CN108020785A - 一种基于微型主机的电机故障预测系统及数据管理方法 - Google Patents

Abstract

一种基于微型主机的电机故障预测系统及数据管理方法，该系统包括电机故障监测模块、电机故障预测模块，本发明利用电机故障特征库对电机运行故障进行预测预判；电机故障特征库主要是由各电机故障监测模块上报电机故障数据而生成，并且故障特征库数据可以被各电机故障预测模块共享。电机故障预测系统主要基于微型主机实现，具有性价比高，安装部署简便，可扩展等优点，该系统的实现有助于降低企业因电机故障而发生停机停车事故的几率。

Description

一种基于微型主机的电机故障预测系统及数据管理方法

技术领域

本发明涉及一种数据管理方法，特别涉及微型主机的电机数据管理技术领域。

背景技术

交流异步电机是我国工业企业设备的原动力，广泛应用在电力、石油、化工、冶金、建材等领域。很多大型石油、化工、石化生产装置中的关键电机，一旦出现停机故障，将导致全厂停产，其经济损失十分巨大。但目前对电机的维护主要是定期维护和故障后维修。传统的维修模式容易造成维修过量和维修不足，从而导致维修成本增加，降低设备使用寿命，严重时将导致发生严重的停机或损坏事故，与设备维护的初衷相违背，因此，在日常企业生产过程中，电机故障预测显得尤为重要。

微型主机基于工业ARM主板，该控制器具有体积小、成本低、扩展能力强等特点。其体积仅有一个卡片大小，将配置D/MicroSD卡为内存硬盘，1/2/4个 USB 接口和一个10/100以太网接口，可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和 HDMI 高清视频输出接口，具备有 PC 的基本功能，可以处理复杂的计算任务。

微型主机与PC相比，具有如下优势：1）体积小、功耗低、价格低廉；2）安装部署简便；3）支持可扩展。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于微型主机的电机故障预测系统。

本发明包括电机故障监测模块和电机故障预测模块。

本发明的电机故障监测模块包括电能数据采集模块、无线传输发射模块、无线传输接收模块、微型主机数据存储模块、电能数据显示模块、故障报警显示模块；电能数据采集模块的数据信号输出端通过RS485通信协议与无线传输发射模块连接，无线传输发射模块与无线传输接收模块相连接，将电能数据采集模块采集的电机电能数据以无线433MHZ频段传递给无线传输接收模块；无线传输接收模块通过RS485通信协议与微型主机数据存储模块相连接，无线传输接收模块将无线传输发射模块传递的电能数据通过RS485通信协议传送给微型主机数据存储模块；微型主机数据存储模块分别与电能数据显示模块、故障报警显示模块相连接，微型主机数据存储模块将无线传输接收模块传送的电能数据存在微型主机数据库中，同时通过电能数据显示模块显示电机实时用电数据，如果电机有故障，则通过故障报警显示模块显示电机最新故障报警信息；电能数据显示模块用于显示微型主机数据存储模块接收到的电机电能实时数据；故障报警显示模块用于显示微型主机数据存储模块接收到的电机最新报警数据。

本发明的电机故障预测模块包括微型主机故障数据同步模块、服务器数据同步模块、电机故障数据存储及共享模块、电机故障特征库模块、电机故障预测及显示模块；电机故障特征库模块通过微型主机故障数据同步模块与服务器数据同步模块连接，电机故障特征库模块的信号输出端连接电机故障预测及显示模块，服务器数据同步模块与电机故障数据存储与共享模块连接；微型主机故障数据同步模块将从微型主机数据存储模块中的微型主机数据库中提取的本电机最新故障数据，通过局域网上传至服务器数据同步模块，同时，也将同步下载的其他电机故障数据传递给电机故障特征库模块；服务器数据同步模块将电机故障数据传递给电机故障数据存储与共享模块，由该模块完成数据存储，电机故障数据存储与共享模块同时为服务器数据同步模块提供电机故障数据提取；电机故障特征库模块用于接收微型主机故障数据同步模块下载的电机故障数据，同时为电机故障预测及显示模块提供故障分析及预测数据源。电机故障预测及显示模块用于从电机故障特征库模块中抽取电机故障特征数据，根据特征数据进行本电机故障预测预判，并显示预测结果。

通过以上系统，本发明一方面实现了电机运行状态的在线监测，同时，利用各电机综合生产的电机故障特征库数据，对电机可能出现的故障进行预测预判；该系统的实现基于微型主机，微型主机与传统PC相比，具有性价比高、安装部署简便，可扩展等优点。

本发明还提出基于微型主机的电机故障数据管理方法。

本发明方法包括以下步骤：

1）电能数据采集模块先对电机电能数据进行实时采集，通过RS485通信协议，将电能数据传递给无线传输发射模块；

2）无线传输发射模块将收到的电能数据通过无线433MHZ频段传递给无线传输接收模块；

3）无线传输接收模块通过RS485通信协议将数据传递给微型主机数据存储模块；

4）微型主机数据存储模块将接收到的电能数据存储在微型主机数据库中，并生成本地电机电能数据存储，同时微型主机数据存储模块将电能数据传递给电能数据显示模块；

当电能数据中有电机故障数据时，微型主机数据存储模块则将电机故障数据传递给故障报警显示模块；

电能数据显示模块将显示本电机实时电能数据信息，便于现场工作人员实时查看；而故障报警显示模块将显示本电机最新故障数据信息，便于现场工作人员实时查看。

5）微型主机故障数据同步模块定期从微型主机数据存储模块的微型主机数据库中抽取电机最新故障数据，通过局域网上报至服务器数据同步模块；服务器数据同步模块将收到的电机故障数据传递给电机故障数据存储及共享模块，电机故障数据存储及共享模块完成电机故障数据的汇总存储；

微型主机故障数据同步模块定期向服务器数据同步模块请求其他电机故障数据；服务器数据同步模块根据请求将从电机故障数据存储及共享模块中提取相关电机故障数据，并消息通知微型主机故障数据同步模块下载该数据；微型主机故障数据同步模块将下载其他电机故障数据，并传递给电机故障特征库模块，生成电机故障特征数据存储；

6）电机故障预测及显示模块根据电机故障特征数据存储，进行本电机故障预测预判，并显示预测预判结果。

本发明提出的利用电机故障特征库对电机运行故障进行预测预判的数据管理方法，电机故障特征库主要是由各电机故障监测模块上报电机故障数据而生成，并且故障特征库数据可以被各电机故障预测模块共享。电机故障预测系统主要基于微型主机实现，具有性价比高，安装部署简便，可扩展等优点。

附图说明

图1为本发明的电机故障监测模块结构示意图。

图2为本发明的电机故障预测系统的电机故障预测模块结构示意图。

图3为本发明之方法的流程图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明的基于微型主机的电机故障预测系统主要由电机故障监测模块1和电机故障预测模块2组成。

电机故障监测模块1主要由电能数据采集模块1-1、无线传输发射模块1-2、无线传输接收模块1-3、微型主机数据存储模块1-4、电能数据显示模块1-5和故障报警显示模块1-6组成。

电能数据采集模块1-1的数据信号输出端通过RS485通信协议与无线传输发射模块1-2相连接，无线传输发射模块1-2与无线传输接收模块1-3相连接，将电能数据采集模块1-1采集的电机电能数据以无线433MHZ频段传递给无线传输接收模块1-3。

无线传输接收模块1-3通过RS485通信协议与微型主机数据存储模块1-4相连接，无线传输接收模块1-3将无线传输发射模块1-2传递的电能数据通过RS485通信协议传送给微型主机数据存储模块1-4。

微型主机数据存储1-4模块分别与电能数据显示模块1-5、故障报警显示模块相1-6连接，微型主机数据存储模块1-4将无线传输接收模块1-3传送的电能数据存在微型主机数据库中，同时通过电能数据显示模块1-5显示电机实时用电数据。如果电机有故障，则通过故障报警显示模块1-6显示电机最新故障报警信息。故障报警显示模块1-6用于显示微型主机数据存储模块1-4接收到的电机最新报警数据。

电机故障预测模块2主要由微型主机故障数据同步模块2-1、服务器数据同步模块2-2、电机故障数据存储及共享模块2-3、电机故障特征库模块2-4和电机故障预测及显示模块2-5组成。

电机故障特征库模块2-4通过微型主机故障数据同步模块2-1与服务器数据同步模块2-2连接，电机故障特征库模块2-4的信号输出端连接电机故障预测及显示模块2-5，服务器数据同步模块2-2与电机故障数据存储与共享模块2-3连接。

微型主机故障数据同步模块2-1将从微型主机数据存储模块1-4中的微型主机数据库中提取的本电机最新故障数据，通过局域网上传至服务器数据同步模块2-2，同时，也将同步下载的其他电机故障数据传递给电机故障特征库模块2-4；

服务器数据同步模块2-2将电机故障数据传递给电机故障数据存储与共享模块2-3，由该模块完成数据存储，电机故障数据存储与共享模块2-3同时为服务器数据同步模块2-2提供电机故障数据提取。

电机故障特征库模块2-4用于接收微型主机故障数据同步模块2-1下载的电机故障数据，同时为电机故障预测及显示模块2-5提供故障分析及预测数据源。电机故障预测及显示模块2-5用于从电机故障特征库模块2-4中抽取电机故障特征数据，根据特征数据进行本电机故障预测预判，并显示预测结果。

本发明基于微型主机的电机故障数据管理方法包括以下步骤：

1）电能数据采集模块1-1先对电机电能数据进行实时采集，通过RS485通信协议，将电能数据传递给无线传输发射模块1-2。

2）无线传输发射模块1-2将收到的电能数据通过无线433MHZ频段传递给无线传输接收模块1-3。

3）无线传输接收模块1-3通过RS485通信协议将数据传递给微型主机数据存储模块1-4。

4）微型主机数据存储模块1-4将接收到的电能数据存储在其内部的微型主机数据库中，并生成本地电机电能数据存储，同时微型主机数据存储模块1-4将电能数据传递给电能数据显示模块1-5。

当电能数据中有电机故障数据时，微型主机数据存储模块1-4则将电机故障数据传递给故障报警显示模块1-6。

电能数据显示模块1-5将显示本电机实时电能数据信息，便于现场工作人员实时查看。而故障报警显示模块1-6将显示本电机最新故障数据信息，便于现场工作人员实时查看。

5）微型主机故障数据同步模块2-1定期从微型主机数据存储模块1-4的微型主机数据库中抽取电机最新故障数据，通过局域网上报至服务器数据同步模块2-2。服务器数据同步模块2-2将收到的电机故障数据传递给电机故障数据存储及共享模块2-3，电机故障数据存储及共享模块2-3完成电机故障数据的汇总存储。

微型主机故障数据同步模块2-1定期向服务器数据同步模块2-2请求其他电机故障数据；服务器数据同步模块2-2根据请求将从电机故障数据存储及共享模块2-3中提取相关电机故障数据，并消息通知微型主机故障数据同步模块2-1下载该数据。微型主机故障数据同步模块2-1将下载其他电机故障数据，并传递给电机故障特征库模块2-4，生成电机故障特征数据存储。

6）电机故障预测及显示模块2-5根据电机故障特征数据存储，进行本电机故障预测预判，并显示预测预判结果。

本发明可以实现一种利用电机故障特征库对电机运行故障进行预测预判的数据管理方法；电机故障预测系统基于微型主机实现，具有性价比高，安装部署简便，可扩展等特点。

Claims (2)

1.一种基于微型主机的电机故障预测系统，其特征在于包括电机故障监测模块和电机故障预测模块；所述电机故障监测模块包括电能数据采集模块、无线传输发射模块、无线传输接收模块、微型主机数据存储模块、电能数据显示模块、故障报警显示模块；电能数据采集模块的数据信号输出端通过RS485通信协议与无线传输发射模块连接，无线传输发射模块与无线传输接收模块相连接；无线传输接收模块通过RS485通信协议与微型主机数据存储模块相连接，微型主机数据存储模块分别与电能数据显示模块、故障报警显示模块相连接，微型主机数据存储模块将无线传输接收模块传送的电能数据存在微型主机数据库中，同时通过电能数据显示模块显示电机实时用电数据，并通过故障报警显示模块显示电机最新故障报警信息；

所述电机故障预测模块包括微型主机故障数据同步模块、服务器数据同步模块、电机故障数据存储及共享模块、电机故障特征库模块、电机故障预测及显示模块；电机故障特征库模块通过微型主机故障数据同步模块与服务器数据同步模块连接，电机故障特征库模块的信号输出端连接电机故障预测及显示模块，服务器数据同步模块与电机故障数据存储与共享模块连接；微型主机故障数据同步模块将从微型主机数据存储模块中的微型主机数据库中提取的本电机最新故障数据，通过局域网上传至服务器数据同步模块，同时，也将同步下载的其他电机故障数据传递给电机故障特征库模块；服务器数据同步模块将电机故障数据传递给电机故障数据存储与共享模块，由该模块完成数据存储，电机故障数据存储与共享模块同时为服务器数据同步模块提供电机故障数据提取；电机故障特征库模块用于接收微型主机故障数据同步模块下载的电机故障数据，同时为电机故障预测及显示模块提供故障分析及预测数据源。电机故障预测及显示模块用于从电机故障特征库模块中抽取电机故障特征数据，根据特征数据进行本电机故障预测预判，并显示预测结果。

2.一种基于微型主机的电机故障数据管理方法，其特征在于包括以下步骤：

1）电能数据采集模块先对电机电能数据进行实时采集，通过RS485通信协议，将电能数据传递给无线传输发射模块；

2）无线传输发射模块将收到的电能数据通过无线433MHZ频段传递给无线传输接收模块；

3）无线传输接收模块通过RS485通信协议将数据传递给微型主机数据存储模块；

4）微型主机数据存储模块将接收到的电能数据存储在微型主机数据库中，并生成本地电机电能数据存储，同时微型主机数据存储模块将电能数据传递给电能数据显示模块；

当电能数据中有电机故障数据时，微型主机数据存储模块则将电机故障数据传递给故障报警显示模块；

5）微型主机故障数据同步模块定期从微型主机数据存储模块的微型主机数据库中抽取电机最新故障数据，通过局域网上报至服务器数据同步模块；服务器数据同步模块将收到的电机故障数据传递给电机故障数据存储及共享模块，电机故障数据存储及共享模块完成电机故障数据的汇总存储；

微型主机故障数据同步模块定期向服务器数据同步模块请求其他电机故障数据；服务器数据同步模块根据请求将从电机故障数据存储及共享模块中提取相关电机故障数据，并消息通知微型主机故障数据同步模块下载该数据；微型主机故障数据同步模块将下载其他电机故障数据，并传递给电机故障特征库模块，生成电机故障特征数据存储；

6）电机故障预测及显示模块根据电机故障特征数据存储，进行本电机故障预测预判，并显示预测预判结果。