機部件負責人的聯(lián)系網(wǎng)絡連接；粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元包括嵌入式微處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)采集模塊，粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心實現(xiàn)粉末成型機系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、故障趨勢預測等功能，粉末成型機部件負責人的聯(lián)系網(wǎng)絡通將粉末成型機各個部分負責人聯(lián)成一短信網(wǎng)絡；粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元通過數(shù)據(jù)采集模塊采集粉末成型機工作現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，包括粉末成型機的溫度、位置、速度、加速度、壓力等信息，并將信息進行前期處理，再將信息分布通過GPRS網(wǎng)絡、以太網(wǎng)口、短信網(wǎng)絡發(fā)送給粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心以及粉末成型機相關部件負責人。
[0008]粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元中，嵌入式監(jiān)控與維護單元中的微控制器為ARM9微控制器，ARM9微控制器采用Cortex-M3內(nèi)核的S3C2410芯片；ARM9微控制器分別通過RS485與PLC數(shù)據(jù)采集模塊、視頻信息采集模塊、音頻信息采集模塊、ZigBee無線數(shù)據(jù)采集模塊通訊；ARM9處理器運行裁剪后的Linux操作系統(tǒng)以完成系統(tǒng)外圍接口的信息傳輸以及對粉末成型機現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)進行信息壓縮處理。
[0009]粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元的ZigBee無線采集系統(tǒng)，粉末成型機中的回轉部件或是密封部件不易于傳感器布線，采用無線ZigBee網(wǎng)絡，在ZigBee節(jié)點需監(jiān)控的區(qū)域內(nèi)，各節(jié)點自主形成監(jiān)控網(wǎng)絡，每個傳感終端節(jié)點搜集相應監(jiān)控信息。ZigBee無線數(shù)據(jù)采集模塊由ZigBee節(jié)點、ZigBee無線匯聚節(jié)點，組成星型網(wǎng)絡。ZigBee節(jié)點即ZigBee子節(jié)點以及與之相連的信號采集傳感器。監(jiān)控信息經(jīng)嵌入式處理單元處理后經(jīng)GPRS發(fā)送至相應的監(jiān)控終端。
[0010]粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元把粉末成型機運行信息通過GPRS骨干網(wǎng)發(fā)送至Internet服務器,粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心通過訪問Internet服務器將運行信息進行處理，提供粉末成型機故障診斷與故障預測數(shù)據(jù)。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點:(1)本系統(tǒng)在粉末成型機運行現(xiàn)場能夠進行實時、穩(wěn)定、全方位的監(jiān)控；(2)在粉末成型機監(jiān)控領域，將現(xiàn)場監(jiān)控與遠程監(jiān)控相結合，監(jiān)控更全面，獲取監(jiān)控信息的渠道更多；(3)在粉末成型機監(jiān)控領域，將ZigBee與傳感器相結合，避免了回轉部件、密封部件上傳感器布線困難的問題；(4)系統(tǒng)使用CorteX-M3內(nèi)核的微處理器，搭載Linux操作系統(tǒng)，低功耗、低成本、易于使用，基本滿足工業(yè)現(xiàn)場所有數(shù)據(jù)的實時處理需求；(5)在粉末成型機監(jiān)控領域，構建了故障短信報警模塊，將設備生產(chǎn)方、設備使用方、設備維修方的責任人通過GSM短信網(wǎng)絡聯(lián)系在一起，提高了粉末成型機故障恢復效率；(6)系統(tǒng)集成化程度高，采用模塊化設計的方法，系統(tǒng)可配置性高，通用性強；
(7)采用故障樹與神經(jīng)網(wǎng)絡相結合的方法對粉末成型機進行故障診斷，診斷效率高，故障定位準確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)總體構成示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的嵌入式智能監(jiān)控與維護單元硬件結構設計示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的短信報警模塊示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的ZigBee無線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明的嵌入式系統(tǒng)軟件設計總體框圖。
[0017]圖6為本發(fā)明的遠程監(jiān)控維護單元的設計方案圖。[0018]圖7為本發(fā)明的系統(tǒng)故障診斷的程序示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0020]結合圖1，說明嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)總體構成:本發(fā)明基于B/S模式的網(wǎng)絡結構模型，主要由三部分組成，嵌入式監(jiān)控與維護單元1、粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心2以及與粉末成型機部件負責人的聯(lián)系網(wǎng)絡3。其中，嵌入式監(jiān)控與維護單元I通過數(shù)據(jù)采集模塊5采集PLC的狀態(tài)參數(shù)及軟元件信息、粉末成型機現(xiàn)場圖片信息、運行現(xiàn)場聲音信號，通過ZigBee收發(fā)模塊15采集曲軸應力、油箱溫度、主滑塊壓力、伺服模架壓力等信息，通過無線傳輸?shù)姆绞?，克服了旋轉部件、密封部件布置傳感器不便的劣勢。嵌入式監(jiān)控與維護單元I將處理的數(shù)據(jù)通過GPRS無線傳輸發(fā)送給粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心2，遠程控制維護中心2對粉末成型機故障進行分析，生成粉末成型機狀態(tài)維護報告，回傳給嵌入式監(jiān)控與維護單元1，并將故障數(shù)據(jù)通過短信發(fā)送模塊發(fā)送至相應部件負責人，在第一時間進行故障恢復。
[0021]結合圖1，說明粉末成型機遠程控制維護中心2:粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元I把粉末成型機運行信息通過GPRS骨干網(wǎng)發(fā)送至Internet服務器，粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心通過訪問Internet服務器讀取粉末成型機實時運行數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存入粉末成型機運行歷史數(shù)據(jù)庫；遠程控制維護中心2將運行信息與歷史數(shù)據(jù)庫中信息進行比對，采用故障樹和BP神經(jīng)網(wǎng)絡相結合的方法對故障進行分類和診斷。
[0022]結合圖2，說明嵌入式智能監(jiān)控與維護單元1:嵌入式智能監(jiān)控與維護單元I包括微處理器4、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊7、數(shù)據(jù)采集模塊5、人機交互模塊6和其他模塊30。嵌入式智能監(jiān)控與維護單元I采集粉末成型機工作現(xiàn)場圖像、音頻數(shù)據(jù)、PLC數(shù)據(jù)(系統(tǒng)參數(shù)、開關狀態(tài)和內(nèi)部數(shù)據(jù))，獲得ZigBee收發(fā)模塊15發(fā)送來的傳感器檢測信息(曲軸應力、油箱溫度等)。嵌入式單元I對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分類和數(shù)據(jù)壓縮，根據(jù)PLC開關數(shù)據(jù)簡單判定機器運行狀態(tài)對其進行評估，并在顯示器上顯示粉末成型機實時運行狀態(tài)。
[0023]嵌入式智能監(jiān)控與維護單元I需對粉末成型機現(xiàn)場信息進行采集處理，單元選用基于Cortex-M3內(nèi)核的S3C2410芯片，S3C2410處理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T處理器核，該芯片集成了大量功能單元，具有強大的系統(tǒng)管理功能，主頻高達266MHz，滿足粉末成型機現(xiàn)場的數(shù)據(jù)處理需求。通過對原始數(shù)據(jù)進行分析，對采集的數(shù)據(jù)采用緊湊編碼方式，減少了數(shù)據(jù)存儲空間，并對采集的狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行壓縮，加快數(shù)據(jù)傳輸速度，減少數(shù)據(jù)流量計費以及降低數(shù)據(jù)存儲空間。
[0024]數(shù)據(jù)收發(fā)模塊7包括GPRS無線傳輸模塊8、以太網(wǎng)模塊17、短信報警模塊18，將嵌入式智能監(jiān)控與維護單元采集處理的信息發(fā)送至遠程控制維護中心2和相關負責人聯(lián)系網(wǎng)絡3。
[0025]數(shù)據(jù)采集模塊5中USB攝像頭、PLC通訊板、音頻采集芯片、ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊分別采集粉末成型機現(xiàn)場圖片、PLC參數(shù)、音頻以及其他傳感器信息。
[0026]嵌入式單元I通過PLC通訊板RS485接口與粉末成型機主控制器通訊，讀取、更改主控制器狀態(tài)及數(shù)據(jù)塊信息，實現(xiàn)粉末成型機工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)視與控制。嵌入式單元在布局上成為粉末成型機主控制器的冗余設備，在主控制器故障時可對粉末成型機進行緊急操作，提高了粉末成型機控制系統(tǒng)的可靠性。同時，嵌入式單元提供了豐富的擴展接口，大大提高了控制系統(tǒng)的可擴展性。
[0027]人機交互模塊6包括矩陣鍵盤31、按鈕開關32、液晶顯示屏33和觸控屏34，滿足單元人機交互6的需求。S3C2410A中有內(nèi)置的IXD控制器，它具有將顯示緩存(位于SDRAM存儲器)中的LCD圖像傳輸?shù)酵獠康腖CD驅(qū)動電路上的邏輯功能。觸控屏附著在顯示屏表面，配合顯示屏使用，嵌入式單元上采用電阻式觸控屏，觸控屏直接與S3C2410A外部晶體管控制器相連，由CPU中斷邏輯和ADC邏輯控制。
[0028]其他模塊30包括電源模塊35、JTAG調(diào)試模塊36、存儲模塊37等。
[0029]結合圖3，說明短信報警模塊18:嵌入式智能監(jiān)控與維護單元I借助于GSM網(wǎng)絡，使用短信報警模塊將設定的粉末成型機報警信息發(fā)送給相應的責任人，實現(xiàn)報警信息第一時間通知到位。責任人包括生產(chǎn)方負責人(機械、電氣、液壓)，使用方負責人、維修方負責人等。短信報警模塊包含多個通道(通道可擴充)，一個通道表示一種報警信息，一種報警信息對應與此報警信息相關的三方負責人。當此機械某部件報警，短信報警模塊自動通過GSM網(wǎng)絡將設置好的短信信息發(fā)送至相關責任人。
[0030]短信報警模塊18由AT89S52單片機模塊38、電源模塊39、GSM模塊40及高精度AD轉換模塊41組成。GSM模塊用芯訊通(SMCom)公司生產(chǎn)的SM900A，是一款尺寸緊湊的GSM/GPRS模塊，采用SMT封裝，基于STE的單芯片案，采用ARM926EJ-S架構，性能強大，支持AT指令。GSM MODEM與單片機之間采用串口通信的方式，MODEM的TXD、RXD分別為發(fā)送、接收端，與單片機的PA6、PA7連接。高精度AD轉換模塊采用CS5532高精度AD轉換芯片，其差動輸入方式簡化了與外圍電路的連接。AD轉換模塊接收來自嵌入式智能監(jiān)控與維護單元I的報警電平信號，一個通道表示一種故障類別，單片機識別相信的報警信息，電平在0-0.5V是正常狀態(tài)，在0.5V-1.0V為可能故障，大于1.0V表示已故障，單片機通由GSM模塊發(fā)送至相應責任人。
[0031]結合圖4，說明ZigBee無線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡:粉末成型機中的回轉部件或是密封部件不易于傳感器布線，采用無線ZigBee網(wǎng)絡，在ZigBee節(jié)點需監(jiān)控的區(qū)域內(nèi)，各節(jié)點自主形成監(jiān)控網(wǎng)絡,每個傳感終端節(jié)點搜集相應監(jiān)控信息。ZigBee無線數(shù)據(jù)采集模塊由ZigBee無線匯聚節(jié)點、ZigBee節(jié)點，組成星型網(wǎng)絡。
[0032]ZigBee終端設備即ZigBee子節(jié)點與信號采集傳感器相連，采集需要監(jiān)控的信息。ZigBee無線傳感器節(jié)點采用STM32微控制芯片STM32VET6與Chipcon公司的射頻收發(fā)芯片CC2420相組合的方案。無線射頻模塊以射頻模式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)通過SPI接口與微控制器STM32交換數(shù)據(jù)，STM32工作在SPI主模式下，CC2420射頻模塊工作在從模式下，由處理器STM32進行有效地收發(fā)數(shù)據(jù)。ZigBee網(wǎng)無線匯聚節(jié)點即嵌入式智能監(jiān)控與維護單元，嵌入式智能監(jiān)控與維護單元通過CC2420接收來自ZigBee子節(jié)點的射頻信號。
[0033]結合圖5，說明系統(tǒng)軟件設計:嵌入式智能監(jiān)控與維護單元I軟件包括引導加載程序、操作系統(tǒng)內(nèi)核、設備驅(qū)動程序和應用程序。加載引導程序Bootloader是Linux系統(tǒng)的啟動boot程序,文件系統(tǒng)采用cramfs不可寫文件存儲系統(tǒng)和jffs2可讀寫系統(tǒng),從而既可使系統(tǒng)文件得到可靠保護，又方便采集數(shù)據(jù)的存儲；操作系統(tǒng)通過驅(qū)動來駕馭外部設備，包括GPIO驅(qū)動、USB驅(qū)動、IIS驅(qū)動、IXD驅(qū)動、串口驅(qū)動和以太網(wǎng)口驅(qū)動；PPP撥號腳本文件用于建立點對點連接，進行IP數(shù)據(jù)包的傳輸；應用層程序用于實現(xiàn)特定的軟件功能。本系統(tǒng)軟件實現(xiàn)對引導加載程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核的定制、裁剪，驅(qū)動程序和應用程序用C語言編寫，實現(xiàn)底層設備的通訊、人機交互、數(shù)據(jù)采集和粉末成型機簡單的報警評估。
[0034]實時操作系統(tǒng)采用目前應用最廣泛的免費操作系統(tǒng)Linux，基于Linux內(nèi)核實現(xiàn)粉末成型機現(xiàn)場控制單元的任務的多線程處理，采用中斷的方式實現(xiàn)進程間的切換。在線程任務的劃分中，給任務線程排序，優(yōu)先保證實時性要求高的任務優(yōu)先執(zhí)行。
[0035]結合圖6，說明遠程監(jiān)控維護中心:遠程監(jiān)控維護中心由系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控模塊、系統(tǒng)故障診斷模塊、工藝參數(shù)設定模塊三部分組成。系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控模塊用于顯示粉末成型機主控PLC狀態(tài)信息以及安裝在粉末成型機各個部位的溫度、壓力、位置以及加速度等傳感器信息；工藝參數(shù)設定模塊實現(xiàn)對不同粉末冶金品的不同工藝參數(shù)的錄入和修改。
[0036]結合圖7，說明系統(tǒng)故障診斷模塊:粉末成型機的控制系統(tǒng)龐大、復雜，一旦出現(xiàn)事故則可能會造成人員和財產(chǎn)的巨大損失，故障診斷模塊用于及時識別粉末成型機運行狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測得到的特征參數(shù)變化情況，判斷設備是否正常，若發(fā)生故障，分析其故障狀態(tài)。系統(tǒng)故障診斷模塊將通過嵌入式智能監(jiān)控單元采集到的粉末成型機實時運行數(shù)據(jù)與粉末成型機數(shù)據(jù)庫歷史運行信息進行比對，根據(jù)專家先驗知識，對于已分類過的故障采用故障樹法進行故障劃分，確定相應故障，對于未分類過的故障，系統(tǒng)故障診斷模塊基于神經(jīng)網(wǎng)絡法方法與專家知識相結合的方法，對故障知識進行學習，學習完成后將新故障錄入故障庫。
【權利要求】
1.一種粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)，其特征在于:由粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元[I]、粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心[2]以及與粉末成型機部件負責人的短信聯(lián)系網(wǎng)絡[3]連接成星形網(wǎng)絡；粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元[1]包括嵌入式微處理器[4]、數(shù)據(jù)采集模塊[5]、人機交互模塊[6]和數(shù)據(jù)收發(fā)模塊[7]，各個模塊通過相應的接口分別與微處理器[4]相連，粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心[2]實現(xiàn)粉末成型機系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、系統(tǒng)故障診斷和工藝參數(shù)設定功能，粉末成型機部件負責人的短信聯(lián)系網(wǎng)絡[3]將粉末成型機各個部分負責人連成一短信網(wǎng)絡，發(fā)送短信及時自動告知相應人員設備運行情況；粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元[I]通過數(shù)據(jù)采集模塊[5]采集粉末成型機工作現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，包括粉末成型機的溫度、位置、速度、加速度、壓力信息，并將信息進行壓縮分類，再將信息分布通過GPRS網(wǎng)絡、短信發(fā)送給粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心[2]以及粉末成型機相關部件負責人。
2.根據(jù)權利I所述的粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)，其特征在于:粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元[I]中，微處理器[4]為ARM9微控制器，運行裁剪后的Linux操作系統(tǒng)以完成系統(tǒng)外圍接口的信息傳輸以及對粉末成型機現(xiàn)場運行狀態(tài)信息按照模擬量、開關量進行分類，并對開關量數(shù)據(jù)采用BS_PLOT算法進行壓縮處理；數(shù)據(jù)采集模塊[5]包括USB圖像采集模塊[13]、音頻信號采集模塊[14]、ZigBee收發(fā)模塊[15]和PLC遠程通訊模塊[16]，分別采集粉末成型機工作現(xiàn)場圖像、音頻、曲軸應力、主控制器PLC狀態(tài)信息；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊[7]包括GPRS無線傳輸模塊[8]、以太網(wǎng)模塊[17]和短信報警模塊[18]，微處理器[4]通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊完成與遠程控制維護中心[2]、部件負責人短信聯(lián)系網(wǎng)絡[3]的通信；人機交互模塊[6]包括矩陣鍵盤、按鈕開關、液晶顯示屏和觸摸屏，實現(xiàn)人機交互功能。
3.根據(jù)權利I所述的粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)，其特征在于:粉末成型機生產(chǎn)方遠程控制維護中心[2]由服務器[19]、數(shù)據(jù)庫[20]、遠程客戶端[21]、打印機[22]、防火墻[23]和路由[24]組成，防火墻[23]、路由[24]將遠程控制維護中心[2]接入因特網(wǎng)，服務器[19]將遠程控制維護中心[2]所有硬件設備連在一起，調(diào)用數(shù)據(jù)庫[20]專家先驗知識，完成系統(tǒng)故障診斷和工藝參數(shù)設定功能，打印機[22]用于打印故障數(shù)據(jù)或工藝參數(shù)，遠程客戶端[21]調(diào)用數(shù)據(jù)庫[20]數(shù)據(jù)，實時顯示粉末成型機狀態(tài)信息，實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控；其中系統(tǒng)故障診斷即用故障樹法和神經(jīng)網(wǎng)絡法相結合的方式對粉末成型機進行故障診斷；工藝參數(shù)設定即設置粉末成型機工藝數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權利I或2所述的粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊[5]中，ZigBee收發(fā)模塊[15]由ZigBee無線匯聚節(jié)點[28]、ZigBee節(jié)點[29]組成星型網(wǎng)絡，ZigBee無線匯聚節(jié)點[28]接收ZigBee節(jié)點[29]采集的粉末成型機曲軸、密封部位的傳感器狀態(tài)，并通過ZigBee無線匯聚節(jié)點[28]將采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給微處理器[4]處理。
5.根據(jù)權利I或2所述的粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)，其特征在于:所述短信報警模塊[18]，接收來自于粉末成型機現(xiàn)場嵌入式監(jiān)控與維護單元[I]的報警信息，并將報警信息生成報警短信；短信報警模塊[18]包含多個通道，一個通道表示一種報警信息，當此機械某部件報警，短信報警模塊[18]自動生成故障報警短信。
6.根據(jù)權利I或3所述的粉末成型機嵌入式智能監(jiān)控與遠程維護系統(tǒng)，其特征在于:粉末成型機生產(chǎn)方遠程維護中心[2]中系統(tǒng)故障診斷功能分為兩個工作模式，為故障判斷模式和故障學習模式；在故障判斷模式下，對嵌入式監(jiān)控與維護單元[I]采集并處理的粉末成型機實時運行狀態(tài)采用故障樹法進行故障識別和定位；在故障學習模式下，對嵌入式監(jiān)控與維護 單元[I]發(fā)送的故障狀態(tài)進行神經(jīng)網(wǎng)絡學習，學習完成后增添相應故障數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G05B19/418GK103777609SQ201410034287
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權日:2014年1月24日
【發(fā)明者】陸寶春, 衛(wèi)俊俊, 潘學仁, 欒長平, 婁剛, 鄭伶俊, 鈐亞麗 申請人:南京理工大學, 揚州市海力精密機械制造有限公司