CN111930058A - 一种伺服驱动器故障监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服驱动器故障监测系统及方法，其包括有伺服驱动器和上位机，伺服驱动器包括有三环控制模块、报警模块和数据采集模块，其中：三环控制模块用于控制电机运行，并且当报警事件发生时，触发报警模块和数据采集模块；报警模块用于记录报警事件信息并写入伺服驱动器的内部存储空间；数据采集模块用于周期性地记录用户配置的通道数据，并在报警事件发生时，将所记录的通道数据保存于伺服驱动器的内部存储空间；上位机用于当伺服驱动器开机时，向伺服驱动器读取报警模块记录的报警事件信息以及数据采集模块记录的通道数据。本发明可避免因掉电而丢失数据、能精确定位故障发生时间、可灵活配置运行参数与触发条件。

Description

一种伺服驱动器故障监测系统及方法

技术领域

本发明涉及伺服驱动器，尤其涉及一种伺服驱动器故障监测系统及方法。

背景技术

伺服驱动器是在工业生产中广泛使用的一种电气设备，用于准确执行生产设备中需要的一些机械工艺流程，设备厂商在设计研发一款新的设备时通常需要耗费大量时间在伺服电机驱动和工艺流程上，因此有效的排除和发现伺服驱动器的故障，可以节省设备商的大量时间，具有很大的经济价值。

在传统的伺服驱动器数据采集装置中，将数据保存在电路系统中的RAM中，需要在线读取数据，一旦掉电，采集的数据全部丢失，需要专人在现场进行在线采集，耗费时间和精力，给设备调试和研发造成了诸多不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种可避免因掉电而丢失数据、能精确定位故障发生时间、可灵活配置运行参数与触发条件的伺服驱动器故障监测系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种伺服驱动器故障监测系统，其包括有伺服驱动器和上位机，所述伺服驱动器包括有三环控制模块、报警模块和数据采集模块，其中：所述三环控制模块用于控制电机运行，并且当报警事件发生时，触发所述报警模块和所述数据采集模块；所述报警模块用于记录报警事件信息并写入所述伺服驱动器的内部存储空间；所述数据采集模块用于周期性地记录用户配置的通道数据，并在报警事件发生时，将所记录的通道数据保存于所述伺服驱动器的内部存储空间；所述上位机用于当所述伺服驱动器开机时，向所述伺服驱动器读取所述报警模块记录的报警事件信息以及所述数据采集模块记录的通道数据。

优选地，所述伺服驱动器包括有数据保存模块，所述数据保存模块用于将所述报警模块记录的报警事件信息以及所述数据采集模块记录的通道数据保存于所述伺服驱动器的内部flash。

优选地，所述伺服驱动器包括有控制接口模块，所述控制接口模块作为交互中间层，用于实现所述伺服驱动器与所述上位机之间的数据交互。

优选地，所述伺服驱动器包括有通讯模块，所述通讯模块用于与所述上位机建立通讯，并通过所述控制接口模块对所述伺服驱动器的内部软件模块进行控制以及进行状态读取。

优选地，所述伺服驱动器配置的伺服驱动器参数包括采集通道、触发延时、采样间隔和触发条件。

优选地，所述触发条件为报警触发、通道条件触发、手动触发、DI DO触发和伺服驱动器参数触发中的任意一种。

一种伺服驱动器故障监测方法，该方法基于一系统实现，所述系统包括有伺服驱动器和上位机，所述伺服驱动器包括有三环控制模块、报警模块和数据采集模块，所述方法包括：监测步骤：所述三环控制模块控制电机运行，并且当报警事件发生时，触发所述报警模块和所述数据采集模块；报警记录步骤：所述报警模块记录报警事件信息并写入所述伺服驱动器的内部存储空间；数据保存步骤：所述数据采集模块周期性地记录用户配置的通道数据，并在报警事件发生时，将所记录的通道数据保存于所述伺服驱动器的内部存储空间；开机读取步骤：当所述伺服驱动器开机时，所述上位机向所述伺服驱动器读取所述报警模块记录的报警事件信息以及所述数据采集模块记录的通道数据。

优选地，所述开机读取步骤包括：步骤S1，系统初始化；步骤S2，判断所述伺服驱动器内部存储空间是否有已经保存的数据，若是，则执行步骤S3，若否，则执行步骤S4；步骤S3，对所述伺服驱动器内部空间中已有数据保存的标志位进行设置，以供所述上位机获取该数据保存状态；步骤S4，所述上位机对所述伺服驱动器进行配置，使能数据采集和保存功能；步骤S5，实时进行数据采集，直至报警触发时，将所述报警模块记录的报警事件信息以及所述数据采集模块记录的通道数据保存于所述伺服驱动器，同时对已采集到数据的标志位进行设置；步骤S6，所述上位机读取所述伺服驱动器内部空间所保存的数据；步骤S7，所述上位机读取数据完成。

优选地，所述步骤S4中，所述伺服驱动器配置的参数包括采集通道、触发延时、采样间隔和触发条件。

优选地，所述步骤S4中配置的触发条件为报警触发、通道条件触发、手动触发、DIDO触发和伺服驱动器参数触发中的任意一种。

本发明公开的伺服驱动器故障监测系统中，利用所述报警模块记录报警信号和报警发生的时间，利用所述数据采集模块实时采集和保存报警触发后的采样数据。相比现有技术而言，本发明系统中报警触发的数据可以持续保存在伺服驱动器内，当系统掉电时不会丢失数据，同时，能够将伺服驱动器报警时间进行有效保存，不会因断电而丢失报警信息；再次，本发明可以对期望采集的数据进行灵活配置，采集时间精度也可以灵活调整。此外，本发明可以实现离线等待触发，通过上位机配置好后可一直处于等待触发模式。基于上述特点可见，本发明可避免因掉电而丢失数据，能精确定位故障发生时间，可实现灵活配置运行参数与触发条件，较好地满足了应用需求。

附图说明

图1为本发明伺服驱动器故障监测系统的组成框图；

图2为本发明伺服驱动器故障监测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

本发明公开了一种伺服驱动器故障监测系统，请参见图1，其包括有伺服驱动器1和上位机2，所述伺服驱动器1包括有三环控制模块10、报警模块11和数据采集模块12，其中：

所述三环控制模块10用于控制电机运行，并且当报警事件发生时，触发所述报警模块11和所述数据采集模块12；

所述报警模块11用于记录报警事件信息并写入所述伺服驱动器1的内部存储空间；

所述数据采集模块12用于周期性地记录用户配置的通道数据，并在报警事件发生时，将所记录的通道数据保存于所述伺服驱动器1的内部存储空间；

所述上位机2用于当所述伺服驱动器1开机时，向所述伺服驱动器1读取所述报警模块11记录的报警事件信息以及所述数据采集模块12记录的通道数据。

上述系统中，利用所述报警模块11记录报警信号和报警发生的时间，利用所述数据采集模块12实时采集和保存报警触发后的采样数据。相比现有技术而言，本发明系统中报警触发的数据可以持续保存在伺服驱动器1内，当系统掉电时不会丢失数据，同时，能够将伺服驱动器报警时间进行有效保存，不会因断电而丢失报警信息；再次，本发明可以对期望采集的数据进行灵活配置，采集时间精度也可以灵活调整。此外，本发明可以实现离线等待触发，通过上位机配置好后可一直处于等待触发模式。基于上述特点可见，本发明可避免因掉电而丢失数据，能精确定位故障发生时间，可实现灵活配置运行参数与触发条件，较好地满足了应用需求。

进一步地，所述伺服驱动器1包括有数据保存模块13，所述数据保存模块13用于将所述报警模块11记录的报警事件信息以及所述数据采集模块12记录的通道数据保存于所述伺服驱动器1的内部flash。

作为一种优选方式，所述伺服驱动器1包括有控制接口模块14，所述控制接口模块14作为交互中间层，用于实现所述伺服驱动器1与所述上位机2之间的数据交互。

本实施例中，所述伺服驱动器1包括有通讯模块15，所述通讯模块15用于与所述上位机2建立通讯，并通过所述控制接口模块14对所述伺服驱动器1的内部软件模块进行控制以及进行状态读取。

关于参数配置过程，本实施例中，所述伺服驱动器1配置的伺服驱动器参数包括采集通道、触发延时、采样间隔和触发条件。

根据不同的触发需求，本实施例中，所述触发条件为报警触发、通道条件触发、手动触发、DI DO触发和伺服驱动器参数触发中的任意一种。

本发明系统在执行过程中，首先配置伺服驱动器参数，设置采集通道，触发延时，采样间隔等参数，将采集装置设置为报警触发、通道条件触发、手动触发、DI DO触发、伺服驱动器参数触发中的一种，并且开启采集装置触发后保存功能，此时伺服驱动器处于持续采集数据并等待报警发生的状态。可以断开和上位机的通讯电缆，上位机可以离线等待报警触发。

当报警发生时，报警模块会将本次报警号码和发生时间写入伺服驱动器，同时数据采集装置会进行触发，保存本次采集到的数据到伺服内部存储空间。即使设备断电，上位机和伺服驱动器连接后也可以正确读取采集装置的配置信息和采集到的数据。报警记录列表及其报警发生的时间也可以获取，对于用户分析故障更为便利。

相比现有技术而言，本发明可以将伺服驱动器数据采集装置捕获的有效信息保存，即使断电重启，也可以通过上位机软件读出采集装置触发时的伺服驱动器内部数据情况，便于精确的排除故障。触发方式灵活，分别支持报警触发、通道条件触发、手动触发、DIDO触发、伺服驱动器内部参数触发。同时本发明保存数据方式灵活，保存信息丰富；用户可以配置需要查看的内部数据和采集频率等，记录了每个报警触发时的时间和对应的报警代码，进一步提升了伺服驱动器的使用便利性。

为了更好地描述本发明的技术方案，本发明还公开了一种伺服驱动器故障监测方法，结合图1和图2所示，该方法基于一系统实现，所述系统包括有伺服驱动器1和上位机2，所述伺服驱动器1包括有三环控制模块10、报警模块11和数据采集模块12，所述方法包括：

监测步骤：所述三环控制模块10控制电机运行，并且当报警事件发生时，触发所述报警模块11和所述数据采集模块12；

报警记录步骤：所述报警模块11记录报警事件信息并写入所述伺服驱动器1的内部存储空间；

数据保存步骤：所述数据采集模块12周期性地记录用户配置的通道数据，并在报警事件发生时，将所记录的通道数据保存于所述伺服驱动器1的内部存储空间；

开机读取步骤：当所述伺服驱动器1开机时，所述上位机2向所述伺服驱动器1读取所述报警模块11记录的报警事件信息以及所述数据采集模块12记录的通道数据。

上述方法中，伺服驱动器三环控制模块负责执行电机的运行控制功能，同时向报警模块输出警报，向数据采集模块输出数据。控制接口模块作为和上位机PC的交互中间层，通讯模块通过控制接口模块实现对伺服驱动器内部软件模块的控制和状态读取。报警模块监测是否存在报警发生，同时记录报警信息。数据采集模块周期性记录用户配置的通道数据，并等待触发事件，结束周期性记录。数据保存模块的功能是将数据采集模块或者报警模块需要保存的数据写入伺服驱动器内部flash。

作为一种优选方式，所述开机读取步骤包括：

步骤S1，系统初始化；

步骤S2，判断所述伺服驱动器1内部存储空间是否有已经保存的数据，若是，则执行步骤S3，若否，则执行步骤S4；

步骤S3，对所述伺服驱动器1内部空间中已有数据保存的标志位进行设置，以供所述上位机2获取该数据保存状态；

步骤S4，所述上位机2对所述伺服驱动器1进行配置，使能数据采集和保存功能；

步骤S5，实时进行数据采集，直至报警触发时，将所述报警模块11记录的报警事件信息以及所述数据采集模块12记录的通道数据保存于所述伺服驱动器1，同时对已采集到数据的标志位进行设置；

步骤S6，所述上位机2读取所述伺服驱动器1内部空间所保存的数据；

步骤S7，所述上位机2读取数据完成。

本实施例中，所述步骤S4中，所述伺服驱动器1配置的参数包括采集通道、触发延时、采样间隔和触发条件。

进一步地，所述步骤S4中配置的触发条件为报警触发、通道条件触发、手动触发、DI DO触发和伺服驱动器参数触发中的任意一种。

本发明方法在执行过程中，待伺服驱动器上电后，采集装置软件模块初始化，上位机在伺服驱动器开机后，依据伺服内部的参数保存情况，提示用户伺服驱动器内部有无采集到的数据存在：如果存在，用户可以直接读取数据配置情况和保存的采集数据。当用户需要修改采集装置的配置情况时，需要先将内部数据读取，确保清除伺服驱动器内部标志位，才可重新进行实时检测；如果伺服驱动器内部没有保存的故障采集数据，需要重新配置采集通道、采样分辨率…,并启动采集装置处于的采集状态，待伺服驱动器故障触发后，将用户配置的采集数据保存到驱动器中，通过上位机读取即可。

本发明公开的伺服驱动器故障监测系统及方法，其相比现有技术而言的有益效果在于，首先本发明通过报警触发的数据可以保存在伺服驱动器内，可以一直保存，掉电不会丢失。其次，本发明系统中，伺服驱动器的报警时间可以有效保存，断电不会丢失，报警时间采用高精度定时器，便于精确定位故障时间。再次，本发明系统中，伺服驱动器内部期望采集的数据可以灵活配置，采集时间精度也可以调整。此外，本发明数据采集装置触发条件设置灵活多样，具体可支持报警触发、通道条件触发、手动触发、DI DO触发、伺服驱动器内部参数触发等等。实际应用中，本发明伺服驱动器内部数据采集装置可以离线等待触发，通过上位机配置好后一直处于等待触发模式，较好地满足了用户需要和应用需求。

以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种伺服驱动器故障监测系统，其特征在于，包括有伺服驱动器(1)和上位机(2)，所述伺服驱动器(1)包括有三环控制模块(10)、报警模块(11)和数据采集模块(12)，其中：

所述三环控制模块(10)用于控制电机运行，并且当报警事件发生时，触发所述报警模块(11)和所述数据采集模块(12)；

所述报警模块(11)用于记录报警事件信息并写入所述伺服驱动器(1)的内部存储空间；

所述数据采集模块(12)用于周期性地记录用户配置的通道数据，并在报警事件发生时，将所记录的通道数据保存于所述伺服驱动器(1)的内部存储空间；

所述上位机(2)用于当所述伺服驱动器(1)开机时，向所述伺服驱动器(1)读取所述报警模块(11)记录的报警事件信息以及所述数据采集模块(12)记录的通道数据。

2.如权利要求1所述的伺服驱动器故障监测系统，其特征在于，所述伺服驱动器(1)包括有数据保存模块(13)，所述数据保存模块(13)用于将所述报警模块(11)记录的报警事件信息以及所述数据采集模块(12)记录的通道数据保存于所述伺服驱动器(1)的内部flash。

3.如权利要求1所述的伺服驱动器故障监测系统，其特征在于，所述伺服驱动器(1)包括有控制接口模块(14)，所述控制接口模块(14)作为交互中间层，用于实现所述伺服驱动器(1)与所述上位机(2)之间的数据交互。

4.如权利要求3所述的伺服驱动器故障监测系统，其特征在于，所述伺服驱动器(1)包括有通讯模块(15)，所述通讯模块(15)用于与所述上位机(2)建立通讯，并通过所述控制接口模块(14)对所述伺服驱动器(1)的内部软件模块进行控制以及进行状态读取。

5.如权利要求1所述的伺服驱动器故障监测系统，其特征在于，所述伺服驱动器(1)配置的伺服驱动器参数包括采集通道、触发延时、采样间隔和触发条件。

6.如权利要求5所述的伺服驱动器故障监测系统，其特征在于，所述触发条件为报警触发、通道条件触发、手动触发、DIDO触发和伺服驱动器参数触发中的任意一种。

7.一种伺服驱动器故障监测方法，其特征在于，该方法基于一系统实现，所述系统包括有伺服驱动器(1)和上位机(2)，所述伺服驱动器(1)包括有三环控制模块(10)、报警模块(11)和数据采集模块(12)，所述方法包括：

监测步骤：所述三环控制模块(10)控制电机运行，并且当报警事件发生时，触发所述报警模块(11)和所述数据采集模块(12)；

报警记录步骤：所述报警模块(11)记录报警事件信息并写入所述伺服驱动器(1)的内部存储空间；

数据保存步骤：所述数据采集模块(12)周期性地记录用户配置的通道数据，并在报警事件发生时，将所记录的通道数据保存于所述伺服驱动器(1)的内部存储空间；

开机读取步骤：当所述伺服驱动器(1)开机时，所述上位机(2)向所述伺服驱动器(1)读取所述报警模块(11)记录的报警事件信息以及所述数据采集模块(12)记录的通道数据。

8.如权利要求7所述的伺服驱动器故障监测方法，其特征在于，所述开机读取步骤包括：

步骤S1，系统初始化；

步骤S2，判断所述伺服驱动器(1)内部存储空间是否有已经保存的数据，若是，则执行步骤S3，若否，则执行步骤S4；

步骤S3，对所述伺服驱动器(1)内部空间中已有数据保存的标志位进行设置，以供所述上位机(2)获取该数据保存状态；

步骤S4，所述上位机(2)对所述伺服驱动器(1)进行配置，使能数据采集和保存功能；

步骤S5，实时进行数据采集，直至报警触发时，将所述报警模块(11)记录的报警事件信息以及所述数据采集模块(12)记录的通道数据保存于所述伺服驱动器(1)，同时对已采集到数据的标志位进行设置；

步骤S6，所述上位机(2)读取所述伺服驱动器(1)内部空间所保存的数据；

步骤S7，所述上位机(2)读取数据完成。

9.如权利要求8所述的伺服驱动器故障监测方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述伺服驱动器(1)配置的参数包括采集通道、触发延时、采样间隔和触发条件。

10.如权利要求9所述的伺服驱动器故障监测方法，其特征在于，所述步骤S4中配置的触发条件为报警触发、通道条件触发、手动触发、DIDO触发和伺服驱动器参数触发中的任意一种。

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