CN106020161A - 智能化机器设备管理系统 - Google Patents

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CN106020161A CN201610625313.5A CN201610625313A CN106020161A CN 106020161 A CN106020161 A CN 106020161A CN 201610625313 A CN201610625313 A CN 201610625313A CN 106020161 A CN106020161 A CN 106020161A
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吴云峰
沈兆冈
谢伟
黄劲
王阳
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    • G05B19/4183—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by data acquisition, e.g. workpiece identification
    • G—PHYSICS
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Abstract

一种智能化机器设备管理系统，包括云服务器、管理器、控制系统，所述管理器与云服务器通信连接，所述每个管理器与控制系统通信连接，所述每个控制系统与一机器设备连接；所述控制系统包括数据处理模块、三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块、通讯接口模块，各模块将采集的数据本地暂存到数据库，并上传给管理器，管理器将数据传送到云服务器。本发明的各个模块集成化，便于现场安装、操作和管理；可实时对机器设备的工作状态及工作环境的数据进行采集、分析并保存，安全可靠。

Description

智能化机器设备管理系统
技术领域
本发明涉及管理领域，尤其涉及一种智能化机器设备管理系统。
背景技术
随着自动化技术的发展，机器设备的种类也日益增多，如何系统的管理多种机器设备成为一个重要的课题。
智能化管理机器设备因其方便、高效的特点越来越被重视，但现在市场上的智能化管理系统存在如下缺点：
(1)现有的智能化管理系统，功能相对独立，集成度不高，例如电压、电流的检测是通过单独的模块完成、工作环境的检测是由分布独立的传感器来完成，缺少把这些功能集中到一个平台上的管理系统；
(2)现有的智能管理系统对机器设备多是通过监测发出告警信息，缺少对机器设备工作时的状态参数的采集，无法对机器设备的状态进行分析、保存，因此无法收集作为设备故障状态预分析的数据依据。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种智能化机器设备管理系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种智能化机器设备管理系统，包括云服务器、管理器、控制系统，所述多个管理器与云服务器通信连接，所述每个管理器与控制系统通信连接，所述每个控制系统与一机器设备连接。
所述控制系统包括数据处理模块、三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块、通讯接口模块；所述三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块、通讯接口模块分别与数据处理模块相连接。
所述通讯接口模块包括Ethernet接口、WiFi接口、RS485接口，所述三相电压/电流检测模块可直接检测机器设备的工作电压、工作电流，环境检测模块直接对工作环境进行检测并保存相关的检测数据，控制系统与机器设备间通过Ethernet或RS485接口进行通讯，控制系统和管理器之间通过Ethernet或WiFi接口进行通讯。
三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块等将采集的数据保存到数据库进行存储。
在控制系统中设置有操作系统，管理三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块的数据采集和存储，并通过通讯接口，实现与管理器的数据传输。
在机器设备中设置检测装置，检测装置实时检测机器设备的工作状态数据，所述控制系统通过Ethernet接口或RS485接口读取机器设备的工作状态数据。
管理器定时向控制系统下发数据上传命令，控制系统将数据库中保存的的数据传送给管理器，管理器将从数据库接收的数据传送到云服务器。
上述的智能化机器设备管理系统，其中，在所述三相电压/电流检测模块中设置有计量芯片，计量芯片中设置有对基波、谐波和全波的各项电参数进行测量的数字信号处理电路。
上述的智能化机器设备管理系统，其中，所述环境检测模块包括噪声传感器、粉尘传感器、温度传感器、湿度传感器、振动传感器。
上述的智能化机器设备管理系统，其中，所述环境检测模块还包括一报警模块，在环境检测模块中设置噪声、粉尘状况、温度、湿度的告警阈值。
上述的智能化机器设备管理系统，其中，所述操作系统采用嵌入式Linux系统。
上述的智能化机器设备管理系统，其中，所述数据库采用嵌入式SQLite数据库。
上述的智能化机器设备管理系统，其中，所述数据库与管理器之间的数据传输采用加密传输，所述加密传输采用非对称加密算法。
上述的智能化机器设备管理系统，其中，所述数据库与管理器之间的数据传输协议采用MQTT协议。
上述的智能化机器设备管理系统，其中，所述控制系统还包括只读存储器，用于存储机器设备的型号、车间号和位置信息。
本发明智能化机器设备管理系统可应用到工业、厂矿、能源等各种生产型领域，实现对机器设备的智能化管理。
本发明与现有技术相比，有以下优点和有益效果：
(1)本发明智能化机器设备管理系统的各个模块集成化，便于现场安装、操作和管理。
(2)通过本发明智能化机器设备管理系统可实时对机器设备的工作状态及工作环境的数据进行采集、分析并保存，这些数据可作为设备故障状态预分析的依据，也可作为分析改进生产工序、生产工艺等的依据；通过分析收集的数据，可根据设备的需求远程下发工作控制命令、参数等。
(3)本发明智能化机器设备管理系统的数据传输采用加密算法，可提高数据传输安全可靠性。
附图说明
图1是本发明智能化机器设备管理系统的结构示意图；
图2是本发明智能化机器设备管理系统的控制系统的结构示意图；
图3是本发明智能化机器设备管理系统的设备管理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细介绍。
请参见图1，本发明提供了一种智能化机器设备管理系统，包括云服务器、管理器、控制系统，管理器与云服务器通信连接，每个管理器与控制系统通信连接，每个控制系统与一机器设备连接。
请参见图2、图3，控制系统包括数据处理模块、三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块、通讯接口模块；三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块、通讯接口模块分别与处理器相连接。
通讯接口模块包括Ethernet接口、WiFi接口、RS485接口，三相电压/电流检测模块可直接检测机器设备的工作电压、工作电流，环境检测模块直接对工作环境进行检测并保存相关的检测数据，控制系统与机器设备间通过Ethernet或RS485接口进行通讯，控制系统和管理器之间通过Ethernet或WiFi接口进行通讯。
三相电压/电流检测模块中设置有计量芯片，计量芯片中设置有对基波、谐波和全波(基波+谐波)的各项电参数进行测量的数字信号处理电路，可以测量各相及合相的各功率参数，包括基波、谐波、全波的各个有功功率、无功功率和视在功率，还可以检测各相电流及电压有效值、功率因数、相角等参数。
环境检测模块包括噪声传感器、粉尘传感器、温度传感器、湿度传感器、振动传感器，噪声传感器、粉尘传感器、温度传感器、湿度传感器分别用于检测工作现场的噪声、粉尘状况、温度、湿度，可实时检测工作现场的环境状态，振动传感器用于实时检测工作机器的工作状态。在环境检测模块中设置噪声、粉尘状况、温度、湿度的告警阈值。
模拟与数字信号量输入输出模块分别用于外设的模拟、数字输入量的检测及输出控制。
采集数据保存到数据库，数据库采用嵌入式SQLite数据库，SQLite是轻型的关系型数据库管理系统，占用资源低，具有系统开销小、检索效率高的特性，且无须独立运行数据库的引擎，由程序直接调用相应的API去实现对数据的存取操作。
三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块将采集的数据传送给数据库进行存储。
在控制系统中设置有操作系统，操作系统采用嵌入式Linux操作系统，操作系统管理三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块的数据采集和存储，并通过通讯接口，实现与管理器的数据传输。
在机器设备中设置检测装置，检测装置实时检测机器设备的工作状态数据，控制系统通过Ethernet接口或RS485接口读取机器设备的工作状态数据。
管理器定时向控制系统下发数据上传命令，控制系统将数据库中保存的数据传送给管理器，管理器将从数据库接收的数据传送到云服务器。
数据库与管理器之间的数据传输采用加密传输，加密传输采用非对称加密算法，数据库与管理器之间的数据传输协议采用MQTT协议。
本发明智能化机器设备管理系统可应用到工业、厂矿、能源等各种生产型领域，实现对机器设备的智能化管理。
本发明与现有技术相比，有以下优点和有益效果：
(1)本发明智能化机器设备管理系统的各个模块集成化，便于现场安装、操作和管理。
(2)通过本发明智能化机器设备管理系统可实时对机器设备的工作状态及工作环境的数据进行采集、分析并保存，这些数据可作为设备故障状态预分析的依据，也可作为分析改进生产工序、生产工艺等的依据；通过分析收集的数据，可根据设备的需求远程下发工作控制命令、参数等。
(3)本发明智能化机器设备管理系统的数据传输采用加密算法，可提高数据传输安全可靠性。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (9)

1.一种智能化机器设备管理系统，其特征在于，包括云服务器、管理器、控制系统，所述管理器与云服务器通信连接，所述每个管理器与控制系统通信连接，所述每个控制系统与一机器设备连接；
所述控制系统包括数据处理模块、三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入检测模块、通讯接口模块；所述三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块、通讯接口模块等分别与数据处理模块相连接；
所述通讯接口模块包括Ethernet接口、WiFi接口、RS485接口，所述三相电压/电流检测模块可直接检测机器设备的工作电压、工作电流，环境检测模块直接对工作环境进行检测并保存相关的检测数据，控制系统与机器设备间通过Ethernet或RS485接口进行通讯，控制系统与管理器之间通过Ethernet或WiFi接口进行通讯；
三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块等将采集的数据保存到数据库进行存储；
在控制系统中设置有操作系统，管理三相电压/电流检测模块、环境检测模块、模拟与数字信号量输入输出模块的数据采集和存储，并通过通讯接口，实现与管理器的数据传输；
在机器设备中设置检测装置，检测装置实时检测机器设备的工作状态数据，所述控制系统通过Ethernet接口或RS485接口读取机器设备的工作状态数据；
管理器定时向控制系统下发数据上传命令，控制系统将数据库中保存的的数据传送给管理器，管理器将从数据库接收的数据传送到云服务器。
2.根据权利要求1所述的智能化机器设备管理系统，其特征在于，在所述三相电压/电流检测模块中设置有计量芯片，计量芯片中设置有对基波、谐波和全波的各项电参数进行测量的数字信号处理电路。
3.根据权利要求1所述的智能化机器设备管理系统，其特征在于，所述环境检测模块包括噪声传感器、粉尘传感器、温度传感器、湿度传感器、振动传感器。
4.根据权利要求3所述的智能化机器设备管理系统，其特征在于，所述环境检测模块还包括一报警模块，在环境检测模块中设置噪声、粉尘状况、温度、湿度的告警阈值。
5.根据权利要求1所述的智能化机器设备管理系统，其特征在于，所述操作系统采用嵌入式Linux系统。
6.根据权利要求1所述的智能化机器设备管理系统，其特征在于，所述数据库采用嵌入式SQLite数据库。
7.根据权利要求1所述的智能化机器设备管理系统，其特征在于，所述数据库与管理器之间的数据传输采用加密传输，所述加密传输采用非对称加密算法。
8.根据权利要求7所述的智能化机器设备管理系统，其特征在于，所述数据库与管理器之间的数据传输协议采用MQTT协议。
9.根据权利要求1所述的智能化机器设备管理系统，其特征在于，所述控制系统还包括只读存储器，用于存储机器设备的型号、车间号和位置信息。
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