CN107888454A - 一种基于物联网的伺服驱动器监控系统 - Google Patents

一种基于物联网的伺服驱动器监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的伺服驱动器监控系统，包括伺服驱动器监控服务中心和上位机监控中心，所述伺服驱动器监控服务中心对多个伺服驱动器运行状态进行采集或者接收所述上位机监控中心的控制指令进行动态参数配置，所述上位机监控中心与多台所述伺服驱动器构成无线星型监控网络，所述上位机监控中心对多台伺服驱动器进行数据状态监测、故障分析以及处理控制，所述上位机监控中心通过可视化界面对所述伺服驱动器的位置、速度参数动态配置，从而调整伺服驱动器运行状态。本发明构建无线星型伺服驱动器监控网络，同时监控多台伺服驱动器运行状态或集中管理，降低系统复杂度，便于系统更新维护。

Description

一种基于物联网的伺服驱动器监控系统
技术领域
本发明涉及到伺服控制领域，尤其涉及到基于物联网的伺服驱动器监控系统。
背景技术
随着工业4.0的发展，智能制造、智慧工厂、智慧生产成为研究热点，物联网技术在这些领域蕴含着巨大的商用价值。
目前，基于物联网技术的伺服监控系统发展现状为：
申请号为CN201110161205.4、发明名称为“伺服驱动系统的监控系统”的专利申请提出了一种支持EtherCAT总线的伺服驱动监控系统，应用模块所发出对于伺服驱动系统的监控和调试信息通过过程数据影像XML解析模块解读和应用通信协议模块的协议支持，再通过EtherCAT驱动模块和网卡驱动模块传递到所述的伺服驱动系统。该监测系统未引入物联网技术，不支持动态接入伺服监控终端，系统灵活性相对较差，存在局限性。
申请号为CN201210207210.9、发明名称为“伺服电机无线视频控制装置”采用无线视频实现有障碍100m无线视频遥控伺服电机的功能。该装置通过上位机监控软件，可观察工作现场伺服电机实际运行视频及简单电机指令控制。该装置无法监控伺服驱动器运行态参数，也无法完成故障诊断或系统关键组件更新。
申请号为CN201410652542.7、发明名称为“一种无线远程伺服电机制动保护装置”通过无线传输技术实时采集伺服电机工作电压、电流及伺服电机主轴位置参数，从而有效监控伺服电机运行状态，使在出现主轴偏离、过热等情况下，能够及时制动电机，以避免故障的发生，避免电机损伤，造成人力财力的损失。该装置粗粒度保护了电机，避免电机损坏，但是无法监控驱动器关键参数的运行态变化，无法从更深层次查找分析故障来源，也无法协助工程调试人员测试。
虽然物联网技术已经在伺服驱动系统中得到应用，伺服驱动监控方案也已经有所发展，但是显示还存在着较大的局限性。作为伺服驱动辅助系统，目前仍不存在功能较完善的无线伺服驱动监控系统，用于监控伺服驱动器运行状态，参数配置，故障分析、诊断、优化等。本专利基于物联网技术设计一套具备状态监测、故障诊断等功能的伺服驱动器监控系统，以达到实时监测伺服驱动器的运行状态，提高故障分析效率，同时为工程师们现场或远程调试提供方便，提高工作效率。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于物联网的伺服驱动器监控系统。
为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：
一种基于物联网的伺服驱动器监控系统，其特征在于，包括伺服驱动器监控服务中心和上位机监控中心，所述伺服驱动器监控服务中心对多个伺服驱动器运行状态进行采集或者接收所述上位机监控中心的控制指令进行动态参数配置，所述上位机监控中心与多台所述伺服驱动器构成无线星型监控网络，所述上位机监控中心对多台伺服驱动器进行数据状态监测、故障分析以及处理控制，所述上位机监控中心通过可视化界面对所述伺服驱动器的位置、速度参数动态配置，从而调整伺服驱动器运行状态。
上述技术方案中，还包括手持终端，所述手持终端通过动态识别或者二维扫码的方式监控所述伺服驱动器。
上述技术方案中，所述伺服驱动器监控服务中心通过实时采集单元获取伺服驱动器的运行状态，通过应用层协议封装从实时采集单元获取的数据，然后调用蓝牙驱动，将伺服驱动器的运行信息推送至蓝牙4.0模块，蓝牙4.0模块则向外广播数据包；所述上位机监控中心通过蓝牙4.0模块与所述伺服驱动器监控服务中心连接，所述上位机监控中心接收并处理蓝牙4.0模块的广播数据包，并以可视化的方式显示出。
上述技术方案中，所述上位机监控中心具有故障分析库，基于先验知识对故障进行自恢复，对无法自恢复故障进行故障告警，现场状态保存并存储。
上述技术方案中，所述伺服驱动器监控服务中心以共享内存或者基于消息传递的方式，通过实时采集单元与伺服驱动器交互，实时获取伺服驱动器运行过程中状态信息，通过参数配置单元向伺服驱动器发送配置信息。
上述技术方案中，所述上位机监控中心通过网络、短信或语音方式向指定用户转发异常信息，及时提醒设备或系统维护人员。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明基于无线隔离监控数据流与工业控制数据流，避免相互影响干扰；物联网伺服驱动监控系统的组网或移动监控接入灵活、便捷，便于系统维护及调试；手持终端的无线移动监控接入，这给现场调试人员提供便利，使现场调试人员更直观的获取参数，更改配置及系统优化。
此外，本发明构建无线星型伺服驱动器监控网络，同时监控多台伺服驱动器运行状态或集中管理，降低系统复杂度，便于系统更新维护；基于先验知识的故障分析及诊断，实现故障自恢复；对无法自恢复故障进行故障告警，现场状态保存并存储；实时跟踪伺服驱动运行时状态信息及预测状态变化，达到对潜在故障预警目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明的无线移动监控动态接入示意图；
图2为本发明的无线星型监控网示意图；
图3为本发明的伺服监控系统的结构示意图；
图4为本发明的伺服监控服务中心的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1为本发明的无线移动监控动态接入示意图；即通过手持终端完成对单台伺服驱动器监控，手持终端能够通过动态识别，二维码扫描等方式，有针对性的监控伺服驱动器。图2为本发明的无线星型监控网示意图；结合图1和图2，本发明的上位机监控中心与多台伺服驱动器构成无线星型监控网络，上位机监控中心完成对多台伺服驱动器数据状态监测，故障分析以及处理控制等。
图3为本发明的伺服监控系统的结构示意图；本发明的一种基于物联网的伺服驱动器监控系统，包括伺服驱动器监控服务中心和上位机监控中心，伺服驱动器监控服务中心对多个伺服驱动器运行状态进行采集或者接收上位机监控中心的控制指令进行动态参数配置，上位机监控中心对多台伺服驱动器进行数据状态监测、故障分析以及处理控制，上位机监控中心通过可视化界面对所述伺服驱动器的位置、速度参数动态配置，从而调整伺服驱动器运行状态。
伺服驱动器监控服务依托伺服驱动器软硬件完成伺服驱动器运行状态的采集，或接收上位机监控中心或手持终端下发的控制指令进行动态参数配置。
伺服监控服务中心作为伺服驱动器的监控单元，负责实时采集伺服驱动器运行状态，关键位置参数，如位置环参数、加速度环参数、电机反馈参数、故障码等；向手持终端或上位机监控中心实时发送采集到的数据。手持终端或上位机监控中心通过综合分析，评估伺服驱动系统的运动状态；不仅如此，手持终端或上位机监控中心能够通过可视化界面对伺服驱动器位置、速度等参数的动态可配置，从而调整伺服驱动器运行状态，使其运行状态更佳，这给伺服驱动系统调试带来极大方便，尤其在现场调试环境。
下面以低功耗蓝牙4.0作为监控系统底层通信技术，介绍本发明伺服驱动器中伺服驱动器运行参数监测及动态配置过程，伺服监控服务结构示意图，如图4所示。由图4可知，本发明的伺服监控服务中心以共享内存或基于消息传递等方式，通过实时采集单元与伺服驱动模块交互，实时获取伺服驱动器运行过程中状态信息；通过参数配置单元向伺服驱动器模块发送配置信息。
伺服驱动器监控服务中心通过实时采集单元获取伺服驱动器的运行状态，通过应用层协议封装从实时采集单元获取的数据，然后调用蓝牙驱动，把伺服驱动器运行信息推送至蓝牙4.0模块，蓝牙4.0模块则向外广播数据包。手持终端或上位机监控中心接收并处理蓝牙4.0模块的广播数据包，并以可视化的方式显示出。而完成该过程的前提条件是手持终端或上位机监控中心通过蓝牙与伺服驱动器建立连接。
若手持终端或上位机监控中心已经通过蓝牙配对或二维码扫描等方式与伺服驱动器建立连接，其能够通过可视化界面实时查看伺服驱动器的运行状态信息，并根据实际情况，向驱动器发送配置信息。上位机监控中心通过蓝牙广播配置信息数据包，伺服驱动器中的蓝牙4.0模块接收到该数据包，并把数据包推送给伺服监控服务，伺服监控服务通过应用层协议解析数据包，进而根据数据包解析结果，通过参数配置单元对伺服驱动器模块推送配置信息。
上位机监控中心具有故障分析库，基于先验知识对故障进行自恢复，对无法自恢复故障进行故障告警，现场状态保存并存储。不仅如此，其能够通过实时跟踪伺服驱动运行时状态信息及预测状态变化，达到对潜在故障预警目的。
伺服驱动器监控服务中心以共享内存或者基于消息传递的方式，通过实时采集单元与伺服驱动器交互，实时获取伺服驱动器运行过程中状态信息，通过参数配置单元向伺服驱动器发送配置信息。
手持终端或上位机监控中心能够检测伺服驱动器固件版本，进行伺服驱动器固件版本更新或升级。
上位机监控中心通过网络、短信或语音方式向指定用户转发异常信息，及时提醒设备或系统维护人员，具有远程报警功能。
本发明的上位机监控中心监测伺服电机运转过程中的震动、温度、电压、电流及位置等状态信息，避免伺服电机过载、温度过高等情况下电机损坏。
该监控系统不仅适用于单台驱动器，也适用于大规模部署的伺服电机驱动监控；不仅可以用于现场伺服驱动系统的调试和监控，也可以用于远程伺服驱动系统的监控和调试。客服工程师不必亲到现场即可调试好伺服驱动系统，为工程师们工作，提供便利，提高工作效率。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种基于物联网的伺服驱动器监控系统，其特征在于，包括伺服驱动器监控服务中心和上位机监控中心，所述伺服驱动器监控服务中心对多个伺服驱动器运行状态进行采集或者接收所述上位机监控中心的控制指令进行动态参数配置，所述上位机监控中心与多台所述伺服驱动器构成无线星型监控网络，所述上位机监控中心对多台伺服驱动器进行数据状态监测、故障分析以及处理控制，所述上位机监控中心通过可视化界面对所述伺服驱动器的位置、速度参数动态配置，从而调整伺服驱动器运行状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的伺服驱动器监控系统，其特征在于，还包括手持终端，所述手持终端通过动态识别或者二维扫码的方式监控所述伺服驱动器。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的伺服驱动器监控系统，其特征在于，所述伺服驱动器监控服务中心通过实时采集单元获取伺服驱动器的运行状态，通过应用层协议封装从实时采集单元获取的数据，然后调用蓝牙驱动，将伺服驱动器的运行信息推送至蓝牙4.0模块，蓝牙4.0模块则向外广播数据包；所述上位机监控中心通过蓝牙4.0模块与所述伺服驱动器监控服务中心连接，所述上位机监控中心接收并处理蓝牙4.0模块的广播数据包，并以可视化的方式显示出。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的伺服驱动器监控系统，其特征在于，所述上位机监控中心具有故障分析库，基于先验知识对故障进行自恢复，对无法自恢复故障进行故障告警，现场状态保存并存储。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的伺服驱动器监控系统，其特征在于，所述伺服驱动器监控服务中心以共享内存或者基于消息传递的方式，通过实时采集单元与伺服驱动器交互，实时获取伺服驱动器运行过程中状态信息，通过参数配置单元向伺服驱动器发送配置信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的伺服驱动器监控系统，其特征在于，所述上位机监控中心通过网络、短信或语音方式向指定用户转发异常信息，及时提醒设备或系统维护人员。
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