CN104516328A - 一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统，该发明是由中央控制模块，现场更新模块，远程更新模块，通讯模块，驱动程序模块，状态监测模块，现场系统总线与远程系统总线按照相应的连接方式相连接组成。本发明的特点和有益的效果在于，依据本发明建立的一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统，能够充分利用高速发展的软硬件技术及网络优势，异地用户可以大幅降低针刺机在线监测系统技术升级成本，缩短针刺机在线监测系统技术更新时间，同时也能减少相关人员的工作量，使系统可随时保证技术的领先性。

Description

一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统

技术领域

本发明涉及非织造机械设备状态监测技术，具体为一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统。

背景技术

针刺法是一种典型的非织造布机械加固方法，在世界上所有的干法非织造布中，针刺非织造布占40％以上，针刺法是干法非织造布中最重要的加工方法。

19世纪末，威姆·拜瓦特在英国里茨制造了世界上第一台针刺机。20世纪初，由他创建的拜瓦特公司对针刺机做了不断的改进，从而使越来越多的针刺产品出现在市场上，为现代针刺技术的发展奠定了基础。1957年美国詹姆斯·亨特公司对针刺机的主轴传动偏心轮平衡机构做了进一步的改进，使针刺机的速度达到800r／min，提高了生产效率。由20世纪60年代至今的近40年中，德国迪罗(Dilo)公司和奥地利菲勒(Fehrer)公司生产的针刺设备几乎代表了世界针刺设备的最高水平。针刺法非织造布产品已经应用在工业、农业、国防、医疗等各个行业，现在，各种型号、各种规格的针刺机多种多样，品种达100多种。

针刺机的核心-针刺机构为单轴驱动偏心机构，该机构的工作原理是利用主轴带动偏心轮和平衡轮旋转并通过连杆带动针梁和针板作上下重复运动，使针板上的刺针反复穿刺原料。由于装有偏心机构，为了平衡其产生的径向不平衡力，须在轴上加装一个平衡机构，其作用是平衡偏心机构产生的不平衡力。平衡机构与偏心机构的尺寸和重量完全一样，但安装方向相差180度。同时还要在平衡机构上加一个配重块对平衡力进行微调，以保证机器尽量平稳工作，不产生过大的振动。

从针刺机的结构可以看出，影响针刺机正常运转的因素有很多。偏心轮、主轴、平衡块以及针梁针板等部件的运转异常或出现早期故障虽然可能对于目前的生产线运转没有显著影响，但如果不能及时进行诊断、预测和调整，将来很可能会对针刺产品制造质量造成致命的影响。而目前国内对于针刺机运行状态的监控方式仍然停留在过去的眼看手摸及以经验方式为主的故障解决手段，其状态监控方式在国内研究仍然处于起步阶段。

企业的针刺非织造布生产工艺与非织造布市场的变化有着非常紧密的联系，也就是说企业会随着市场情况的变化选择生产不同种类的针刺非织造布，如用于过滤的针刺非织造布或用于革基布的针刺非织造布等等，不同的生产工艺必然需要不同的监控系统，监控系统的更新换代必然会带来成本的提升，而针刺非织造布企业对于生产成本往往更加敏感。另外，针刺非织造布生产企业多集中于所在城市的工业区，这些工业区往往集中于市郊一带，如果每次系统更新都需要现场操作的话，其成本必然也会大幅提升。

在申请人检索的范围内，目前有关针刺机的专利主要集中在改善针刺机的机械结构，避免其在生产中出现问题，有关对带有远程更新功能的针刺机运行状态监测系统方面的文献还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统，以解决现有技术的不足与难题，该系统采用模块化方式来构造，具有较好的实时性和可靠性等特点，可以实现针刺机在线状态监测并可对在线状态监测系统的数据和软件进行远程更新。

本发明由中央控制模块1，现场更新模块2，远程更新模块3，通讯模块4，驱动程序模块5，状态监测模块6，现场系统总线7与远程系统总线8按照相应的连接方式相连接组成(参见图1)。其中，中央控制模块1包括高性能微处理器11和其外围电路模块12；中央控制模块1主要完成系统自检与初始化、参数设置、数据协调、多任务规划、人机交互、程序运行报警、用户自定义功能扩展和系统帮助等任务。

现场更新模块2包括用户信息单元21、现场管理单元22、现场控制单元23、现场信息存储单元24、现场监控单元25、现场更新模块局部总线26。现场更新模块2与现场系统总线7通过现场更新模块局部总线26相连。

远程更新模块3包括用户信息验证单元31、远程管理单元32、远程控制单元33、远程信息存储单元34、远程更新模块局部总线35。远程更新模块3与远程系统总线8通过远程更新模块局部总线35相连。

现场系统总线7与远程系统总线8通过通讯模块4相连。

通讯模块4与中央控制模块1通过现场系统总线7共用一个高性能微处理器11，包括工业用RS485接口芯片及接口、USB2.0接口芯片及接口，以太网接口芯片及接口。

驱动程序模块5与中央控制模块1通过现场系统总线7共用一个高性能微处理器11，包括各种硬器件的驱动程序与驱动芯片。

状态监测模块6包括传感器阵列61、信号采集单元62、特征信号提取单元63、信号分析单元64、状态监测模块局部总线65。状态监测模块6与现场系统总线7通过状态监测模块局部总线65相连。

本发明的特点和有益的效果在于：依据本发明建立的一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统，能够充分利用高速发展的软硬件技术及网络优势，异地用户可以大幅降低针刺机在线监测系统技术升级成本，缩短针刺机在线监测系统技术更新时间，同时也能减少相关人员的工作量，使系统可随时保证技术的领先性。

附图说明

图1是本发明系统组成结构示意图。

图2是本发明实施例之现场更新模块与远程更新模块通讯流程原理图。

图3是本发明实施例之状态监测系统自更新流程原理图。

具体实施方式

以下通过实施例及其附图对本发明的技术方案做进一步的说明。

本发明采用模块化设计思想，相互协作的各功能模块间又保持相对独立性，以适应用户特殊定制需求，便于升级扩展与功能裁减。系统功能单元级底层硬件间通过PC104plus总线形式进行通讯。其中中央控制模块以高性能微处理器为核心，主要完成系统自检与初始化、参数设置、数据协调、多任务规划、人机交互、程序运行报警、用户自定义功能扩展、系统帮助等任务，同时提供标准的扩展接口及API函数库，提供动态分层链式任务管理结构，支持系统的灵活配置需求。

以针刺机状态监测系统为发明对象，综合运用测控、网络以及人工智能技术，以高性能微处理器为核心，构建一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统，实现对该系统软件功能的实时更新与自引导，可有效降低升级成本并缩短系统更新时间。

本发明由中央控制模块1，现场更新模块2，远程更新模块3，通讯模块4，驱动程序模块5，状态监测模块6，现场系统总线7与远程系统总线8按照相应的连接方式相连接组成(参见图1)。其中，中央控制模块1包括高性能微处理器11和其外围电路模块12；中央控制模块1主要完成系统自检与初始化、参数设置、数据协调、多任务规划、人机交互、程序运行报警、用户自定义功能扩展和系统帮助等任务。

现场更新模块2包括用户信息单元21、现场管理单元22、现场控制单元23、现场信息存储单元24、现场监控单元25、现场更新模块局部总线26。现场更新模块2与现场系统总线7通过现场更新模块局部总线26相连。

远程更新模块3包括用户信息验证单元31、远程管理单元32、远程控制单元33、远程信息存储单元34、远程更新模块局部总线35。远程更新模块3与远程系统总线8通过远程更新模块局部总线35相连。

现场系统总线7与远程系统总线8通过通讯模块4相连。

通讯模块4与中央控制模块1通过现场系统总线7共用一个高性能微处理器11，包括工业用RS485接口芯片及接口、USB2.0接口芯片及接口，以太网接口芯片及接口。

驱动程序模块5与中央控制模块1通过现场系统总线7共用一个高性能微处理器11，包括各种硬器件的驱动程序与驱动芯片。

状态监测模块6包括传感器阵列61、信号采集单元62、特征信号提取单元63、信号分析单元64、状态监测模块局部总线65。状态监测模块6与现场系统总线7通过状态监测模块局部总线65相连。

下面对本发明的技术方案进行进一步说明。

基于所述硬件系统，本发明可采用以下实施方式：

实施例

某针刺非织造企业用户购买了针刺机状态监测系统装备针刺非织造布生产线后用于过滤材料加工，但使用后随着革基布市场转好，开始调整生产工艺，生产用于革基布的针刺非织造布。但原有的状态监测系统的功能不太适合该种非织造材料的加工，需要针对该种材料的加工进行相应的调整。比如，用户在进行加工时，针刺频率的设定会更高，相对应的针刺机的主轴等部件振动会更大，加工工况特征值也会有相应的变化，此时就需要针对这种情况进行特征信号提取方法和信号分析方法以及报警门限值等的改变，但是系统标准配置并不能根据企业具体需要进行实时更新。又如，针刺非织造企业用户大部分分布于中小城市或县城周边，交通不太发达，当需进行功能改变时，只能请原生产厂家进行技术改造，这就需要浪费用户大量的时间和精力对状态监测系统进行功能更新，影响状态监测技术在非织造企业的推广，也不利于企业对设备运行状态的了解，从而影响企业的正常生产。

本发明为此提供了一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统，用户可以按照本发明远程更新的流程步骤(图2，图3所示)，一步步的根据用户自身对功能和性能的新要求，进行功能的远程更新，最终确定出完全符合要求的新功能，这样用户可以完全不依赖生产厂家就可以实现针对自身需求的更新，提高非织造企业信息化水平，保证企业的正常生产。

本发明的特点和有益的效果在于：依据本发明建立的一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统，能够充分利用高速发展的软硬件技术及网络优势，异地用户可以大幅降低针刺机在线监测系统技术升级成本，缩短针刺机在线监测系统技术更新时间，同时也能减少相关人员的工作量，使系统可随时保证技术的领先性。

本说明未述及之处适用于现有技术。

Claims (1)

1.一种具有远程更新功能的针刺机状态监测系统，其特征为包括中央控制模块1，现场更新模块2，远程更新模块3，通讯模块4，驱动程序模块5，状态监测模块6，现场系统总线7与远程系统总线8按照相应的连接方式相连接组成；其中，中央控制模块1包括高性能微处理器11和其外围电路模块12，中央控制模块1主要完成系统自检与初始化、参数设置、数据协调、多任务规划、人机交互、程序运行报警、用户自定义功能扩展和系统帮助等任务；现场更新模块2包括用户信息单元21、现场管理单元22、现场控制单元23、现场信息存储单元24、现场监控单元25、现场更新模块局部总线26，现场更新模块2与现场系统总线7通过现场更新模块局部总线26相连；远程更新模块3包括用户信息验证单元31、远程管理单元32、远程控制单元33、远程信息存储单元34、远程更新模块局部总线35，远程更新模块3与远程系统总线8通过远程更新模块局部总线35相连；现场系统总线7与远程系统总线8通过通讯模块4相连；通讯模块4与中央控制模块1通过现场系统总线7共用一个高性能微处理器11，包括工业用RS485接口芯片及接口、USB2.0接口芯片及接口，以太网接口芯片及接口；驱动程序模块5与中央控制模块1通过现场系统总线7共用一个高性能微处理器11，包括各种硬器件的驱动程序与驱动芯片；状态监测模块6包括传感器阵列61、信号采集单元62、特征信号提取单元63、信号分析单元64、状态监测模块局部总线65，状态监测模块6与现场系统总线7通过状态监测模块局部总线65相连。