CN109855826A - 提升设备振动分析系统及振动分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种提升设备振动分析系统及振动分析方法，系统包括用于实时监测和采集设备运行数据的嵌入式传感单元，用于对设备运行数据进行解析和计算并依据计算结果下发对嵌入式传感组件的控制指令的物联网网关单元，以及用于对设备运行数据进行分析处理并以图形方式对处理结果进行展示的振动分析单元。方法包括嵌入式传感步骤、物联网网关步骤以及振动分析步骤。本发明通过转速传感器来采集提升设备中电机的转速，随后利用物联网网关对转速进行计算并判断转速的变化趋势，从而保证进行振动分析的数据是提升设备处于恒定转速下所采集的，进而确保了振动分析结果的准确性和可靠性。

Description

提升设备振动分析系统及振动分析方法

技术领域

本发明涉及一种振动分析系统及分析方法，具体而言，涉及一种提升设备振动分析系统及振动分析方法，属于数据分析技术领域。

背景技术

振动分析是一种广泛应用于旋转类机械设备的故障分析方法，其主要利用振动传感器采集机械设备的振动数据，随后将所采集的振动数据传送给专门的振动分析仪或局域网、公有云的处理服务器内对数据进行变换处理和图形展示。处理完成后，专业的振动分析师就可以依据各种图形和数据，并结合设备的零部件参数和运行参数进行全面分析，从而诊断出设备的可能故障点及可能的故障原因。

提升设备，诸如提升机或电梯等，作为生产生活中所必不可少的一类机械设备，目前也得到了广泛的应用。提升设备内部的主要零部件是旋转部件，因此在理论上也是可以利用振动分析的方式对其进行故障排查的。

但是在实际的操作过程中技术人员发现，由于提升机在启动到匀速以及匀速到完全停止这两个阶段中处于速度缓慢变化的加速/减速过程，且这两个过程的持续时间都较长，依靠现有的振动分析仪或振动分析系统很难保证所采集到的数据处于恒定转速过程中，因此很难保证振动分析的准确性。这是由于振动分析的主要技术是利用快速傅立叶变换算法和其他一些数据处理方法对数据进行变换、计算和处理。现有的振动分析理论和方法大多都是基于恒定转速来进行的，如果采集到的振动数据是非恒定转速的，则无法进行正确的振动分析。

综上所述，如何在现有技术的基础上提出一种新的提升设备振动分析系统及其相对应的振动分析方法，以实现对提升设备整个运行过程中的实时振动分析，也就成为了本领域内技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明提出了一种提升设备振动分析系统及分析方法。

所述提升设备振动分析系统，包括：

嵌入式传感单元，固定设置于提升设备内部，用于实时监测和采集设备运行数据，并依据所采集的数据与物联网网关实现交互；

物联网网关单元，与嵌入式传感单元相连接，用于接收并转发嵌入式传感单元上传的设备运行数据，对设备运行数据进行解析和计算，并依据计算结果下发对嵌入式传感组件的控制指令；

振动分析单元，与物联网网关单元相连接，用于接收物联网网关单元转发的设备运行数据，对设备运行数据进行分析处理，并以图形方式对处理结果进行展示。

优选地，所述嵌入式传感单元包括：

转速传感器，固定设置于提升设备的电机主轴一侧、靠近电机主轴，用于采集提升设备的电机转速数据并完成数据转发；

振动传感器，固定设置于提升设备的滚筒或天轮外侧，用于依据物联网网关单元的控制指令采集提升设备的振动数据完成数据转发。

优选地，所述转速传感器及振动传感器二者均借助RS485通信接口与所述物联网网关单元相连接，所述转速传感器及振动传感器二者均借助modbus通信协议与所述物联网网关单元实现实时数据交互。

优选地，所述物联网网关单元包括：

转速数据采集子单元，与转速传感器相连接，用于读取转速传感器采集到的电机转速数据并完成数据转发；

转速数据计算处理子单元，与转速数据采集子单元及振动传感器相连接，用于接收来自转速数据采集子单元的电机转速数据、将电机转速数据上传至振动分析单元内，根据转速变化判断提升设备的运行状态，上传判断结果并依据判断结果控制振动传感器的开关；

振动数据采集子单元，与振动传感器相连接，用于读取振动传感器采集到的提升设备的振动数据并完成数据转发；

振动数据处理子单元，与振动数据采集子单元相连接，用于接收来自振动数据采集子单元的振动数据并完成数据转发。

优选地，所述提升设备的运行状态包括静止状态、启动状态、转速恒定平稳运行状态以及减速停止状态。

优选地，所述振动数据处理子单元内还包括：

均方根值计算模块，用于分段计算提升设备各运行状态下振动数据的均方根值并上传计算结果，当电机转速恒定时，将振动数据上传至振动分析单元。

优选地，所述振动分析单元包括：

转速数据分析展示子单元，与转速数据计算处理子单元相连接，用于接收转速数据计算处理子单元上传的电机转速数据，并以图形方式展示提升设备的转速变化过程；

振动数据分析展示子单元，与振动数据处理子单元相连接，用于接收振动数据处理子单元上传的振动数据，并对振动数据进行分析处理、以图形方式展示分析处理结果。

优选地，在所述振动数据分析展示子单元内，对电机处于恒定转速下的振动数据进行的分析处理包括对振动数据进行快速傅里叶变换以及振动指标计算，所述振动指标至少包括峰值、峰值指标、峰-峰值、有效值、峭度指标、裕度指标、脉冲指标以及波形指标。

优选地，在所述振动数据分析展示子单元内，以图形方式展示分析处理结果，所述图形至少包括时域图、幅值谱、功率谱、包络谱以及阶次谱。

优选地，所述振动数据分析展示子单元内还包括：

均方根值展示单元，用于以图形形式展示振动数据的均方根值。

所述提升设备振动分析方法，包括如下步骤：

S1、嵌入式传感步骤，将嵌入式传感单元固定设置于提升设备内部，实时监测和采集设备运行数据，并依据所采集的数据与物联网网关实现交互；

S2、物联网网关步骤，将物联网网关单元与嵌入式传感单元相连接，接收并转发嵌入式传感单元上传的设备运行数据，对设备运行数据进行解析和计算，并依据计算结果下发对嵌入式传感组件的控制指令；

S3、振动分析步骤，将振动分析单元与物联网网关单元相连接，接收物联网网关单元转发的设备运行数据，对设备运行数据进行分析处理，并以图形方式对处理结果进行展示。

优选地，S1所述嵌入式传感步骤具体包括：

S11、转速传感步骤，将转速传感器固定设置于提升设备的电机主轴一侧、靠近电机主轴，采集提升设备的电机转速数据并完成数据转发；

S12、振动传感步骤，将振动传感器固定设置于提升设备的滚筒或天轮外侧，依据物联网网关单元的控制指令采集提升设备的振动数据完成数据转发。

优选地，所述转速传感器及振动传感器二者均借助RS485通信接口与所述物联网网关单元相连接，所述转速传感器及振动传感器二者均借助modbus通信协议与所述物联网网关单元实现实时数据交互。

优选地，S2所述物联网网关步骤具体包括：

S21、转速数据采集子步骤，将转速数据采集子单元与转速传感器相连接，读取转速传感器采集到的电机转速数据并完成数据转发；

S22、转速数据计算处理子步骤，将转速数据计算处理子单元与转速数据采集子单元及振动传感器相连接，接收来自转速数据采集子单元的电机转速数据、将电机转速数据上传至振动分析单元内，根据转速变化判断提升设备的运行状态，上传判断结果并依据判断结果控制振动传感器的开关；

S23、振动数据采集子步骤，将振动数据采集子单元与振动传感器相连接，读取振动传感器采集到的提升设备的振动数据并完成数据转发；

S24、振动数据处理子步骤，将振动数据处理子单元与振动数据采集子单元相连接，接收来自振动数据采集子单元的振动数据并完成数据转发。

优选地，所述提升设备的运行状态包括静止状态、启动状态、转速恒定平稳运行状态以及减速停止状态。

优选地，S24所述振动数据处理子步骤内还包括：

S241、均方根值计算步骤，分段计算提升设备各运行状态下振动数据的均方根值并上传计算结果，当电机转速恒定时，将振动数据上传至振动分析单元。17、根据权利要求14所述的提升设备振动分析方法，其特征在于， S3所述振动分析步骤具体包括：

S31、转速数据分析展示子步骤，将转速数据分析展示子单元与转速数据计算处理子单元相连接，接收转速数据计算处理子单元上传的电机转速数据，并以图形方式展示提升设备的转速变化过程；

S32、振动数据分析展示子步骤，将振动数据分析展示子单元与振动数据处理子单元相连接，接收振动数据处理子单元上传的振动数据，并对振动数据进行分析处理、以图形方式展示分析处理结果。

优选地，在S32所述振动数据分析展示子步骤中，对电机处于恒定转速下的振动数据进行的分析处理包括对振动数据进行快速傅里叶变换以及振动指标计算，所述振动指标至少包括峰值、峰值指标、峰-峰值、有效值、峭度指标、裕度指标、脉冲指标以及波形指标。

优选地，在S32所述振动数据分析展示子步骤中，以图形方式展示分析处理结果，所述图形至少包括时域图、幅值谱、功率谱、包络谱以及阶次谱。

优选地，S32所述振动数据分析展示子步骤内还包括：

S321、均方根值展示步骤，以图形形式展示振动数据的均方根值。与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：

本发明通过转速传感器来采集提升设备中电机的转速，随后利用物联网网关对转速进行计算并判断转速的变化趋势，从而保证进行振动分析的数据是电机处于恒定转速下所采集的，进而确保了振动分析结果的准确性和可靠性。而且，由于本发明仅在提升设备运行过程中进行振动数据的采集，因此也大大减少了振动数据的采集量、节约了振动数据的存储空间以及振动传感器的资源和电量消耗。

同时，在本发明中，电机转速数据及振动数据可以以图形的形式在振动分析时进行展示，从而有助于振动分析师及用户更为便捷、准确地进行振动分析。

此外，本发明也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于同领域内其他与振动分析相关的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1为本发明的系统整体拓扑示意图；

图2为本发明中物联网网关的框架结构示意图；

图3为本发明在进行振动分析过程中电机转速数据的时域图；

图4为本发明在进行振动分析过程中振动数据的时域图。

具体实施方式

本发明揭示了一种提升设备振动分析系统及振动分析方法，主要适用于提升机，也可以适用于客、货用电梯或其他启动和停止过程是缓慢过程的旋转类机械设备。本发明主要利用转速传感器采集提升设备主电机的转速，然后对转速进行计算，进而判断出提升机的启动、加速、匀速、减速和停止等及个过程，随后控制振动传感器的数据采集过程来保证采集到的振动数据是处于恒定转速阶段的，从而保证振动分析结果的准确性。

具体而言，如图1所示，所述提升设备振动分析系统，包括：

嵌入式传感单元，固定设置于提升设备内部，用于实时监测和采集设备运行数据，并依据所采集的数据与物联网网关实现交互。

物联网网关单元，与嵌入式传感单元相连接，用于接收并转发嵌入式传感单元上传的设备运行数据，对部分设备运行数据进行解析和计算，并依据计算结果下发对嵌入式传感组件的控制指令。

振动分析单元，与物联网网关单元相连接，用于接收物联网网关单元转发的设备运行数据，对设备运行数据进行分析处理，并以图形方式对处理结果进行展示。

所述嵌入式传感单元包括：

转速传感器，固定设置于提升设备的电机主轴一侧、靠近电机主轴，用于采集提升设备的电机转速数据并完成数据转发。在实际操作过程中，所述转速传感器也可以不安装于电机主轴，而是其他转动部件如联轴器、转筒轴等附近。

振动传感器，固定设置于提升设备的滚筒或天轮等重点部件或区域的外侧，用于依据物联网网关单元的控制指令采集提升设备的振动数据完成数据转发。

所述转速传感器及振动传感器二者均借助RS485通信接口与所述物联网网关单元相连接，所述转速传感器及振动传感器二者均借助modbus通信协议与所述物联网网关单元实现实时数据交互。

如图2所示，所述物联网网关单元包括：

转速数据采集子单元，与转速传感器相连接，用于读取转速传感器采集到的电机转速数据并完成数据转发。

转速数据计算处理子单元，与转速数据采集子单元及振动传感器相连接，用于接收来自转速数据采集子单元的电机转速数据、将电机转速数据上传至振动分析单元内，根据转速变化判断提升设备的运行状态，上传判断结果并依据判断结果控制振动传感器的开关。具体而言，其操作包括，在电机转速恒定时开始采集振动数据，在当采集到振动分析需要的数据量时后停止振动数据的采集，并通知振动数据处理子单元上传振动数据。

振动数据采集子单元，与振动传感器相连接，用于读取振动传感器采集到的提升设备的振动数据并完成数据转发。

振动数据处理子单元，与振动数据采集子单元相连接，用于接收来自振动数据采集子单元的振动数据并完成数据转发。

所述提升设备的运行状态包括静止状态、启动状态、转速恒定平稳运行状态以及减速停止状态。

所述物联网网关单元也可以是其他类型的嵌入式结构单元，只要是通过有线或无线通讯接口与转速传感器和振动传感器相连接，能够采集电机转速数据和振动数据、并能控制振动传感器开始或停止数据采集的设备即可。所述物联网网关单元还可以直接与振动分析单元集成在一起，运行在单台计算机、工业计算机、或性能比较强的嵌入式平台上，以专用的振动分析仪的形式出现。

所述振动分析单元可以是基于云平台的远程振动分析系统，也可以是基于局域网的振动分析系统，也可以是通过网络、RS232，RS485等通讯接口直接与物联网网关相连的单台计算机。在本实施例中，所述振动分析单元为运行在服务器或电脑上的一个或多个振动分析软件。

具体而言，所述振动分析单元包括：

转速数据分析展示子单元，与转速数据计算处理子单元相连接，用于接收转速数据计算处理子单元上传的电机转速数据，并以图形方式展示提升设备的转速变化过程。

振动数据分析展示子单元，与振动数据处理子单元相连接，用于接收振动数据处理子单元上传的振动数据，并对振动数据进行分析处理、以图形方式展示分析处理结果。

在所述振动数据分析展示子单元内，对电机处于恒定转速下的振动数据进行的分析处理包括对振动数据进行快速傅里叶变换以及振动指标计算，所述振动指标包括峰值、峰值指标、峰-峰值、有效值、峭度指标、裕度指标、脉冲指标以及波形指标等。

在所述振动数据分析展示子单元内，以图形方式展示分析处理结果，所述图形包括时域图、幅值谱、功率谱、包络谱以及阶次谱等，具体可参见图3、图4。

以下简述本发明的提升设备振动分析系统的使用过程：

首先，本发明的振动分析单元运行于通过局域网或互联网与物联网网关相连接的计算机、服务器或云虚拟机上。物联网网关单元通过局域网或互联网与振动分析单元相连，运行转速采集和振动数据采集的相关应用或程序。转速传感器通过RS485通信接口与物联网网关单元相连，安装在提升设备的电机主轴旁。振动传感器通过RS485与物联网网关单元相连，安装在提升机滚筒或天轮等关键位置等待采集提升设备的振动数据。转速传感器采集电机的转速数据并实时通过modbus上传数据到物联网网关单元。

当提升设备的电机开始运转时，物联网网关单元读取到的电机转速数据将会大于0并逐渐变大，于是可以判断出提升设备开始运转。物联网网关单元开始保存电机转速数据，并对转速变化进行判断处理。

当物联网网关单元判断到电机转速不再增加，则可以认为此时提升设备处于转速恒定平稳运行状态，随即通知振动传感器开始采集振动数据。振动传感器收到物联网网关单元的数据采集指令后，开始振动数据采集，并将振动数据通过modbus上传到物联网网关单元。物联网网关单元读取振动数据并保存，当读取到振动分析需要的数据量时，停止振动数据读取并通知振动传感器停止采集。

当物联网网关单元判断电机转速开始下降时，若此时还在读取振动数据，则停止读取振动数据并通知振动传感器停止采集。物联网网关单元继续读取并保存电机转速数据，直到电机转速为0。

当电机转速为0时，物联网网关单元停止电机转速数据保存，上传振动数据和电机转速数据到振动分析单元，至此，硬件数据采集工作结束。

振动分析单元将电机转速数据和振动数据存放到数据库并做关联，并在各振动分析的图形展示页面中加上电机转速图形，这样振动分析师就可以准确地得到提升机的转速变化过程，以及恒定转速的振动数据以及对应的电机转速。

此外，除了上述系统结构外，本发明还提出了另一种提升设备振动分析系统。这一实施例与上述实施例二者间的区别在于，为了进一步确保振动分析的准确性，在这一实施例中，还考虑了振动数据的均方根值的计算。相对应的，从硬件结构上而言，这一实施例除了上述结构外，新增了以下功能模块。

具体而言，在这一实施例中，所述振动数据处理子单元内还包括：

均方根值计算模块，用于分段计算提升设备各运行状态下振动数据的均方根值并上传计算结果；

在当电机转速恒定时，将振动数据上传至振动分析单元。

所述振动数据分析展示子单元内还包括：

均方根值展示单元，用于以图形形式展示振动数据的均方根值。

以下简述本发明中这一实施例的使用过程：

使用过程中系统各硬件的安装、设置过程与上述实施例的过程相同，在此不做赘述。以下针对不同之处进行详尽说明。

当提升设备的电机开始运转时，物联网网关单元读取到的电机转速数据将会大于0并逐渐变大，于是可判断出提升设备开始运转。物联网网关单元开始保存电机转速数据，并对转速变化进行判断处理。物联网网关单元同时控制振动传感器进行振动数据采集。振动传感器收到物联网网关单元的数据采集指令后，开始振动数据采集，并将振动数据通过modbus上传到物联网网关单元。物联网网关单元同时开始读取并保存振动数据，并记录下此时的时间戳。

当物联网网关单元判断转速不再增加，则可以认为此时提升设备处于转速恒定平稳运行状态，记录下此时的时间戳和振动数据的偏移位置。

当物联网网关判断电机转速开始下降时，记录下此时等时间戳和振动数据的偏移位置。随后物联网网关单元继续读取并保存电机转速数据，直到转速为0。当电机转速为0时，物联网网关单元停止电机转速数据和振动数据保存，至此硬件数据采集工作结束。

物联网网关单元按照固定的长度对振动数据进行均方根值计算。且物联网网关单元根据转速恒定和转速下降的时间戳以及对应的振动数据偏移位置，取中间转速恒定的数据作为振动分析的数据上传。

随后，物联网网关单元上传电机转速数据、振动数据均方根值以及振动分析的数据。振动分析单元将电机转速数据、振动数据均方根值和振动数据存放到数据库并做关联，并在各振动分析的图形展示页面中加上转速图形，这样振动分析师就可以准确地得到提升机的转速变化过程、恒定转速的振动数据、对应的恒定转速以及各阶段振动数据均方根值。当振动均方根数据超出预设的阈值时，系统随即进行报警提示。

本发明所述的提升设备振动分析方法，与上述提升设备振动分析系统相对应，包括如下步骤：

S1、嵌入式传感步骤，将嵌入式传感单元固定设置于提升设备内部，实时监测和采集设备运行数据，并依据所采集的数据与物联网网关实现交互。

S2、物联网网关步骤，将物联网网关单元与嵌入式传感单元相连接，接收并转发嵌入式传感单元上传的设备运行数据，对部分设备运行数据进行解析和计算，并依据计算结果下发对嵌入式传感组件的控制指令。

S3、振动分析步骤，将振动分析单元与物联网网关单元相连接，接收物联网网关单元转发的设备运行数据，对设备运行数据进行分析处理，并以图形方式对处理结果进行展示。

S1所述嵌入式传感步骤具体包括：

S11、转速传感步骤，将转速传感器固定设置于提升设备的电机主轴一侧、靠近电机主轴，采集提升设备的电机转速数据并完成数据转发。

S12、振动传感步骤，将振动传感器固定设置于提升设备的滚筒或天轮等重点部件或区域的外侧，依据物联网网关单元的控制指令采集提升设备的振动数据完成数据转发。

所述转速传感器及振动传感器二者均借助RS485通信接口与所述物联网网关单元相连接，所述转速传感器及振动传感器二者均借助modbus通信协议与所述物联网网关单元实现实时数据交互。

S2所述物联网网关步骤具体包括：

S21、转速数据采集子步骤，将转速数据采集子单元与转速传感器相连接，读取转速传感器采集到的电机转速数据并完成数据转发。

S22、转速数据计算处理子步骤，将转速数据计算处理子单元与转速数据采集子单元及振动传感器相连接，接收来自转速数据采集子单元的电机转速数据、将电机转速数据通过局域网或互联网上传至振动分析单元内，根据转速变化判断提升设备的运行状态，上传判断结果并依据判断结果控制振动传感器的开关。

具体而言，其操作包括，在电机启动后开始采集振动数据，在电机减速到停止后停止振动数据的采集，并在电机到达转速恒定时通知振动数据处理子单元上传振动数据。

S23、振动数据采集子步骤，将振动数据采集子单元与振动传感器相连接，读取振动传感器采集到的提升设备的振动数据并完成数据转发。

S24、振动数据处理子步骤，将振动数据处理子单元与振动数据采集子单元相连接，接收来自振动数据采集子单元的振动数据并完成数据转发。

所述提升设备的运行状态包括静止状态、启动状态、转速恒定平稳运行状态以及减速停止状态。

S24所述振动数据处理子步骤内还包括：

S241、均方根值计算步骤，分段计算提升设备各运行状态下振动数据的均方根值并上传计算结果，当电机转速恒定时，将振动数据上传至振动分析单元。

S3所述振动分析步骤具体包括：

S31、转速数据分析展示子步骤，将转速数据分析展示子单元与转速数据计算处理子单元相连接，接收转速数据计算处理子单元上传的电机转速数据，并以图形方式展示提升设备的转速变化过程。

S32、振动数据分析展示子步骤，将振动数据分析展示子单元与振动数据处理子单元相连接，接收振动数据处理子单元上传的振动数据，并对振动数据进行分析处理、以图形方式展示分析处理结果。

在S32所述振动数据分析展示子步骤中，对电机处于恒定转速下的振动数据进行的分析处理包括对振动数据进行快速傅里叶变换以及振动指标计算，所述振动指标至少包括峰值、峰值指标、峰-峰值、有效值、峭度指标、裕度指标、脉冲指标以及波形指标。

在S32所述振动数据分析展示子步骤中，以图形方式展示分析处理结果，所述图形至少包括时域图、幅值谱、功率谱、包络谱以及阶次谱。

S32所述振动数据分析展示子步骤内还包括：

S321、均方根值展示步骤，以图形形式展示振动数据的均方根值。

本发明通过转速传感器来采集提升设备中电机的转速，随后利用物联网网关对转速进行计算并判断转速的变化趋势，从而保证进行振动分析的数据是处于恒定转速下所采集的，进而确保了振动分析结果的准确性和可靠性。而且，由于本发明仅在提升设备运行过程中进行振动数据的采集，因此也大大减少了振动数据的采集量、节约了振动数据的存储空间以及振动传感器的资源和电量消耗。

同时，在本发明中，电机转速数据及振动数据可以以图形的形式在振动分析时进行展示，从而有助于振动分析师及用户更为便捷、准确地进行振动分析。

此外，在本发明的另一实施例中，系统对于提升设备各阶段的振动数据均有完整采集，并计算出了振动数据的均方根值，通过对均方根值是否超出阈值进行判断、结合振动数据均方根值的完整展示，更加有助于振动分析师及用户对提升设备进行故障排查及分析。

本发明也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于同领域内其他与振动分析相关的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (20)

1.一种提升设备振动分析系统，其特征在于，包括：

嵌入式传感单元，固定设置于提升设备内部，用于实时监测和采集设备运行数据，并依据所采集的数据与物联网网关实现交互；

物联网网关单元，与嵌入式传感单元相连接，用于接收并转发嵌入式传感单元上传的设备运行数据，对设备运行数据进行解析和计算，并依据计算结果下发对嵌入式传感组件的控制指令；

振动分析单元，与物联网网关单元相连接，用于接收物联网网关单元转发的设备运行数据，对设备运行数据进行分析处理，并以图形方式对处理结果进行展示。

2.根据权利要求1所述的提升设备振动分析系统，其特征在于，所述嵌入式传感单元包括：

转速传感器，固定设置于提升设备的电机主轴一侧、靠近电机主轴，用于采集提升设备的电机转速数据并完成数据转发；

振动传感器，固定设置于提升设备的滚筒或天轮外侧，用于依据物联网网关单元的控制指令采集提升设备的振动数据完成数据转发。

3.根据权利要求2所述的提升设备振动分析系统，其特征在于：所述转速传感器及振动传感器二者均借助RS485通信接口与所述物联网网关单元相连接，所述转速传感器及振动传感器二者均借助modbus通信协议与所述物联网网关单元实现实时数据交互。

4.根据权利要求2所述的提升设备振动分析系统，其特征在于，所述物联网网关单元包括：

转速数据采集子单元，与转速传感器相连接，用于读取转速传感器采集到的电机转速数据并完成数据转发；

转速数据计算处理子单元，与转速数据采集子单元及振动传感器相连接，用于接收来自转速数据采集子单元的电机转速数据、将电机转速数据上传至振动分析单元内，根据转速变化判断提升设备的运行状态，上传判断结果并依据判断结果控制振动传感器的开关；

振动数据采集子单元，与振动传感器相连接，用于读取振动传感器采集到的提升设备的振动数据并完成数据转发；

振动数据处理子单元，与振动数据采集子单元相连接，用于接收来自振动数据采集子单元的振动数据并完成数据转发。

5.根据权利要求4所述的提升设备振动分析系统，其特征在于：所述提升设备的运行状态包括静止状态、启动状态、转速恒定平稳运行状态以及减速停止状态。

6.根据权利要求4所述的提升设备振动分析系统，其特征在于，所述振动数据处理子单元内还包括：

均方根值计算模块，用于分段计算提升设备各运行状态下振动数据的均方根值并上传计算结果，当电机转速恒定时，将振动数据上传至振动分析单元。

7.根据权利要求4所述的提升设备振动分析系统，其特征在于，所述振动分析单元包括：

转速数据分析展示子单元，与转速数据计算处理子单元相连接，用于接收转速数据计算处理子单元上传的电机转速数据，并以图形方式展示提升设备的转速变化过程；

振动数据分析展示子单元，与振动数据处理子单元相连接，用于接收振动数据处理子单元上传的振动数据，并对振动数据进行分析处理、以图形方式展示分析处理结果。

8.根据权利要求7所述的提升设备振动分析系统，其特征在于：在所述振动数据分析展示子单元内，对电机处于恒定转速下的振动数据进行的分析处理包括对振动数据进行快速傅里叶变换以及振动指标计算，所述振动指标至少包括峰值、峰值指标、峰-峰值、有效值、峭度指标、裕度指标、脉冲指标以及波形指标。

9.根据权利要求7所述的提升设备振动分析系统，其特征在于：在所述振动数据分析展示子单元内，以图形方式展示分析处理结果，所述图形至少包括时域图、幅值谱、功率谱、包络谱以及阶次谱。

10.根据权利要求7所述的提升设备振动分析系统，其特征在于，所述振动数据分析展示子单元内还包括：

均方根值展示单元，用于以图形形式展示振动数据的均方根值。

11.一种提升设备振动分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、嵌入式传感步骤，将嵌入式传感单元固定设置于提升设备内部，实时监测和采集设备运行数据，并依据所采集的数据与物联网网关实现交互；

S2、物联网网关步骤，将物联网网关单元与嵌入式传感单元相连接，接收并转发嵌入式传感单元上传的设备运行数据，对设备运行数据进行解析和计算，并依据计算结果下发对嵌入式传感组件的控制指令；

S3、振动分析步骤，将振动分析单元与物联网网关单元相连接，接收物联网网关单元转发的设备运行数据，对设备运行数据进行分析处理，并以图形方式对处理结果进行展示。

12.根据权利要求11所述的提升设备振动分析方法，其特征在于，S1所述嵌入式传感步骤具体包括：

S11、转速传感步骤，将转速传感器固定设置于提升设备的电机主轴一侧、靠近电机主轴，采集提升设备的电机转速数据并完成数据转发；

S12、振动传感步骤，将振动传感器固定设置于提升设备的滚筒或天轮外侧，依据物联网网关单元的控制指令采集提升设备的振动数据完成数据转发。

13.根据权利要求12所述的提升设备振动分析方法，其特征在于：所述转速传感器及振动传感器二者均借助RS485通信接口与所述物联网网关单元相连接，所述转速传感器及振动传感器二者均借助modbus通信协议与所述物联网网关单元实现实时数据交互。

14.根据权利要求12所述的提升设备振动分析方法，其特征在于，S2所述物联网网关步骤具体包括：

S21、转速数据采集子步骤，将转速数据采集子单元与转速传感器相连接，读取转速传感器采集到的电机转速数据并完成数据转发；

S22、转速数据计算处理子步骤，将转速数据计算处理子单元与转速数据采集子单元及振动传感器相连接，接收来自转速数据采集子单元的电机转速数据、将电机转速数据上传至振动分析单元内，根据转速变化判断提升设备的运行状态，上传判断结果并依据判断结果控制振动传感器的开关；

S23、振动数据采集子步骤，将振动数据采集子单元与振动传感器相连接，读取振动传感器采集到的提升设备的振动数据并完成数据转发；

S24、振动数据处理子步骤，将振动数据处理子单元与振动数据采集子单元相连接，接收来自振动数据采集子单元的振动数据并完成数据转发。

15.根据权利要求14所述的提升设备振动分析方法，其特征在于：所述提升设备的运行状态包括静止状态、启动状态、转速恒定平稳运行状态以及减速停止状态。

16.根据权利要求14所述的提升设备振动分析方法，其特征在于，S24所述振动数据处理子步骤内还包括：

S241、均方根值计算步骤，分段计算提升设备各运行状态下振动数据的均方根值并上传计算结果，当电机转速恒定时，将振动数据上传至振动分析单元。

17.根据权利要求14所述的提升设备振动分析方法，其特征在于， S3所述振动分析步骤具体包括：

S31、转速数据分析展示子步骤，将转速数据分析展示子单元与转速数据计算处理子单元相连接，接收转速数据计算处理子单元上传的电机转速数据，并以图形方式展示提升设备的转速变化过程；

S32、振动数据分析展示子步骤，将振动数据分析展示子单元与振动数据处理子单元相连接，接收振动数据处理子单元上传的振动数据，并对振动数据进行分析处理、以图形方式展示分析处理结果。

18.根据权利要求17所述的提升设备振动分析方法，其特征在于：在S32所述振动数据分析展示子步骤中，对电机处于恒定转速下的振动数据进行的分析处理包括对振动数据进行快速傅里叶变换以及振动指标计算，所述振动指标至少包括峰值、峰值指标、峰-峰值、有效值、峭度指标、裕度指标、脉冲指标以及波形指标。

19.根据权利要求17所述的提升设备振动分析方法，其特征在于：在S32所述振动数据分析展示子步骤中，以图形方式展示分析处理结果，所述图形至少包括时域图、幅值谱、功率谱、包络谱以及阶次谱。

20.根据权利要求17所述的提升设备振动分析方法，其特征在于，S32所述振动数据分析展示子步骤内还包括：

S321、均方根值展示步骤，以图形形式展示振动数据的均方根值。