CN109277285A - 一种用于振动筛的智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器测量与处理技术领域，具体地说是一种用于振动筛的智能监控系统，其特征在于：包括分别设在振动筛的筛箱的四角上、振动筛的减振弹簧上的若干振动传感器；设置于振动筛的驱动电机上的若干温度传感器；MCU处理器其相应信号端分别连接相应的振动传感器的信号端、温度传感器的信号端；振动传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端分别连接传感器现场总线，所述的传感器现场总线还连接现场控制中心处理器，所述的现场控制中心处理器的信号端再连接外部总线实现和云服务平台及远程监控中心的通信。本发明具有如下技术优势：解决振动筛运动不均衡问题，监测振动筛弹簧疲劳状态；极大的减少系统的布线。
Description
技术领域
本发明涉及传感器测量与处理技术领域，具体地说是一种用于振动筛的智能监控系统。
背景技术
参见图1和图2，矿用振动筛构成：矿用振动筛由筛箱1、驱动电机4、减振弹簧5、机架6、筛网2、振动器3等组成。筛箱1由筛框、衬板等组成。驱动电机4采用高性能、高寿命的电机为激振源；振动器由偏心块组成，改变偏心块的重量，可以改变筛机的振动幅。
筛箱1依靠两台相同的驱动电机4做相反方向自同步旋转，使支承在减振弹簧5和机架6上的整个筛箱1做直线振动，物料从入料端落入筛箱后，迅速前进、松散、透筛，完成筛分作业。
当前振动筛主要问题及原因分析：
1、由于振动筛的体积较大、安装困难、出现故障以后的维修费用高。
2、振动筛运行时，环境比较恶劣，所以振动筛的电气控制系统和控制人员据设备较远，人员无法就近监测设备。
3、振动电机温度过高造成损坏。
4、振动弹簧疲劳造成振动不均衡。
5、结构件变形造成筛体运动不均衡。
为了解决振动筛运行过程中的问题，目前主要靠工人人工的检测和经验判断，难免会出现误差，无法有效避免故障和停机；只有部分振动筛本体上和油站上会加有各种传感器，但传感器信号直接接到控制柜的变送器上然后接入控制柜的控制单元；或者把变送器放在破碎机旁边，把传感器的信号变为变送器输出信号一般为4-20MA接入控制柜的控制单元。然后通过控制柜的控制单元把传感器的信息通过GPRS上传云平台进行数据分析，实现部分功能的远程监控功能。
这种方式虽然解决了振动筛运行过程中的问题，但是加装了传感器就会造成在数据采集传输过程中的缺点，如下：
1、传感器或者变送器的模拟信号传输距离远，容易受干扰造成数据不准确。
2、随着传感器的使用量的增加，接线也越来越多，增加设备维护难度。
3、传感器信号必须通过控制柜才能上传云平台，数据二次转发容易出错。
4、同时，随着产线的大型化发展趋势，振动筛在产线中只是产线中的一个节点，其信息需要集成到整个产线的控制系统中，传统方式需要通过各种转发、转换方式才能把数据融入产线的整体控制系统中。
另外，智能监控系统是采用图像处理、模式识别和计算机视觉技术，通过在监控系统中增加智能视频分析模块，借助计算机强大的数据处理能力过滤掉视频画面无用的或干扰信息、自动识别不同物体，分析抽取视频源中关键有用信息，快速准确的定位事故现场，判断监控画面中的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作，从而有效进行事前预警，事中处理，事后及时取证的全自动、全天候、实时监控的智能系统。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，通过在振动筛本体及电机上的智能传感器以现场总线的方式采集和传输振动筛的运行数据，振动筛具有智能传感器信息处理和控制节点，通过该节点采集和处理振动筛的信息、上传振动筛的信息到云服务平台，采集振动筛周边相关设备的信息并分析产生振动筛的智能控制参数提供给控制系统、并可以作为一个完整的节点插入整个产线的控制系统中。
为实现上述目的，设计一种用于振动筛的智能监控系统，其特征在于：包括：
若干振动传感器，分别设在振动筛的筛箱的四角上、振动筛的减振弹簧上，用于监测振动筛的振动情况及减振弹簧的疲劳状态；
若干温度传感器，分别设置于振动筛的驱动电机上，用于监测驱动电机的轴承温度；
MCU处理器，其相应信号端分别连接相应的振动传感器的信号端、温度传感器的信号端，用于信号收发和信号处理；
振动传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端分别连接传感器现场总线，所述的传感器现场总线还连接现场控制中心处理器，所述的现场控制中心处理器的信号端再连接外部总线实现和云服务平台及远程监控中心的通信；振动传感器、温度传感器采集数据后，传输到云服务平台，现场控制中心和远程监控中心均可实时获取现场数据及振动筛的工作状态，使整个振动筛不仅可以作为一个整体模块直接插入产线的控制系统中，也可以作为一个模块直接插入整个产线的云服务平台中。
所述的通信模块包括GPRS、3G、4G、5G、internet。
所述的传感器现场总线包括但不限于CAN、RS485、profibus、MODBUS、工业以太网。
所述的外部总线包括但不限于CAN、RS485、profibus、MODBUS、工业以太网。
本发明具有如下技术优势：
在振动筛的四角加装振动传感器，通过获取振动数据，解决振动筛运动不均衡问题；
在振动筛的减振弹簧上安装振动传感器，通过振动数据分析，监测振动筛弹簧疲劳状态；
所有的智能传感器支持同一种现场总线传感器网络，通过同一总通讯线缆连接在一起；所有信息统一由安装在振动筛本体上的智能传感器信息处理和控制节点输出；
智能传感器信息处理和控制节点采集所有传感器数据后，传输到云服务平台，现场控制中心和远程监控中心都可以实时获取现场数据及振动筛工作状态，使整个振动筛不仅可以作为一个整体模块直接插入产线的控制系统中，也可以作为一个模块直接插入整个产线的云服务平台中；
智能监控系统用网络通讯的方式以数字量传输代替模拟量的传输，提高系统数据采集和控制的可靠性，增加现场数据可靠的传输距离，极大的减少系统的布线，并且振动筛本身可通过智能传感器信息处理和控制节点上传信息到云平台，作为一个单体监控系统插入产线的控制系统中，并和整个产线的智能监控系统做到信息汇总和共享，统一进行数据的关联分析，方便产线的工艺调整和优化。
本系统可以实时监控振动筛的运行状态，通过前端智能传感器采集振动筛运行数据，如箱体振动状态、电机及轴承温度、弹簧疲劳状态等，通过智能传感器信息处理和控制节点上传信息到云平台，通过云数据中心的数据处理能力，对数据进行分析处理，进而从数据角度实现监控振动筛运行的目的，实现对振动筛运行故障的预报和预警，以及对振动筛工作状态的优化和调整，并能在控制中心的操控终端远程实时监控振动筛工作状态，并能够根据设备不良工作状态及时提供警报信息，提前进行检修和维护，延迟设备正常工作时间和使用寿命，避免故障停机。
附图说明
图1为现有振动筛的主视图。
图2为现有振动筛的侧视图。
图3为本发明中加装传感器的振动筛的结构示意图。
图4为本发明中各传感器的通信布局示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步地说明。
实施例1
一种用于振动筛的智能监控系统，其特征在于：包括
若干振动传感器，分别设在振动筛的筛箱1的四角上、振动筛的减振弹簧5上，用于监测振动筛的振动情况及减振弹簧5的疲劳状态；参见图3，其中两个振动传感器71、72分别为设置在振动筛弹簧上，两个振动传感器73分别为设置在筛箱左侧的两角上；两个振动传感器74分别为设置在筛箱1右侧的两角上；
若干温度传感器，分别设置于振动筛的驱动电机4上，用于监测驱动电机4的轴承温度，在温度达到危险值之前提前预警，可完全避免由于驱动电机4温度过高导致损坏的故障；参见图3，其中温度传感器81、82分别设置在振动筛的两个驱动电机4上；
MCU处理器，其相应信号端分别连接相应的振动传感器的信号端、温度传感器的信号端，用于信号收发和信号处理；
参见图4，振动传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端分别连接传感器现场总线，所述的传感器现场总线还连接现场控制中心处理器，所述的现场控制中心处理器的信号端再连接外部总线实现和云服务平台及远程监控中心的通信；振动传感器、温度传感器采集数据后，传输到云服务平台，现场控制中心和远程监控中心均可实时获取现场数据及振动筛的工作状态，使整个振动筛不仅可以作为一个整体模块直接插入产线的控制系统中，也可以作为一个模块直接插入整个产线的云服务平台中。
进一步的，所述的通信模块包括GPRS、3G、4G、5G、internet。
进一步的，所述的传感器现场总线包括但不限于CAN、RS485、profibus、MODBUS、工业以太网。
进一步的，所述的外部总线包括但不限于CAN、RS485、profibus、MODBUS、工业以太网。
Claims (4)
1.一种用于振动筛的智能监控系统，其特征在于，包括：
若干振动传感器，分别设在振动筛的筛箱(1)的四角上、振动筛的减振弹簧(5)上，用于监测振动筛的振动情况及减振弹簧(5)的疲劳状态；
若干温度传感器，分别设置于振动筛的驱动电机(4)上，用于监测驱动电机(4)的轴承温度；
MCU处理器，其相应信号端分别连接相应的振动传感器的信号端、温度传感器的信号端，用于信号收发和信号处理；
振动传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端分别连接传感器现场总线，所述的传感器现场总线还连接现场控制中心处理器，所述的现场控制中心处理器的信号端再连接外部总线实现和云服务平台及远程监控中心的通信；振动传感器、温度传感器采集数据后，传输到云服务平台，现场控制中心和远程监控中心均可实时获取现场数据及振动筛的工作状态，使整个振动筛不仅可以作为一个整体模块直接插入产线的控制系统中，也可以作为一个模块直接插入整个产线的云服务平台中。
2.如权利要求1所述的一种用于振动筛的智能监控系统，其特征在于，所述的通信模块包括GPRS、3G、4G、5G、internet。
3.如权利要求1所述的一种用于振动筛的智能监控系统，其特征在于，所述的传感器现场总线包括但不限于CAN、RS485、profibus、MODBUS、工业以太网。
4.如权利要求1所述的一种用于振动筛的智能监控系统，其特征在于，所述的外部总线包括但不限于CAN、RS485、profibus、MODBUS、工业以太网。
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