CN110440910A - 振动监测方法、装置、驱动系统、工控设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种振动监测方法、装置、驱动系统、工控设备及存储介质,其中,一种振动监测方法包括:实时获取振动系统的低频周期性振动信号;调用用于进行振动监测的可调用文件,对实时获取的所述低频周期性振动信号进行处理,确定所述振动系统的振动状态;其中,所述可调用文件设置于所述振动系统中,所述可调用文件中封装有至少一功能块,所述至少一功能块用于根据所述振动系统的低频周期性振动信号获得对应于所述低频周期性振动信号的振动峰值,并根据获得的所述振动峰值确定所述振动系统的振动状态以进行振动监测。通过本发明实施例,降低了振动监测的成本,提高了振动监测的准确度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及工业控制技术领域,尤其涉及振动监测方法、装置、驱动系统、工控设备,以及,计算机存储介质。
背景技术
振动是一种物体在其平衡位置附近所做的往复运动,对于大部分主要由机械或结构物组成的系统,因机械或结构物都具有弹性与质量,因此都可能发生振动。这样的系统通常被称为振动系统,发生在这样的系统中的振动也被称为机械振动。
振动系统中,因多种因素,比如不平衡、对中度不高、低频共振、摩擦增加等,均会发生异常机械振动,进而导致振动系统出现各种故障。因此,对振动系统进行振动监测,获得振动系统的振动状态是否异常振动,成为振动系统工作过程中的重要部分。
目前,振动监测多通过安装于振动系统中的振动传感器进行振动监测,直接获得振动系统的振动状态,或者,相应的运行维护人员通过简易手持振动分析仪表现场进行振动监测,以获得振动系统的振动状态。上述方式虽然可以直接获得振动系统的振动状态,但是,采用振动传感器必须依靠额外的附加硬件设备,且需要人工进行安装调试与维护;采用运行维护人员则产生额外的人力成本且容易产生误差。
发明内容
为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种振动监测方案,以至少部分地解决上述问题。
根据本发明实施例的第一方面,提供了一种振动监测方法,包括:实时获取振动系统的低频周期性振动信号;调用进行振动监测的可调用文件,对实时获取的所述低频周期性振动信号进行处理,确定所述振动系统的振动状态;其中,所述可调用文件设置于所述振动系统中,所述可调用文件中封装有至少一功能块,所述至少一功能块用于根据所述振动系统的低频周期性振动信号获得对应于所述低频周期性振动信号的振动峰值,并根据获得的所述振动峰值确定所述振动系统的振动状态,以进行振动监测。
可选地,所述调用进行振动监测的可调用文件,对实时获取的所述低频周期性振动信号进行处理,确定所述振动系统的振动状态之前还包括:对所述至少一功能块进行封装,获得所述可调用文件,所述至少一功能块包括:
振动峰值计算功能块,用于获得所述低频周期性振动信号对应的振动峰值;
振动诊断功能块,用于接收所述振动峰值计算功能块发送的所述振动峰值,并根据所述振动峰值与门限值的比较结果确定所述振动系统的振动状态。
可选地,所述至少一功能块还包括:
振动信号零穿越判定功能块,用于对所述低频周期性振动信号进行过零点检测,并将获得的过零点信号提供至所述振动峰值计算功能块以获得对应的振动峰值。
可选地,所述至少一功能块还包括:
基于零点的振动频率计算功能块,用于从所述振动信号零穿越判定功能块接收所述过零点信号,计算获得对应的振动频率,并将所述振动频率发送至所述振动诊断功能块;
所述振动峰值计算功能块,还用于根据所述振动峰值计算以获得与所述振动峰值对应的振动频率;
所述振动诊断功能块,还用于根据所述基于零点的振动频率计算功能块提供的振动频率、所述振动峰值计算功能块提供的振动频率结合所述振动峰值与门限值的比较结果进一步确定所述振动系统的振动状态,以进行振动监测。
可选地,所述至少一功能块还包括以下至少其一:
初始化功能块,用于对各功能块进行初始化;
功能配置功能块,用于对所述振动系统进行工作状态配置;
数值处理功能块,用于根据采集的振动系统的振动信号获得所述低频周期性振动信号,并将所述低频周期性振动信号提供至所述振动信号零穿越判定功能块以及所述振动峰值计算功能块;
振动幅值有效值计算功能块,用于根据所述振动信号零穿越判定功能块提供的所述过零信号,计算所述过零信号的有效值;
初始状态测量功能块,用于测量所述振动系统良好运行状态下的振动信息,并根据所述良好运行状态下的振动信息提供所述门限值至所述振动诊断功能块;
功能包逻辑管理与诊断功能块,用于对各功能块的工作状态进行评估。
可选地,所述实时获取振动系统的低频周期性振动信号包括:
实时获取振动系统的振动信号;和,
对所述振动信号进行低通滤波,获得所述低频周期性振动信号。
可选地,所述可调用文件为与所述振动系统的驱动系统适配的可调用库文件。
可选地,所述采集的振动系统的振动信号包括转速偏差信号。
可选地,所述方法用于监测驱动传动系。
第二方面,本发明实施例还提供一种振动监测装置。该振动监测装置包括:
信号获取模块,用于实时获取振动系统的低频周期性振动信号;和
文件调用模块,用于调用用于进行振动监测的可调用文件,对实时获取的所述低频周期性振动信号进行处理,确定所述振动系统的振动状态;
其中,所述可调用文件设置于所述振动系统中,所述可调用文件中封装有至少一功能块,所述至少一功能块用于根据所述振动系统的低频周期性振动信号获得对应于所述低频周期性振动信号的振动峰值,并根据获得的所述振动峰值确定所述振动系统的振动状态以进行振动监测。
第三方面,本发明实施例还提供一种驱动系统,包括:处理器、存储器、通信接口和通信总线,所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信;所述存储器用于存放至少一可执行指令,所述可执行指令使所述处理器执行上述任一振动监测方法对应的操作。
第四方面,本发明实施例还提供一种工控设备,包括如上述的驱动系统。
第五方面,本发明实施例还提供一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述的振动监测方法。
根据本发明实施例提供的振动监测方法,在振动系统中设置用于进行振动监测的可调用文件,从而通过所述可调用文件依据所在的振动系统的实时获取的低频周期性振动信号进行相应的振动监测。本发明实施例无需额外的诸如振动传感器等硬件设备对振动系统的低频周期性振动信号进行分析处理,更无需人工方式对振动系统的低频周期性振动信号进行分析处理,即可确定所述振动系统的振动状态以进行振动监测,大大降低了所述振动监测的成本。此外,本发明实施例所述可调用文件直接获取的是振动系统自身测量和处理的数据,而非人工进行加工或处理后的数据,所述数据不易受到外部环境因素的影响,从而有效提高了振动监测的准确度。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中,
图1示例性地示出了依据本发明一实施例的一种振动监测方法的步骤流程图;
图2示例性地示出了依据本发明另一实施例的一种振动监测方法的步骤S1的步骤流程图;
图3示例性地示出了依据本发明再一实施例的各功能块示意图;
图3A示例性地示出再一实施例中的一种初始化功能块的结构示意图;
图3B示例性地示出了再一实施例中的一种功能配置功能块的结构示意图;
图3C示例性地示出了再一实施例中的一种数值处理功能块的结构示意图;
图3D示例性地示出了再一实施例中的一种振动信号零穿越判定功能块的结构示意图;
图3E示例性地示出了再一实施例中的一种使用振动信号零穿越判定功能块进行过零检测的示意图;
图3F示例性地示出了再一实施例中的一种基于零点的振动周期计算功能块的结构示意图;
图3G示例性地示出了再一实施例中的一种振动峰值计算功能块的结构示意图;
图3H示例性地示出了再一实施例中的一种振动幅值有效值计算功能块的结构示意图;
图3I示例性地示出了再一实施例中的一种初始状态测量功能块的结构示意图;
图3J示例性地示出了再一实施例中的一种振动诊断功能块的结构示意图;
图3K示例性地示出了再一实施例中的一种功能包逻辑管理与诊断功能块的结构示意图;
图4示例性地示出了依据本发明再一实施例的一种振动监测装置的结构框图;
图5示例性地示出了对图4所示实施例中的信号获取模块的结构框图;
图6示例性地示出了依据本发明再一实施例的一种振动监测系统的结构示意图。
附图标记列表:
S1:实时获取振动系统的低频周期性振动信号;
S11:可以通过实时获取振动系统的振动信号;
S12:对所述振动信号进行低通滤波,获得所述低频周期性振动信号;
S2:调用用于进行振动监测的可调用文件,对实时获取的低频周期性振动信号进行振动监测,获取振动监测结果;
401:信号获取模块;
402:文件调用模块;
4011:信号获取单元;
4012:低通滤波单元;
600:驱动系统;
602:处理器;
604:存储器;
606:输入装置;
608:输出装置;和
610:通信总线。
具体实施方式
如前所述,通过振动传感器或者人工方式进行振动监测导致现有的振动监测成本较高,在某些特殊应用环境下,甚至无法安装相应的振动传感器。此外,因各种外部环境因素的影响,使用外部振动传感器或者人工方式进行振动监测,常常发生振动监测结果不够准确的情况。
本发明实施例中,在振动系统中设置用于进行振动监测的可调用文件,从而通过所述可调用文件依据所在的振动系统的实时获取的低频周期性振动信号进行相应的振动监测。本发明实施例无需额外的诸如振动传感器等硬件设备对振动系统的低频周期性振动信号进行分析处理,更无需人工方式对振动系统的低频周期性振动信号进行分析处理,即可确定所述振动系统的振动状态以进行振动监测,大大降低了所述振动监测的成本。此外,本发明实施例所述可调用文件直接获取的是振动系统自身测量和处理的数据,而非人工进行加工或处理后的数据,所述数据不易受到外部环境因素的影响,从而有效提高了振动监测的准确度。
为了对本发明实施例的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明实施例的具体实施方式。
图1示例性地示出了依据本发明实施例所述的一种振动监测方法的步骤流程图。
本实施例的振动监测方法包括以下步骤:
步骤S1:实时获取振动系统的低频周期性振动信号。
本发明实施例中,振动系统意指主要由机械或结构物组成的系统,例如,安装有驱动系统(如低压变频器)的机床、压机、升降设备、起重设备、仓储装置等,当然,也可以为驱动系统自身,如各种单轴或者多轴的驱动系统等。
其中,所述低频周期性振动信号为从振动系统中获取的自身测量和处理的数据,包括采集驱动系统的转速偏差及力矩等信号。
在所述振动系统中,很多因素可导致产生振动信号,包括但不限于振动系统不平衡、对中度不高、低频共振、摩擦增加等,这些常见的振动信号多表现为低频周期性振动。因此,本发明实施例主要针对振动信号中的低频周期性振动信号进行监测。本领域中,通常将频率在20Hz以下、加速度在0.05gC以下的振动信号称为低频振动信号,当低频振动信号还具有周期性时,这种振动信号可以被认为是低频周期性振动信号。
可选地,参照图2,本实施例所述步骤S1包括:
步骤S11:可以通过实时获取振动系统的振动信号;和
步骤S12:对所述振动信号进行低通滤波,获得所述低频周期性振动信号。
在实际实用中,本领域技术人员可以根据实际需求对“实时”获取低频周期性振动信号的时间间隔进行设置,如,设置为一定的毫秒,如10ms、30ms等,但不限于此,也可以设置为更长时间,如1s(秒)、5s(秒)、5min(分钟)等,或者设置为更短时间或更长时间等,本发明实施例对此不作限制。
步骤S2:调用进行振动监测的可调用文件,对实时获取的所述低频周期性振动信号进行处理,确定所述振动系统的振动状态。
其中,所述可调用文件设置于所述振动系统中,所述可调用文件中封装有至少一功能块,所述至少一功能块用于根据所述振动系统的低频周期性振动信号获得对应于所述低频周期性振动信号的振动峰值,并根据获得的所述振动峰值确定所述振动系统的振动状态以进行振动监测。
封装是一种将抽象得到的数据和行为(或功能)相结合,形成一个有机的整体的过程。通过封装,可以将数据与操作数据的源代码进行有机的结合,增强了源代码的安全性,也简化了编程。对于封装后的文件,使用者不必了解其内部具体的实现细节,只通过外部接口,即可访问文件中的成员,实现相应的功能。
具体到本实施例,通过将各个功能块进行封装,形成用于振动监测的可调用文件。当通过功能块实现多个功能时,则可以直接根据该功能块进行文件封装,生成可调用文件。对于使用者来说,只需加载或调用该可调用文件,而无需了解该可调用文件的具体实现细节,即可实现对振动系统进行振动监测的目的。
在一种可行方式中,所述可调用文件可以封装有一个功能块,也可以封装有多个功能块,本发明实施例对此不进行限制。
在另一种可行方式中,可以将至少一功能块封装为一个可调用文件,通过调用实现振动监测的一个可调用文件实现振动监测;还可以将不同的功能块分别封装成不同的可调用文件,通过调用用于实现振动监测的多个可调用文件实现振动监测。
通过上述实施例,在振动系统中设置用于进行振动监测的可调用文件,从而通过所述可调用文件依据所在的振动系统的实时获取的低频周期性振动信号进行相应的振动监测。本发明实施例无需额外的诸如振动传感器等硬件对振动系统的低频周期性振动信号进行分析处理,更无需人工方式对振动系统的低频周期性振动信号进行分析处理,即可确定所述振动系统的振动状态以进行振动监测,大大降低了所述振动监测的成本。此外,本发明实施例所述可调用文件直接获取的是振动系统自身测量和处理的数据,而非人工进行加工或处理后的数据,所述数据不易受到外部环境因素的影响,从而有效提高了振动监测的准确度。
上述实施例的振动监测方法可以由任意适当的具有数据处理能力的电子设备执行,包括但不限于:各种控制器、处理器、芯片、驱动系统、工控设备等。
可选地,所述步骤S2之前还包括:
对所述至少一功能块进行封装,获得所述可调用文件,所述至少一功能块包括:
振动峰值计算功能块,用于获得所述低频周期性振动信号对应的振动峰值;和
振动诊断功能块,用于接收所述振动峰值计算功能块发送的所述振动峰值,并根据所述振动峰值与门限值的比较结果确定所述振动系统的振动状态。
其中,所述门限值可以由本领域技术人员根据实际需求预先设置,例如,可以由本领域技术人员根据经验或大数据统计结果或仿真实验结果自行定义。所述门限值也可以通过对所述振动系统测量获得,例如,根据所述振动系统良好运行状态下的振动信息进行测量,将超出良好运行状态时的边界振动信息设定为门限值。
通过所述振动峰值与门限值的比较结果,可以确定所述振动系统的振动状态,如,当前为正常振动状态或为异常振动状态等。
在为异常振动状态时,导致振动异常的原因可以后续通过人工或通过相应的功能块进行进一步分析,本发明实施例不对异常振动状态的引发原因分析的具体方式和实现手段进行限制。
此外,需要说明的是,虽然也可以在一个功能块中实现上述功能块的全部功能,但本实施例中采用不同的功能块实现相对独立的不同功能,一方面,若某个功能块出现异常,可以快速定位异常并查找解决问题;另一方面,各个功能块间的组合更为灵活,由此也可以实现更多和更为灵活的功能,例如,各个功能块的输出除用于振动监测需要外,若可调用文件中还设置有其他功能块,则其他功能块就可以使用上述功能块中任何一个的输出,由此,提高了各个功能块的数据利用率,也提升了各个功能块的可复用度。
可选地,上述至少一功能块还可以包括:
振动信号零穿越判定功能块,用于对上述低频周期性振动信号进行过零点检测,并将获得的过零点信号提供至所述振动峰值计算功能块以获得对应的振动峰值。
因为本发明实施例的振动监测方案的主要对象为低频周期性振动信号,通过以零点位置为基准设定偏差检测,即,过零点检测,使得过零点信号可以有效滤除非低频振动信号。其中,所述偏差范围可以根据低频的频率要求设置。
可见,通过以零点位置为基准设定的偏差检测,即,过零点检测,获得的所述过零点信号为进行准确提取的低频周期性信号。
可选地,上述至少一功能块还可以包括:
基于零点的振动频率计算功能块,用于从上述振动信号零穿越判定功能块接收所述过零点信号,计算获得对应的振动频率,并将所述振动频率发送至所述振动诊断功能块。
所述振动峰值计算功能块,还用于根据所述振动峰值计算获得与所述振动峰值对应的镇定频率,并将所述振动频率发送至所述振动诊断功能块。
所述振动诊断功能块,还用于根据所述基于零点的振动频率计算功能块提供的振动频率、所述振动峰值计算功能块提供的振动频率结合所述振动峰值与门限值的比较结果进一步确定所述振动系统的振动状态以进行振动监测。
具体地,本实施例从所述振动信号零穿越判定功能块接收所述过零点信号,优选以其中的正向过零点信号(振动频率从负向转向正向时的过零点信号)为依据,可获得所述过零点信号的振动频率(周期)。
例如,根据正向过零点的连续记录实现振动周期的获取。在确定了振动周期后,根据振动周期与振动频率之间的关系公式,即可获得振动信号的频率。
本申请实施例通过所述基于零点的振动频率计算功能块获得的所述过零点信号振动频率与所述振动峰值计算功能块获得的与所述振动峰值对应的振动频率进行比较,结合所述振动峰值与门限值的比较结果,即可获知所述低频周期性振动信号的振动是否存在不平衡、不对中等振动状态,从而实现更加准确的振动监测,例如对驱动传动系的振动监测。
除上述功能块外,可选地,上述至少一功能块还可以包括以下功能块中至少一个功能块。
初始化功能块,用于对各功能块进行初始化。
在每次进行振动监测前,需要将各个功能块中的累加器、时钟、触发器、数组、栈等初始化为就绪状态,防止测量或运行错误。初始化功能块能够对各功能块的这些部件进行初始化。
功能配置功能块,用于对所述振动系统进行工作状态配置。
对于不同的振动系统,工作模式可能不相同,需要在一定的工作状态下才能进行有效的振动监测。本实施例中,通过功能配置功能块对工作状态进行配置,如,对测试转速与各功能块的控制字的配置等,以实现一定条件下的有效振动监测。
上述至少一功能块还可以包括数值处理功能块,用于根据采集的振动系统的振动信号获得所述低频周期性振动信号,并将所述低频周期性振动信号提供至所述振动信号零穿越判定功能块以及所述振动峰值计算功能块。
具体地,数值处理功能块用于采集振动系统的振动系统变量(例如转速变差、力矩)获得振动信号,并对所述振动信号进行低通滤波,根据低通滤波结果获得低频周期性振动信号。
本发明实施例的振动监测方案主要适用于低频周期性振动信号的振动监测,因此,由电磁关系等产生的高频信号不需考虑,可以先通过低通滤波将高频噪声信号滤出,以获得有效信号,并减轻信号处理负担。其中,低通滤波方式可以由本领域技术人员采用任意适当的方式。
上述至少一功能块还可以包括振动幅值有效值计算功能块,用于根据所述振动信号零穿越判定功能块提供的所述过零信号,计算所述过零信号的有效值。
可选地,振动幅值有效值计算功能块用于根据相邻的两个正向过零点的低频周期性振动信号和当前振动周期的周期值,计算振动信号的有效值。振动峰值和有效值都是衡量振动大小的重要指标,本实施例中用于计算指示功能,但不限于此,所述过零信号的有效值可在后续需要对异常振动状态分析时使用。
上述至少一功能块还可以包括初始状态测量功能块,用于测量所述振动系统良好运行状态下的振动信息,并根据所述良好运行状态下的振动信息提供所述门限值至所述振动诊断功能块。
可选地,初始状态测量功能块用于将预设死区范围之内的振动信号的振动信息,确定为振动系统的良好运行状态下的振动信息。
在振动系统处于良好的运行状态下,即没有明显的低频振动的情况下,振动信号的幅值非常小,无法通过功能块来计算获得振动系统的振动状态以进行振动监测。为此,本实施例中提供了死区方式,用户可设置振动系统自身固有的振动范围(即死区),不超出该振动范围的振动被记录下来作为驱动系统的固有振动即良好运行状态下的振动信息,并根据所述良好运行状态下的振动信息提供所述门限值至所述振动诊断功能块。即,将超出所述良好运行状态下的临界振动信息作为所述门限值提供至所述振动诊断功能块,所述振动诊断功能块将所述门限值作为振动状态的比较判断标准。由此,提升了振动监测的效率,并降低了振动监测的实现成本。
上述至少一功能块还可以包括功能包逻辑管理与诊断功能块,用于对各功能块的工作状态进行评估。
可选地,功能包逻辑管理与诊断功能块用于根据各功能块的输出对各功能块的工作状态进行评估。通过功能包逻辑管理与诊断功能块可以检测各功能块的工作状态,及时发现功能块异常,保证振动监测的效率和准确度。
例如,各功能块都输出Status信号,反映各功能块的状态,比如各功能块通过Enable使能位控制功能块是否有输出,或者某些功能块的参数设置是否合适,比如振动信号零穿越判定功能块过零检测的零偏差设置是否合适,在对应功能块有对应的状态诊断输出给振动诊断功能块,在振动诊断功能块综合对应功能块的状态来评估所述振动监测是否可执行或能正确执行的自我诊断的指示。可行地,每个功能块的状态Status=0H0对应正常工作状态,0H1对应异常,在振动诊断功能块处理每个功能块来的Status,当出现0H1时指出对应功能块无法正常工作,显示整个振动监测无法正确执行诊断功能。通过上述过程,实现了对振动系统进行振动监测的多个功能块的设置。
可选地,所述可调用文件可以是与振动系统的驱动系统适配的可调用库文件。与驱动系统适配的可调用库文件可以直接被驱动系统加载和调用,且可直接使用驱动系统的相关参数,如与振动相关的转速参数和转矩参数,从而提高了振动监测的效率,并降低了振动监测的实现成本。
例如,在集成了DCC的驱动系统中,可以将各个功能块封装为DCC库文件,或者,将各个功能块、及所有的DCC源程序一起封装成一个标准的DCC库,以供驱动系统使用。
此外,可选地,本实施例中的低频周期性振动信号可以采用低频周期性转速偏差信号,转速偏差信号能够较好地反映振动的各种情况,且可直接获得,降低了振动监测的实现成本。但不限于此,振动信号也可以采用其他形式或通过其他方式获得,如,根据转矩信号,或者,根据转速参数和转矩参数形成振动信号等。对于获得的转速或转矩信号,当出现低频周期性振动时,由此引发的转速或转矩发生周期性变化,同时其幅值也发生变化,可以通过数值处理等将转速或转矩中反映周期性振动的信息提取出来,作为低频周期性振动信号的信息。
可选地,所述方法用于监测驱动传动系。下面以集成了DCC的驱动系统为例,对本发明实施例中如何设置所述功能块进行说明。
DCC是一种能够借助自由使用的控制块、算法块以及逻辑块对设备功能进行图形化配置和扩展的平台,其通常包含DCC编辑器和功能块库。其中,DCC编辑器能够提供控制环结构的简易图形化配置和清晰表现以及现有功能图的高度复用;功能块库提供大量控制块、算法块和逻辑块以及扩展开环和闭环控制功能供选择。通过拖放操作从功能块库中选择功能块并对其进行图形化互连,即可实现开环和闭环控制功能、测试和诊断功能等。
DCC的扫描周期可达1ms,其可以通过内嵌于驱动系统中的集成相关信号处理的算法块有效采集驱动系统中的关键数据,比如驱动系统传动系的转速与转矩。本实施例中,有效利用了DCC的这一特点,设置了新的符合DCC标准的功能块并添加入功能块库中,以实现驱动系统的低频周期性振动状态的监测。
为对本实施例中的各个功能块进行清楚地说明,首先对各个功能块使用的数据类型进行简要说明,如下表1所示。
表1数据类型表
以下,参照图3,分别对各个功能块进行说明。
(1)初始化功能块(INI Function block):
用于对各功能块进行初始化。
具体地,用于在进行各类模式的测试和运行时,将各个功能块中的累加器、时钟、触发器、数组、栈等恢复就绪状态,例如,置为0H0,以防止出现数据更新异常问题带来测量错误。
一种INI功能块的示意结构如图3A所示,其输入为BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),输出分别为BO类型的用于对其他功能块进行初始化的信号Output(表示为OUT)和BO类型的本功能块的状态Status(表示为STA)。
(2)功能配置功能块(CONF Function block):
用于对所述振动系统进行工作状态配置。
具体地,不同的驱动系统,工作模式是不尽相同的。同时,影响驱动系统振动的因素非常复杂,主要包括电机自身工作点(一般要求工作电机额定工作范围,不低于50%的额定转速)、驱动系统的调节器特性、传动系的结构及可能发生的异常振动情况等。为了对不同驱动系统进行振动监测,需要从转速/转矩数据提取相关传动系的异常振动的信息,因而需要规定一定的工作状态,才能有效从信号中分析传动系的振动状态。
基于此,所述功能配置功能块对所述振动系统进行工作状态配置,比如测试转速与各功能块的控制字等,实现一定条件下的驱动系统的振动状态监测。
在一种可行方式中,目前通过16个比特位设置所述工作状态,这16位被分为三部分,第0~3位指示正常模式,第4~7位指示原始状态测量模式,第8~15位指示状态监测模式,可用于输出状态诊断信息。基于此,一种设置信息如下表2所示:
表2设置信息表
编号 | 模式 | 解释 |
1 | CONF.CTW=xx1(Hex) | 正常模式,包括振动周期,振动幅值及摩擦测量等 |
2 | CONF.CTW=x1x(Hex) | 原始状态测量模式,包括振动幅值,摩擦计算等 |
3 | CONF.CTW=1xx(Hex) | 状态监测模式,功能块输出诊断信息 |
一种功能配置功能块的示意结构如图3B所示,其输入包括:BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),R类型的速度设置点信号Speedsetpoint(表示为SPD,完成系统运行转速设置),W类型的配置字信号Configuration word(表示为CTW,表示上述工作状态,如原始状态测量模式、状态检测模式等),和BO类型的使能信号Enable(表示为EN,配置功能块是否工作,其输出是否有效);其输出包括:R类型的测试速度信号TestSpeed(表示为SPD,通过所述功能配置功能块根据Speedsetpoint的输入要求计算实际驱动系统应该处于的测试转速),BO类型的所述功能配置功能块状态信号CONF Status(表示为STW,作为功能配置功能块自身诊断状态的输出,是否符合逻辑,有否冲突,是否正常运行,或禁用状态等),和W类型的配置字信号Configuration word(表示为CW,根据配置字信号通过所述功能配置功能块输出实际的工作状态,比如激活一功能块,其他功能块禁用等)。
(3)数值处理功能块(RDD Function block):
用于根据采集的振动系统的振动信号获得所述低频周期性振动信号,并将所述低频周期性振动信号提供至所述振动信号零穿越判定功能块以及所述振动峰值计算功能块。
具体地,通过DCC直接采集的驱动系统的信号包括转速偏差及转矩等变量,由于这些变量信号具有较宽的带宽,而由电磁关系产生的高频信号在当前针对低频周期性振动监测中不考虑,所以需要对采集的变量信号进行低通滤波。例如,采用简单的滤波器函数1/(1+TS)进行处理,而对于较复杂情况,可以采用较复杂的低通滤波器等。
一种数值处理功能块的示意结构如图3C所示,其输入包括:BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),R类型的原始数据信号Raw data(表示为RD),T类型的平滑时间信号Smoothing time1(表示为ST),BO类型的低通滤波器使能信号Enable Low-pass filter(表示为EN_LF),T类型的低通滤波器信号Low-pass filter(表示为FILT),R类型的数据处理信号Data deal(表示为DD,BO类型的功能块使能信号Enable(表示为EN);其输出包括:R类型的数据处理完成信号Datadealed(表示为DD),W类型的本功能块状态信号RDD Status(表示为STW)。
其中,RDD.RD(Raw data)直接采集驱动系统的数据,比如转速偏差、转矩等;首先对采集的数据进行量纲的数值处理,由RDD.DD(Data deal)完成。对采集的数据进行滤波处理,设置的滤波时间由RDD.ST(Smoothing time1)设置。对于特殊应用,必要情况下需要激活低通滤波器,以利于振动监测可调用文件在执行周期计算等操作时,使能低通滤波RDD.EN_LF(Enable Low-pass filter),及设置滤波时间RDD.FILT(Low-pass filter)。经过数值处理的原始数据在所述数值处理功能块的DD(Data dealed)输出,同时所述数值处理功能块的STW(RDD Status)中反映所述数值处理功能块的工作模式与状态,比如低通滤波器是否激活等。
(4)振动信号零穿越判定功能块(ZPP Function block):
用于对所述低频周期性振动信号进行过零点检测,并将获得的过零点信号提供至所述振动峰值计算块以获得对应的振动峰值。
具体地,因振动监测主要分析低频周期性振动信号,比如转速偏差在零位置上下的波动情况,故对所述低频周期性振动信号进行过零点检测。
即便从所述数值处理功能块获得经过低通滤波处理的信号,其依旧夹杂着大量的不确定信息,通过所述振动信号零穿越判定功能块可以进一步对信号进行处理。
一种所述振动信号零穿越判定功能块的示意结构如图3D所示,其输入包括:BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),R类型的数据处理完成信号Data dealed(表示为DD),R类型的零点死区信号Zero dead zone(表示为ZDZ),T类型的抖动时间信号De-jittertime(表示为DJT),W类型的ZPP控制字信号ZPP control W(表示为CTW),BO类型的功能块使能信号Enable(表示为EN);其输出包括:BO类型的正向零穿越信号Positive zero pass(表示为PZP),BO类型的负向零穿越信号Negtive zero pass(表示为NZP),和W类型的本功能块状态信号ZPP Status(表示为STW)。
一种使用所述振动信号零穿越判定功能块进行过零检测的示意图如图3E所示,其中,虚线表示设置的检测范围,超出该范围的信号将被滤除,则图3E中,左边和右边的信号将被滤除,仅保留中间的信号。
结合图3D和3E,设置过零死区ZPP.ZDZ(Zero dead zone)及两级堆栈{X(n),X(n-1)},通过如下算法判定正向零穿越:
当-ZPP.ZDZ<X(n)<+ZPP.ZDZ,X(n-1)<-ZPP.ZDZ时,X(n)-X(n-1)>0.5*ZPP.ZDZ;
当-ZPP.ZDZ<X(n)<+ZPP.ZDZ,-ZPP.ZDZ<X(n-1)<+ZPP.ZDZ时,X(n)-X(n-1)>0;
当X(n)>+ZPP.ZDZ,X(n-1)<-ZPP.ZDZ时,直接作为过零点信号输出。
(5)基于零点的振动频率计算功能块(FC_ZP function block):
用于从所述振动信号零穿越判定功能块接收所述过零点信号,计算获得对应的振动频率,并将所述振动频率发送至所述传动系振动诊断块。
一种所述基于零点的振动频率计算功能块的示意结构如图3F所示,其输入包括:BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),BO类型的零穿越信号Zero pass(表示为ZP),I类型的测量计数长度信号Measurement counter length(表示为MCL),T类型的测量时间长度信号Measurement time length(表示为MTL),W类型的所述基于零点的振动频率计算功能块控制字信号FC_ZP control W(表示为CTW),I类型的存储号信号Storage number(表示为SN),BO类型的功能块使能信号Enable(表示为EN);其输出包括:I类型的有效频率信号Meaningful frequency(表示为MF),I类型的时间频率信号Time frequency(表示为TF),I类型的实际存储号信号Actual storage number(表示为ASN),和W类型的本功能块状态信号FC_ZP Status(表示为STW)。
通过所述基于零点的振动频率计算功能块获得所述振动信号零穿越判定功能块发送的低频周期性振动信号的正/负过零点(FC_ZP.ZP=ZPP.PZP)信号,其中,所述低频周期性振动信号的正/负过零点通过Zero pass指示。所述振动信号频率的计算,可通过在给定时间内(FC_ZP.MTL,Measurement time length)或给定计数长度(FC_ZP.MCL,Measurement counter length)两种模式下的周期多次测量与记录,以利于诊断与分析。通过所述基于零点的振动频率计算功能块的MF(Meaningful frequency)计算得到所述振动信号的平均频率。
(6)振动峰值计算功能块(PP function block):
用于获得所述低频周期性振动信号对应的振动峰值。
具体地,在所述振动监测中振动峰值的测量是基于低频周期性振动信号中抽取的峰值信息。比如,在一定稳态测试条件下测量一个周期内的最大峰值。
可选地,还可基于低频周期性振动信号中抽取的峰值,计算所述低频周期性振动信号的频率。
一种振动峰值计算功能块的示意结构如图3G所示,其输入包括:BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),BO类型的零穿越信号Zero pass(表示为ZP),R类型的数据处理完成信号Data dealed(表示为DD),I类型的测量计数长度信号Measurement counterlength(表示为MCL),T类型的测量时间长度信号Measurement time length(表示为MTL),W类型的PP控制字信号PP control W(表示为CTW),I类型的存储号信号Storage number(表示为SN),BO类型的功能块使能信号Enable(表示为EN);其输出包括:I类型的有效峰值信号Meaningful peak(表示为MP),I类型的有效频率信号Meaningful frequency(表示为MF),I类型的时间峰值信号Time peak(表示为TF),I类型的实际存储号信号Actual storagenumber(表示为ASN),和W类型的本功能块状态信号PP Status(表示为STW)。
所述振动峰值计算功能块接收所述振动信号零穿越判定功能块提供的过零信号(ZP),并采用连续搜索方式,仅保留一个周期内的最大正(或负)峰值,建立[P(n) t(n)](峰值与相对时间)数组,所述数组可扩展。
例如,所述振动峰值计算功能块计算所述低频周期性振动信号的频率包括:
对于SN<1的情况,将所述振动信号零穿越判定功能块计算的频率作为所述振动峰值计算功能块计算得到的所述低频周期性振动信号的频率,并报错误;
对于SN=1的情况,将所述振动信号零穿越判定功能块计算的频率作为所述振动峰值计算功能块计算得到的所述低频周期性振动信号的频率;
对于1<SN<=MCL时,在对应的SN个周期内进行频率的平均计算所获得的平均频率,即[t(SN)-t(1)]/(SN-1)作为所述振动峰值计算功能块计算得到的所述低频周期性振动信号的频率;
对于SN>MCL,将报错误,并使SN=MCL。
(7)振动幅值有效值计算功能块(RMS function block):
用于根据所述振动信号零穿越判定功能块提供的所述过零信号,计算所述过零信号的有效值。
具体地,所述振动幅值有效值计算功能块根据所述振动信号零穿越判定功能块提供的连续多个所述过零信号,计算所述过零信号的有效值。
一种可行方式中,在连续两个正向过零点的有效值的计算为:
其中,x(i)对应第i时刻采集的振动信号,T(N-1)表示第N-1次所计算的所述过零信号的振动周期,RMS(N-1)表示在第N-1次周期中计算的低频振动信号的有效值。
一种振动幅值有效值计算功能块的示意结构如图3H所示,其输入包括:BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),BO类型的零穿越信号Zero pass(表示为ZP,来自所述振动信号零穿越判定功能块的过零点输出;作为计算有效值X(i),i=0的起点时刻),R类型的数据处理完成信号Data dealed(表示为DD),I类型的测量计数长度信号Measurementcounter length(表示为MCL,用户定义计算有效值所采集的周期的个数),W类型的RMS控制字信号RMS control W(表示为CTW,是由功能包逻辑管理与诊断功能块给出的工作模式),BO类型的功能块使能信号Enable(表示为EN,振动幅值有效值计算功能块是否有效输出);其输出包括:I类型的均方根信号Root mean square(表示为RMS,有效值计算的输出根据对应公式,如上),I类型的有效数据信号Meaningful number(表示为MN,用户设置的有效周期个数的输出表达),和W类型的本功能块状态信号RMS Status(表示为STW,振动幅值有效值计算功能块的工作状态)。
所述振动幅值有效值计算功能块所提供的振动幅值有效值用来对所述获得的振动状态进行进一步分析时提供参考信息。图3中所述振动幅值有效值计算模块的输出未发送至其他模块,但其仍是进行后续判断振动状态进一步分析的重要参考指标。
(8)初始状态测量功能块(OCDT function block):
用于测量所述振动系统良好运行状态下的振动信息,并根据所述良好运行状态下的振动信息提供所述门限值至下述振动诊断功能块。
一般来说,驱动系统处于较良好的运行状态下测量的振动状态,被认为是驱动系统的初始状态振动状态。
例如,在驱动系统处于较良好的运行状态下,即没有明显的低频振动情况下,在驱动系统中采集的转速或转矩在低频周期方面的幅值非常小,无法通过振动信号零穿越判定功能块,振动峰值计算功能块等功能块计算驱动系统初始的振动状态。而通过所述初始状态测量功能块,用户可设置驱动系统自身固有的振动范围(即死区范围),落入死区范围的振动信号被记录为驱动系统的固有振动,并以此作为比较判断标准。
一种初始状态测量功能块的示意结构如图3I所示,其输入包括:BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),R类型的数据处理完成信号Data dealed(表示为DD,输入的数值处理后速度或转矩信号),R类型的死区信号Dead zone(表示为DZ,设置了死区区间),I类型的测量计数长度信号Measurement counter length(表示为MCL),W类型的OCDT控制字信号OCDT control W(表示为CTW,控制块的工作状态),BO类型的功能块使能信号Enable(表示为EN);其输出包括:R类型的有效峰值信号Meaningful peak(表示为MP),I类型的有效数据信号Meaningful number(表示为MN),和W类型的本功能块状态信号OCDT Status(表示为STW,初始状态测量功能块工作状态指示)。
所述初始状态测量功能块在死区之外连续搜索最大峰值(即,超出良好运行状态的临界值),并对多个最大峰值进行平均处理,获得峰值平均值作为所述振动诊断功能块所采用的门限值。
(9)振动诊断功能块(DDT function block):
用于接收所述振动峰值计算功能块发送的所述振动峰值,并根据所述振动峰值与门限值的比较结果获得所述振动系统的振动状态。
一种振动诊断功能块的示意结构如图3J所示,其输入包括:BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),R类型的来自所述振动峰值计算功能块的峰值数据信号PP from pp(表示为P_PP,来自振动峰值计算功能块计算的振动峰值),I类型的来自所述基于零点的振动频率计算功能块的频率信号F from FC_ZP(表示为F_ZP,来自基于零点的振动频率计算功能块计算的频率),I类型的来自振动峰值计算功能块的频率信号F from pp(表示为F_PP,来自振动峰值计算功能块计算的频率),R类型的来自在初始状态测量功能块的峰值门限值信号PP from OCDT(表示为P_OCDT,来自初始状态测量功能块计算的峰值门限值),R类型的门限值信号Threshold(表示为TH,用户通过人工设定的峰值基础门限值),R类型的门限值定标信号Threshold scaling(表示为TS,对TH进行附加调整的附加门限值,TS和TH合并为最终的人工设定的门限值),W类型的控制字信号OCDT control W(表示为CTW,来自传动系初始状态测量块的控制输出,进行功能块工作状态的设定),BO类型的功能块使能信号Enable(表示为EN,是否功能块输出有效);其输出包括:R类型的有效峰值信号Meaningfulpeak(表示为MP,输出驱动系统的振动平均峰值),I类型的有效频率信号Meaningfulfrequency(表示为MF,输出驱动系统的振动平均频率),BO类型的诊断位信号Diagnosticsbit(表示DB,振动是否报警),和W类型的本功能块状态信号DDT Status(表示为STW,振动诊断功能块的运行状态信息)。
具体地,所述振动诊断功能块将由所述振动峰值计算功能块提供的所述低频周期性振动信号对应的振动峰值与门限值进行比较。根据控制字信号(CTW)设置比较门限值的选择,即选择初始状态测量块提供的门限值(P_OCDT)或者人工设定的门限值(TS和TH合并)。所述振动诊断功能块,还用于根据所述基于零点的振动频率计算功能块提供的频率信号F from FC_ZP(F_ZP)、所述振动峰值计算功能块提供的频率信号F from pp(F_PP)结合所述振动峰值与门限值的比较结果确定所述振动系统的振动状态,例如:是否不对中,不配平等振动状态。所述振动诊断功能块输出所述振动系统的振动状态,即诊断位信号(DB)是否进行振动报警。
(10)功能包逻辑管理与诊断功能块(LDFB function block):
用于对各功能块的工作状态进行评估。
具体地,所述功能包逻辑管理与诊断功能块可以对所有功能块的状态进行评估,并输出对应的状态,同时对于配置字进行校验输出。
一种功能包逻辑管理与诊断功能块的示意结构如图3K所示,其输入包括:BO类型的初始化信号Initial(表示为INI),W类型的数值处理功能块状态信号Status RDD(表示为RDD),W类型的ZPP功能块状态信号Status ZPP(表示为ZPP),W类型的基于零点的振动频率计算功能块状态信号Status FC_ZP(表示为FC_ZP),W类型的振动峰值计算功能块(即PP)状态信号Status PP(表示为PP),W类型的振动幅值有效值计算功能块状态信号Status RMS(表示为RMS),W类型的初始状态测量功能块状态信号Status OCDT(表示为OCDT),W类型的振动诊断功能块状态信号Status DDT(表示为DDT),W类型的LDFB控制字信号Configuration CTW(表示为CCTW);其输出包括:W类型的配置字信号Configurationcontrol word(表示为CCTW,生成最终的控制字),和W类型的本功能块状态信号LDFBStatus(表示为STW,本功能块的运行状态)。
本实施例中,采用将上述功能块封装成一个标准的DCC库文件的方式,用户只需安装该DCC库文件,并调用其中相应的功能块,通过设置开放给用户的参数,就可以很方便地使用并振动监测功能,而无需增加任何的成本。
根据本实施例,通过内嵌入驱动系统的DCC库文件实现振动系统低频周期性振动的监测,无需振动传感器、附加分析软件及分析人员等额外成本。如需要还可增加后续的振动系统实时分析功能,以满足各种不同分析需求。
参照图4,示例性地示出了依据本发明的一种振动监测装置的结构框图。
本实施例的振动监测装置可以设置于任意适当的芯片或处理器中,所述芯片或处理器通过适当的物理电路或逻辑电路实现振动监测装置的功能。
所述振动监测装置包括:信号获取模块401,用于实时获取振动系统的低频周期性振动信号;文件调用模块402,用于调用用于进行振动监测的可调用文件,对实时获取的所述低频周期性振动信号进行处理,确定所述振动系统的振动状态。其中,所述可调用文件设置于所述振动系统中,所述可调用文件中封装有至少一功能块,所述至少一功能块用于根据所述振动系统的低频周期性振动信号获得对应于所述低频周期性振动信号的频率和振动峰值,并根据获得的频率和振动峰值来确定所述振动系统的振动状态以进行振动监测。
在本发明实施例中,所述信号获取模块401可用于执行上述方法实施例中的步骤S1,所述文件调用模块402可用于执行上述方法实施例中的步骤S2。
可选地,图5示例性地示出了对图4所示实施例中的信号获取模块的结构框图。该信号获取模块401包括:
信号获取单元4011,用于实时获取振动系统的振动信号。
低通滤波单元4012,用于对所述振动信号进行低通滤波,获得所述低频周期性振动信号。
在本发明实施例中,所述信号获取单元4011可用于执行上述方法实施例中的实时获取振动系统的振动信号的操作所述低通滤波单元4012可用于执行上述方法实施例中的对所述振动信号进行低通滤波,获得所述低频周期性振动信号的操作。本发明实施例中,在振动系统中设置用于进行振动监测的可调用文件,从而通过所述可调用文件依据所在的振动系统的实时获取的低频周期性振动信号进行相应的振动监测。本发明实施例无需额外的诸如振动传感器等硬件设备,也无需人工方式即可实现振动监测,大大降低了所述振动监测的成本。此外,本发明实施例所述可调用文件直接获取的是振动系统自身测量和处理的数据,而非人工进行加工或处理后的数据,所述数据不易受到外部环境因素的影响,从而有效提高了振动监测的准确度。
参照图6,示例性地示出了依据本发明实施例的一种驱动系统600的结构示意图。
本实施例的驱动系统600包括一个或多个处理器602以及存储器604,图6中以一个处理器602为例。
该驱动系统600还可以包括:输入装置606和输出装置608。
处理器602、存储器604、输入装置606和输出装置608可以通过通信总线和通信接口610互相连接,或者通过其他方式连接,图6中以通过通信总线和通信接口连接为例。
存储器604作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及块,如本发明实施例中的振动监测方案对应的程序指令/块。处理器602通过运行存储在存储器604中的非易失性软件程序、指令以及块,从而执行各种功能及数据处理,实现上述任一方法实施例中的振动监测方法。
存储器604可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储诸如功能块、库文件等相应的代码或程序;存储数据区可存储根据振动监测方法的使用所创建的数据等。此外,存储器604可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器604可选包括相对于处理器602远程设置的存储器604,这些远程存储器604可以通过网络连接至驱动系统600。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置606可接收输入的数字或字符信息,以及产生与驱动系统600的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输入装置606可包括按压模组等设备。输出装置608可以通过相应的输出装置如显示屏或信号指示器等输出数字、字符、线型或图案信息。
本发明实施例中的存储器604用于存放至少一可执行指令,还可以存储所述一个或者多个功能块或者库文件,当所述可执行指令被所述一个或者多个处理器602执行时,执行上述任一方法实施例中的振动监测方法。
上述驱动系统600可执行本发明实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能块的有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的方法实施例。
此外,本发明实施例还提供一种工控设备,其包括本发明实施例中任一驱动系统。该工控设备包括任意使用电子电气、机械、软件组合实现的工业自动化控制设备。
此外,本发明实施例还提供一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现本发明实施例中任一方法实施例所述的振动监测方法。
需要说明的是,本申请所述的计算机存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以但不限于是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储介质(RAM)、只读存储介质(ROM)、可擦式可编程只读存储介质(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储介质(CD-ROM)、光存储介质件、磁存储介质件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输配置为由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
应当理解,虽然本说明书是按照各个实施例描述的,但并非每个实施例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。
以上所述仅为本发明实施例示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明实施例的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明实施例的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合,均应属于本发明实施例保护的范围。
Claims (13)
1.一种振动监测方法,包括:
实时获取振动系统的低频周期性振动信号(S1);
调用进行振动监测的可调用文件,对实时获取的所述低频周期性振动信号进行处理,确定所述振动系统的振动状态(S2);
其中,所述可调用文件设置于所述振动系统中,所述可调用文件中封装有至少一功能块,所述至少一功能块用于根据所述振动系统的低频周期性振动信号获得对应于所述低频周期性振动信号的振动峰值,并根据获得的所述振动峰值确定所述振动系统的振动状态,以进行振动监测。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述调用进行振动监测的可调用文件,对实时获取的所述低频周期性振动信号进行处理,确定所述振动系统的振动状态之前还包括:
对所述至少一功能块进行封装,获得所述可调用文件,所述至少一功能块包括:
振动峰值计算功能块,用于获得所述低频周期性振动信号对应的振动峰值;
振动诊断功能块,用于接收所述振动峰值计算功能块发送的所述振动峰值,并根据所述振动峰值与门限值的比较结果确定所述振动系统的振动状态。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述至少一功能块还包括:
振动信号零穿越判定功能块,用于对所述低频周期性振动信号进行过零点检测,并将获得的过零点信号提供至所述振动峰值计算功能块以获得对应的振动峰值。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述至少一功能块还包括:
基于零点的振动频率计算功能块,用于从所述振动信号零穿越判定功能块接收所述过零点信号,计算获得对应的振动频率,并将所述振动频率发送至所述振动诊断功能块;
所述振动峰值计算功能块,还用于根据所述振动峰值计算以获得与所述振动峰值对应的振动频率;
所述振动诊断功能块,还用于根据所述基于零点的振动频率计算功能块提供的振动频率、所述振动峰值计算功能块提供的振动频率结合所述振动峰值与门限值的比较结果进一步确定所述振动系统的振动状态,以进行振动监测。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述至少一功能块还包括以下至少其一:
初始化功能块,用于对各功能块进行初始化;
功能配置功能块,用于对所述振动系统进行工作状态配置;
数值处理功能块,用于根据采集的振动系统的振动信号获得所述低频周期性振动信号,并将所述低频周期性振动信号提供至所述振动信号零穿越判定功能块以及所述振动峰值计算功能块;
振动幅值有效值计算功能块,用于根据所述振动信号零穿越判定功能块提供的所述过零信号,计算所述过零信号的有效值;
初始状态测量功能块,用于测量所述振动系统良好运行状态下的振动信息,并根据所述良好运行状态下的振动信息提供所述门限值至所述振动诊断功能块;
功能包逻辑管理与诊断功能块,用于对各功能块的工作状态进行评估。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其中,所述实时获取振动系统的低频周期性振动信号包括:
实时获取振动系统的振动信号(S11);和,
对所述振动信号进行低通滤波,获得所述低频周期性振动信号(S12)。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述振动系统的振动信号包括转速偏差信号。
8.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其中,所述可调用文件为与所述振动系统的驱动系统适配的可调用库文件。
9.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其中所述方法用于监测驱动传动系。
10.一种振动监测装置,包括:
信号获取模块(401),用于实时获取振动系统的低频周期性振动信号;和
文件调用模块(402),用于调用用于进行振动监测的可调用文件,对实时获取的所述低频周期性振动信号进行处理,确定所述振动系统的振动状态;
其中,所述可调用文件设置于所述振动系统中,所述可调用文件中封装有至少一功能块,所述至少一功能块用于根据所述振动系统的低频周期性振动信号获得对应于所述低频周期性振动信号的振动峰值,并根据获得的所述振动峰值确定所述振动系统的振动状态以进行振动监测。
11.一种驱动系统,包括:处理器(602)、存储器(604)、通信接口和通信总线(610),所述处理器(602)、所述存储器(604)和所述通信接口通过所述通信总线(610)完成相互间的通信;
所述存储器用于存放至少一可执行指令,所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-9中任一项所述的振动监测方法对应的操作。
12.一种工控设备,包括:如权利要求11所述的驱动系统。
13.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的振动监测方法。
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