CN104624117A - 一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统及检测方法 - Google Patents

一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统及检测方法，包括多组信号检测装置、上位机通信模块、上位机和报警模块，每组信号检测装置包括电磁铁模块、发电模块、电源管理模块和下位机通信模块；所述上位机用于定期依次对各个所述下位机通信模块发送查询指令，还用于根据否接收到各下位机通信模块返回的应答信号，判断相应的信号检测装置所检测的搅拌机处于正常状态或故障状态。本发明的有益效果是：克服了传统采用人工巡视搅拌机的工作状态带来的浪费大量的人力和物力，同时简化了车间布线和带来维护方便。该系统设计具有原理简单、容易实现和检测精度高等特点，对于提高工业自动化水平和节约能源具有重要的意义。

Description

一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及工业生产自动化检测领域，具体涉及一种搅拌生产线无源自动检测系统及检测方法。
背景技术
生产自动检测技术在生产和生活领域有着广阔的应用前景。在生产领域，实现生产自动检测是工业过程控制的一项关键技术，对于提高工业生产自动化水平具有重大的意义。在工业生产中，某些环节需要搅拌物料，通常采用电动机通过皮带带动多个搅拌机来搅拌物料，然而皮带是属于耗材，它的使用寿命短，经常断裂。在流水线生产线，常用一个电动机带动多个搅拌机，若有一个搅拌机停止工作，则影响整条生产线工作。
目前许多工厂采用人工实时巡视皮带的好坏，这样浪费大量人力和物力。还有通过接近开关检测采集搅拌机旋转信号给MCU进行信号处理，再通过信号线传输给终端，该方式原理简单，但需要外部电源给接近开关和MCU电路供电，同时需要大量的电线，给车间带来布线巨大的困难和电能的浪费,同时维护很复杂。
发明内容
为解决上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种搅拌生产线无源自动检测系统及检测方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统，包括多组信号检测装置、上位机通信模块、上位机和报警模块，每组信号检测装置包括电磁铁模块、发电模块、电源管理模块和下位机通信模块；
所述电磁铁模块安装于搅拌机的轴承上，其用于随所述搅拌机的转动而转动，转动过程中产生变化的磁场；
所述发电模块固定在所述变化的磁场中，其用于通过所述变化的磁场产生电压，并将所述电压发送给电源管理模块；
所述电源管理模块，其用于对所述电压进行储能和稳压处理，进而提供给所述下位机通信模块；
所述下位机通信模块，其用于接收电源管理模块发送的电压，还用于根据上位机通信模块发送的查询指令返回应答信号；
所述上位机通信模块，其用于建立下位机通信模块与上位机之间的通信通道；
所述上位机，其用于定期依次对各个所述下位机通信模块发送查询指令，还用于根据否接收到各下位机通信模块返回的应答信号，判断相应的信号检测装置所检测的搅拌机处于正常状态或故障状态，并且实时显示各台搅拌机的的工作状态，定位出出故障的搅拌机，同时向报警模块发送报警指令；
所述报警模块，其用于根据上位机发送的报警指令进行报警。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种搅拌生产线无源自动检测系统，克服了传统采用人工巡视搅拌机的工作状态带来的浪费大量的人力和物力，同时简化了车间布线和带来维护方便。该系统设计具有原理简单、容易实现和检测精度高等特点，对于提高工业自动化水平和节约能源具有重要的意义。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述电源管理模块包括储能电路和稳压电路；
所述储能电路，其用于储存发电模块发送来的电能；
所述稳压电路，其用于将储能电路储存的电能转化成稳定的+3.3V电压，并将稳定的+3.3V电压输送给所述下位机通信模块供电。
进一步，所述下位机通信模块和上位机通信模块均采用Zigbee通信。
进一步，所述下位机通信模块工作初始状态处于接收信号模式。
采用上述进一步方案的有益效果：下位机通信模块工作初始状态处于接收信号模式可降低功耗。
进一步，所述发电模块包括U形磁铁、导磁块和线圈，所述U形磁铁和导磁块处于同一平面相对设置，所述线圈缠绕在所述导磁块上，所述线圈将电压发送给电源管理模块。
进一步，所述上位机每隔30s依次对各个所述下位机通信模块发送查询指令。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于搅拌生产线的无源自动检测方法，包括如下步骤：
步骤1,安装于搅拌机的轴承上的电磁铁模块随所述搅拌机的转动而转动，转动过程中产生变化的磁场；
步骤2，固定在所述变化的磁场中的发电模块通过所述变化的磁场产生电压，并将所述电压发送给电源管理模块；
步骤3，所述电源管理模块对所述电压进行稳压处理，进而提供给所述下位机通信模块；
步骤4，所述下位机通信模块,接收电压；
步骤5，上位机通过上位机通信模块定期依次对各个所述下位机通信模块发送查询指令；
步骤6，所述各下位机通信模块根据查询指令返回应答信号；
步骤7，所述上位机根据是否接收到各下位机通信模块返回的应答信号，判断相应的信号检测装置所检测的搅拌机处于正常状态或故障状态，并且实时显示各台搅拌机的的工作状态和定位出出故障的搅拌机，同时向报警模块发送报警指令；
步骤8，所述报警模块，其用于根据上位机发送的报警指令进行报警。
进一步，所述步骤3的具体实现为:
步骤31,接收电压并存储；
步骤32,将电压转化成稳定的+3.3V电压。
进一步，所述上位机每隔30s通过上位机通信模块依次对各个所述下位机通信模块发送查询指令。
附图说明
图1是本发明所述一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统框图；
图2是本发明所述一种用于搅拌生产线的无源自动检测方法流程图；
图3是本发明专利的发电模块的结构图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、电磁铁模块，2、发电模块，3、电源管理模块，4、下位机通信模块，5、上位机通信模块，6、上位机，7、报警模块，8、U形磁铁，9、导磁块，10、线圈，31、储能电路，32、稳压电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1和2所示，一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统，包括多组信号检测装置、上位机通信模块5、上位机6和报警模块7，每组信号检测装置包括电磁铁模块1、发电模块2、电源管理模块3和下位机通信模块4。
所述电磁铁模块1安装于搅拌机的轴承上，其用于随所述搅拌机的转动而转动，转动过程中产生变化的磁场；
所述发电模块2固定在所述变化的磁场中，其用于通过所述变化的磁场产生电压，并将所述电压发送给电源管理模块3。
所述电源管理模块3，其用于对所述电压进行稳压处理，进而发送给所述下位机通信模块4。
所述下位机通信模块4，其用于接收电源管理模块提供的电压，还用于根据上位机通信模块发送的查询指令返回应答信号。
所述上位机通信模块5，其用于建立下位机通信模块4与上位机6之间的通信通道。
所述上位机6，其用于定期依次对各个所述下位机通信模块4发送查询指令，还用于根据否接收到各下位机通信模块4返回的应答信号，判断相应的信号检测装置所检测的搅拌机处于正常状态或故障状态，并且实时显示各台搅拌机的的工作状态，定位出出故障的搅拌机，同时向报警模块发送报警指令；
所述报警模块7，其用于根据上位机6发送的报警指令进行报警。
每一条搅拌机生产线都设有一组信号检测装置，每一条生产线的搅拌机的轴承上都安装有所述电磁铁模块1，优选的,所述磁铁模块1采用磁铁固定在搅拌机的轴承上。所述电磁铁模块1随着所述搅拌机的转动而转动，所述电磁铁模块1转动产生变化的磁场，所述发电模块2固定在所述变化的磁场中。如图3所示，所述发电模块2包括U形磁铁8、导磁块9和线圈10，所述U形磁铁8和导磁块9处于同一平面相对设置，所述线圈10缠绕在所述导磁块9上。所述发电模块2通过所述变化的磁场产生的电压，所述线圈10将电压发送给电源管理模块3。
所述电源管理模块3包括储能电路31和稳压电路32。所述储能电路31用于储存发电模块2发送来的电能，所述稳压电路32用于将储能电路31储存的电能转化成稳定的+3.3V电压，并将稳定的+3.3V电压输送给所述下位机通信模块4供电。
所述上位机6定期依次对各个所述下位机通信模块4发送查询信号,优选的，上位机6每隔30s依次对各个所述下位机通信模块4发送查询信号。当所述下位机通信模块4接收到所述上位机模块5发来的查询信号时，所述下位机通信模块4为发送模式同时返回一个应答信号给所述上位机通信模块5，所述下位机通信模块4返回一个应答信号后处于接收模式，根据上位机通信模块5是否收到相应的应答信号，上位机6就可以判断出相应的搅拌机的工作状态是否正常。所述下位机通信模块工作初始状态处于接收信号模式来降低功耗。因为只有搅拌机正常工作的时候，才能提供稳定的+3.3V电压给所述下位机通信模块4供电，从而保证所述下位机通信模块4返回一个应答信号给所述上位机通信模块5。反之，如果搅拌机出现故障的时候，上位机通信模块5就不能收到相应的应答信号,上位机6则可以判断出下位机通信模块4对应的搅拌机发生故障。
同时上位机通信模块5实时显示各台搅拌机的的工作状态，定位出出故障的搅拌机，并向报警模块发送报警指令。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统，其特征在于，包括多组信号检测装置、上位机通信模块(5)、上位机(6)和报警模块(7)，每组信号检测装置包括电磁铁模块(1)、发电模块(2)、电源管理模块(3)和下位机通信模块(4)；
所述电磁铁模块(1)安装于搅拌机的轴承上，其用于随所述搅拌机的转动而转动，转动过程中产生变化的磁场；
所述发电模块(2)固定在所述变化的磁场中，其用于通过所述变化的磁场产生电压，并将所述电压发送给电源管理模块(3)；
所述电源管理模块(3)，其用于对所述电压进行储能和稳压处理，进而提供给所述下位机通信模块(4)；
所述下位机通信模块(4)，其用于接收电源管理模块提供的电压，还用于根据上位机通信模块发送的查询指令返回应答信号；
所述上位机通信模块(5)，其用于建立下位机通信模块(4)与上位机(6)之间的通信通道；
所述上位机(6)，其用于定期依次对各个所述下位机通信模块(4)发送查询指令，还用于根据否接收到各下位机通信模块(4)返回的应答信号，判断相应的信号检测装置所检测的搅拌机处于正常状态或故障状态，并且实时显示各台搅拌机的的工作状态，定位出出故障的搅拌机，同时向报警模块发送报警指令；
所述报警模块(7)，其用于根据上位机(6)发送的报警指令进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统，其特征是：所述电源管理模块(3)包括储能电路(31)和稳压电路(32)；
所述储能电路(31)，其用于储存发电模块(2)发送来的电能；
所述稳压电路(32)，其用于将储能电路(31)储存的电能转化成稳定的+3.3V电压，并将稳定的+3.3V电压输送给所述下位机通信模块(4)供电。
3.根据权利要求1所述的一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统，其特征是：所述下位机通信模块(4)和上位机通信模块(5)均采用Zigbee通信。
4.根据权利要求1所述的一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统，其特征是：所述下位机通信模块(4)工作初始状态处于接收信号模式。
5.根据权利要求1所述的一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统，其特征是：所述发电模块(2)包括U形磁铁(8)、导磁块(9)和线圈(10)，所述U形磁铁(8)和导磁块(9)处于同一平面相对设置，所述线圈(10)缠绕在所述导磁块(9)上，所述线圈(10)将电压发送给电源管理模块(3)。
6.根据权利要求1所述的一种用于搅拌生产线的无源自动检测系统，其特征是：所述上位机(4)每隔30s依次对各个所述下位机通信模块(4)发送查询指令。
7.一种用于搅拌生产线的无源自动检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1,安装于搅拌机的轴承上的电磁铁模块(1)随所述搅拌机的转动而转动，转动过程中产生变化的磁场；
步骤2，固定在所述变化的磁场中的发电模块(2)通过所述变化的磁场产生电压，并将所述电压发送给电源管理模块(3)；
步骤3，所述电源管理模块(3)对所述电压进行稳压处理，进而提供给所述下位机通信模块(4)；
步骤4，所述下位机通信模块(4),接收电压；
步骤5，上位机(6)通过上位机通信模块(5)定期依次对各个所述下位机通信模块(4)发送查询指令；
步骤6，所述各下位机通信模块(4)根据查询指令返回应答信号；
步骤7，所述上位机(6)根据是否接收到各下位机通信模块(4)返回的应答信号，判断相应的信号检测装置所检测的搅拌机处于正常状态或故障状态，并且实时显示各台搅拌机的的工作状态和定位出出故障的搅拌机，同时向报警模块发送报警指令；
步骤8，所述报警模块(7)，其用于根据上位机(6)发送的报警指令进行报警。
8.根据权利要求7所述的一种用于搅拌生产线的无源自动检测方法，其特征在于，所述步骤3的具体实现为:
步骤31,接收电压并存储；
步骤32,将电压转化成稳定的+3.3V电压。
9.根据权利要求7所述的一种用于搅拌生产线的无源自动检测方法，其特征在于，所述上位机(6)每隔30s通过上位机通信模块(5)依次对各个所述下位机通信模块(4)发送查询指令。
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