CN115046579B - 一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理系统及方法，系统：数据分析处理设备通过网络化分布式数据采集设备与振动加速度传感器一、振动加速度传感器二、电能质量参数采集分析模块一、电能质量参数采集分析模块二、电能质量参数采集分析模块三、振动速度传感器、温度传感器一、温度传感器二和温度传感器三连接；方法：布置传感器并通过网络化分布式数据采集设备建立与数据分析处理设备的连接；对采集的信号进行处理；对处理后的信号进行综合分析，判定各电机运行健康状态，并在出现故障后，在显示界面显示报警信息，并提示维护信息。该系统和方法能在线式的实现早期故障的诊断，能辅助维护管理人员在设备运行故障发生早期进行维修保养计划制定。
Description
技术领域
本发明属于工程机械监测技术领域，具体涉及一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理系统及方法。
背景技术
目前，我国的基础设施建设及建筑工程飞速发展，水泥砂浆等各类建筑材料每年的需求量也在与日俱增。砂浆作为重要的建筑材料之一，已经由高污染高能耗的现场搅拌方式转变为由专业工厂进行配料和混合而生产的预拌方式，这种转变推动了预拌砂浆成套装备的快速发展。
预拌砂浆成套装备是生产预拌砂浆的大型流程式生产线，其可生产干拌砂浆、湿拌砂浆等多类型砂浆产品。现阶段，施工现场拌制砂浆与现代工程质量、环境保护的要求极不相适应，同时，国家严令禁止建筑现场搅拌砂浆，进一步催动了预拌方式的强制使用。作为预拌砂浆生产的关键技术装备，预拌砂浆设备已列入国家战略性新兴产业领域之中。在现有技术中，由于预拌砂浆成套装备目前仍处于发展初期，其存在智能化程度低、设备产能小、耗能高、微量添加剂难以分散均匀、计量精度低等诸多不足，特别是核心部件的运行维护目前仍需根据人工经验去完成，缺乏相关智能的诊断维护方法。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理系统及方法，该系统有助于实现对成套装备关键部件运行状态进行监测；该方法能综合振动信号分析诊断结果与电能质量参数异常值判定预拌砂浆成套装备关键部件故障，能在线式的实现早期故障的诊断，能辅助预拌砂浆成套装备维护管理人员在设备运行故障发生早期进行维修保养计划制定，可避免由于设备故障引起异常停机状况的出现。
为了实现上述目的，本发明提供一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理系统，包括振动加速度传感器一、振动加速度传感器二、电能质量参数采集分析模块一、电能质量参数采集分析模块二、电能质量参数采集分析模块三、振动速度传感器、温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、网络化分布式数据采集设备和数据分析处理设备；
所述振动加速度传感器一设置在制砂机两个驱动电机轴承部位，用于采集制砂机驱动电机的加速度信号一；
所述振动加速度传感器二设置在制砂机减速机部位，用于采集制砂机减速机的加速度信号二；
电能质量参数采集分析模块一设置在制砂机电机动力电源线上，用于采集制砂机电机的电能质量参数信号一；
所述电能质量参数采集分析模块二设置在提升机电机动力电源线上，用于采集提升机电机的电能质量参数信号二；
所述电能质量参数采集分析模块三设置在振动筛电机动力电源线上，用于采集振动筛电机的电能质量参数信号三；
所述振动速度传感器水平设置在提升机钢结构上，且多个振动速度传感器分布式布置，用于采集提升机钢结构的振动速度信号；
所述温度传感器一设置在制砂机电机外壳上，用于采集制砂机电机的温度信号一；
所述温度传感器二设置在提升机电机外壳上，用于采集提升机电机的温度信号二；
所述温度传感器三设置在振动筛电机外壳上，用于采集振动筛电机的温度信号三；
所述数据分析处理设备通过多个网络化分布式数据采集设备分别与振动加速度传感器一、振动加速度传感器二、电能质量参数采集分析模块一、电能质量参数采集分析模块二、电能质量参数采集分析模块三、振动速度传感器、温度传感器一、温度传感器二和温度传感器三连接，用于根据接收到的加速度信号一、加速度信号二、电能质量参数信号一、电能质量参数信号二、电能质量参数信号三、振动速度信号、温度信号一、温度信号二和温度信号三，对制砂机的振动状态、电机负载状态和温度状态进行分析，对提升机钢结构振动状态、电机负载状态和温度状态进行分析，对振动筛的振动情况、电机负载状态和温度状态进行分析，对各电机运行过程中相电压、线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波功率数值与日常运行状态下的数值的对比，并根据分析对比结果判定电机运行的健康状态，并用于综合振动信号分析诊断结果与电能质量参数异常值判定预拌砂浆成套装备关键部件故障后，通过显示界面进行报警信息和提示信息的显示。
作为一种优选，所述数据分析处理设备为工控机，所述显示界面为工控机上的人机交互界面。
本发明通过振动、电流、电压等多种传感器及网络化分布式数据采集设备的设置，能方便的制砂机、提升机和振动筛的相关核心部件的多种物理量信息进行采集，进而可以便于数据分析处理设备通过多种信号的分析对预拌砂浆成套装备核心部件的健康状态进行监测，并能有助于通过故障预警算法实现预测性的维护提示。
本发明还提供了一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理方法，包括以下步骤：
步骤一：在制砂机两个驱动电机轴承部位、制砂机减速机部位各自安装振动加速度传感器，用于采集振动加速度信号；
在制砂机电机、提升机电机、振动筛电机动力电源线上各自布置电能质量参数采集分析模块，用于电能质量参数信号的采集；
在提升机钢结构上分布式布置水平方向振动速度传感器，用于采集振动速度信号；
在制砂机、提升机、振动筛电机外壳上各自布置温度传感器，用于采集温度信号；
步骤二：利用多个网络化分布式数据采集设备分别建立振动加速度传感器、电能质量参数采集分析模块、振动速度传感器和温度传感器与数据分析处理设备的电性连接；
步骤三：数据分析处理设备通过网络化分布式数据采集设备接收振动加速度信号、电能质量参数信号、振动速度信号和温度信号，并按如下方法对信号进行处理；
S1：对采样时长为T、采样间隔为Δt的信号X(t)进行Hilbert-Huang变换，得到时频谱H(ω,t)为二维数组，二维数组大小为M×N，其中，M为时域网格数，其根据公式(1) 计算得到；N为频域网格数，其根据公式(2)计算得到；
M＝T/Δt (1)；
式中，1/(nΔt)为设定的分析频率，其中，n为根据需求设定的常数；1/T为信号X(t)的频域分辨率，单位为Hz；
S2：从M×N的时频谱矩阵中抽取不同频率区间下的能量时间序列xn(t)，n∈(1,N)；
S3：在能量时间序列xn(t)中设置长度为2d+1点的滑动窗口，其中，式中 fs为采样率，c为计算次数，ff为故障特征频率，/>为向上取整偶数运算符；
S4：对不同频率区间上的能量时间序列进行二值化，构建二进制矩阵B(t,f)，当 |xn(ti)|＝max{|xn(tk)|:i-d≤k≤i+d}时，令Bn(ti)＝1，否则Bn(ti)＝0，即窗口的中点能量值为局部能量极值时，其权重设定为1，否则为0；
S5：重复N次步骤2，得到N个二值化时间序列，即大小为M×N的二进制矩阵B(t,f)，该矩阵称为二进制谱；
S6：设置不同的窗口长度2d+1，多次重复S2和S3，得到多尺度二进制谱；
S7：通过计算得到C个不同尺度下的二进制谱B1(t,f),B2(t,f),…,BC(t,f)，并根据公式(3) 分别对其进行频域求和得到能量权重时间序列；
S8：根据公式(4)对能量权重时间序列进行功率谱分析，即可得到能够反映故障特征频率的频谱；
式中，FW(ω)为W(t)的傅里叶变换；
S9：通过得到的能量权重法分析结果并根据被测部件的故障特征频率对比，给出制砂机、提升机和振动筛故障信息；同时，通过对各电机运行过程中相电压、线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波功率数值与日常运行状态下数值的对比，判定各电机运行健康状态；
S10：综合振动信号分析诊断结果与电能质量参数异常值判定预拌砂浆成套装备关键部件故障后，在显示界面显示报警信息，并提示维护信息。
作为一种优选，所述数据分析处理设备为工控机。
作为一种优选，与振动速度传感器连接的网络化分布式数据采集设备具备4通道模拟- 数字信号转换通道，且各通道均能进行同步数据采集，数据采样频率400kS/s，量程±5V，分辨率24bit，数据输出接口为以太网或Wi-Fi。
作为一种优选，与电能质量参数采集分析模块连接的网络化分布式数据采集设备具备三线四线制电气参数采集分析功能，量程为380VAC，60A，输出参数包括相电压、线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波功率和累计电量，数据输出接口为以太网或Wi-Fi。
作为一种优选，与温度传感器连接的网络化分布式数据采集设备具备多种型号热电偶兼容性，具备5VDC、12VDC供电能力，数据输出接口为以太网。
作为一种优选，所述数据分析处理设备通过网络交换机与多个网络化分布式数据采集设备连接。
本发明利用网络化分布式数据采集设备对振动加速度、电能质量参数、振动速度、温度等物理量进行收集，并传输给数据分析处理设备进行分析处理，进而能综合振动信号分析诊断结果与电能质量参数异常值判定预拌砂浆成套装备关键部件故障，实现了早期故障诊断，可以辅助预拌砂浆成套装备维护管理人员在设备运行故障发生早期进行维修保养计划的制定，避免了由于设备故障引起异常停机状况的出现。通过能量权重法对振动信号进行分析，降低了多源噪声干扰，实现了早期微弱故障的辨识，有效的提高了监测结果的精确性。本方法可以在线式的对成套装备关键部件运行状态进行监测，并能作出健康预警，同时，可以便于实现报警信息和维护信息的直观显示，能便于操作人员及时发现异常状况，并能有利于快速应对突发情况，提高了响应的及时性。
附图说明
图1是本发明中在线监测管理系统的原理框图；
图2是本发明中能量权重法的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理系统，包括振动加速度传感器一、振动加速度传感器二、电能质量参数采集分析模块一、电能质量参数采集分析模块二、电能质量参数采集分析模块三、振动速度传感器、温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、网络化分布式数据采集设备和数据分析处理设备；
所述振动加速度传感器一设置在制砂机两个驱动电机轴承部位，用于采集制砂机驱动电机的加速度信号一；
所述振动加速度传感器二设置在制砂机减速机部位，用于采集制砂机减速机的加速度信号二；
电能质量参数采集分析模块一设置在制砂机电机动力电源线上，用于采集制砂机电机的电能质量参数信号一；
所述电能质量参数采集分析模块二设置在提升机电机动力电源线上，用于采集提升机电机的电能质量参数信号二；
所述电能质量参数采集分析模块三设置在振动筛电机动力电源线上，用于采集振动筛电机的电能质量参数信号三；
所述振动速度传感器水平设置在提升机钢结构上，且多个振动速度传感器分布式布置，用于采集提升机钢结构的振动速度信号；
所述温度传感器一设置在制砂机电机外壳上，用于采集制砂机电机的温度信号一；
所述温度传感器二设置在提升机电机外壳上，用于采集提升机电机的温度信号二；
所述温度传感器三设置在振动筛电机外壳上，用于采集振动筛电机的温度信号三；
所述数据分析处理设备通过多个网络化分布式数据采集设备分别与振动加速度传感器一、振动加速度传感器二、电能质量参数采集分析模块一、电能质量参数采集分析模块二、电能质量参数采集分析模块三、振动速度传感器、温度传感器一、温度传感器二和温度传感器三连接，用于根据接收到的加速度信号一、加速度信号二、电能质量参数信号一、电能质量参数信号二、电能质量参数信号三、振动速度信号、温度信号一、温度信号二和温度信号三，对制砂机的振动状态、电机负载状态和温度状态进行分析，对提升机钢结构振动状态、电机负载状态和温度状态进行分析，对振动筛的振动情况、电机负载状态和温度状态进行分析，对各电机运行过程中相电压、线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波功率数值与日常运行状态下的数值的对比，并根据分析对比结果判定电机运行的健康状态，并用于综合振动信号分析诊断结果与电能质量参数异常值判定预拌砂浆成套装备关键部件故障后，通过显示界面进行报警信息和提示信息的显示。
作为一种优选，所述数据分析处理设备为工控机，所述显示界面为工控机上的人机交互界面。
本发明通过振动、电流、电压等多种传感器及网络化分布式数据采集设备的设置，能方便的制砂机、提升机和振动筛的相关核心部件的多种物理量信息进行采集，进而可以便于数据分析处理设备通过多种信号的分析对预拌砂浆成套装备核心部件的健康状态进行监测，并能有助于通过故障预警算法实现预测性的维护提示。
本发明还提供了一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理方法，包括以下步骤：
步骤一：在制砂机两个驱动电机轴承部位、制砂机减速机部位各自安装振动加速度传感器，用于采集振动加速度信号；
在制砂机电机、提升机电机、振动筛电机动力电源线上各自布置电能质量参数采集分析模块，用于电能质量参数信号的采集；
在提升机钢结构上分布式布置水平方向振动速度传感器，用于采集振动速度信号；
在制砂机、提升机、振动筛电机外壳上各自布置温度传感器，用于采集温度信号；
步骤二：利用多个网络化分布式数据采集设备分别建立振动加速度传感器、电能质量参数采集分析模块、振动速度传感器和温度传感器与数据分析处理设备的电性连接；
步骤三：如图2所示，数据分析处理设备通过网络化分布式数据采集设备接收振动加速度信号、电能质量参数信号、振动速度信号和温度信号，并按如下方法对信号进行处理；
S1：对采样时长为T、采样间隔为Δt的信号X(t)进行Hilbert-Huang变换，得到时频谱H(ω,t)为二维数组，二维数组大小为M×N，其中，M为时域网格数，其根据公式(1) 计算得到；N为频域网格数，其根据公式(2)计算得到；
M＝T/Δt (1)；
式中，1/(nΔt)为设定的分析频率，其中，n为根据需求设定的常数；1/T为信号X(t)的频域分辨率，单位为Hz；
S2：从M×N的时频谱矩阵中抽取不同频率区间下的能量时间序列xn(t)，n∈(1,N)；
S3：在能量时间序列xn(t)中设置长度为2d+1点的滑动窗口，其中，式中 fs为采样率，c为计算次数，ff为故障特征频率，/>为向上取整偶数运算符；
S4：对不同频率区间上的能量时间序列进行二值化，构建二进制矩阵B(t,f)，当 |xn(ti)|＝max{|xn(tk)|:i-d≤k≤i+d}时，令Bn(ti)＝1，否则Bn(ti)＝0，即窗口的中点能量值为局部能量极值时，其权重设定为1，否则为0；
S5：重复N次步骤2，得到N个二值化时间序列，即大小为M×N的二进制矩阵B(t,f)，该矩阵称为二进制谱；
S6：设置不同的窗口长度2d+1，多次重复S2和S3，得到多尺度二进制谱；
S7：通过计算得到C个不同尺度下的二进制谱B1(t,f),B2(t,f),…,BC(t,f)，并根据公式(3) 分别对其进行频域求和得到能量权重时间序列；
S8：根据公式(4)对能量权重时间序列进行功率谱分析，即可得到能够反映故障特征频率的频谱；
式中，FW(ω)为W(t)的傅里叶变换；
S9：通过得到的能量权重法分析结果并根据被测部件的故障特征频率对比，给出制砂机、提升机和振动筛故障信息；同时，通过对各电机运行过程中相电压、线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波功率数值与日常运行状态下数值的对比，判定各电机运行健康状态；
S10：综合振动信号分析诊断结果与电能质量参数异常值判定预拌砂浆成套装备关键部件故障后，在显示界面显示报警信息，并提示维护信息。
作为一种优选，所述数据分析处理设备为工控机。
作为一种优选，与振动速度传感器连接的网络化分布式数据采集设备具备4通道模拟- 数字信号转换通道，且各通道均能进行同步数据采集，数据采样频率400kS/s，量程±5V，分辨率24bit，数据输出接口为以太网或Wi-Fi。
作为一种优选，与电能质量参数采集分析模块连接的网络化分布式数据采集设备具备三线四线制电气参数采集分析功能，量程为380VAC，60A，输出参数包括相电压、线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波功率和累计电量，数据输出接口为以太网或Wi-Fi。
作为一种优选，与温度传感器连接的网络化分布式数据采集设备具备多种型号热电偶兼容性，具备5VDC、12VDC供电能力，数据输出接口为以太网。
作为一种优选，所述数据分析处理设备通过网络交换机与多个网络化分布式数据采集设备连接。
本发明利用网络化分布式数据采集设备对振动加速度、电能质量参数、振动速度、温度等物理量进行收集，并传输给数据分析处理设备进行分析处理，进而能综合振动信号分析诊断结果与电能质量参数异常值判定预拌砂浆成套装备关键部件故障，实现了早期故障诊断，可以辅助预拌砂浆成套装备维护管理人员在设备运行故障发生早期进行维修保养计划的制定，避免了由于设备故障引起异常停机状况的出现。通过能量权重法对振动信号进行分析，降低了多源噪声干扰，实现了早期微弱故障的辨识，有效的提高了监测结果的精确性。本方法可以在线式的对成套装备关键部件运行状态进行监测，并能作出健康预警，同时，可以便于实现报警信息和维护信息的直观显示，能便于操作人员及时发现异常状况，并能有利于快速应对突发情况，提高了响应的及时性。
Claims (7)
1.一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：分别在制砂机两个驱动电机轴承部位、制砂机减速机部位各自安装振动加速度传感器，分别用于采集制砂机驱动电机的加速度信号一、制砂机减速机的加速度信号二；分别在制砂机电机、提升机电机、振动筛电机动力电源线上各自布置电能质量参数采集分析模块，分别用于采集制砂机电机的电能质量参数信号一、用于采集提升机电机的电能质量参数信号二和用于采集振动筛电机的电能质量参数信号三；在提升机钢结构上分布式布置水平方向振动速度传感器，用于采集提升机钢结构的振动速度信号；分别在制砂机、提升机、振动筛电机外壳上各自布置温度传感器，分别用于采集制砂机电机的温度信号一、用于采集提升机电机的温度信号二和用于采集振动筛电机的温度信号三；
步骤二：利用多个网络化分布式数据采集设备分别建立振动加速度传感器、电能质量参数采集分析模块、振动速度传感器和温度传感器与数据分析处理设备的电性连接；
步骤三：数据分析处理设备通过网络化分布式数据采集设备接收振动加速度信号、电能质量参数信号、振动速度信号和温度信号，并按如下方法对信号进行处理；
S1：对采样时长为T、采样间隔为Δt的信号X(t) 进行Hilbert-Huang变换，得到时频谱H(ω, t)为二维数组，二维数组大小为M×N，其中，M为时域网格数，其根据公式（1）计算得到；N为频域网格数，其根据公式（2）计算得到；
（1）；
（2）；
式中，1/(nΔt) 为设定的分析频率，其中，n为根据需求设定的常数；1/T为信号X(t)的频域分辨率，单位为Hz；
S2：从M×N的时频谱矩阵中抽取不同频率区间下的能量时间序列x n (t)，n∈(1,N)；
S3：在能量时间序列x n (t)中设置长度为2d+1点的滑动窗口，其中，，式中f s 为采样率，c为计算次数，f f 为故障特征频率，/>为向上取整偶数运算符；
S4：对不同频率区间上的能量时间序列进行二值化，构建二进制矩阵B(t,f)，当时，令B n (t i )=1，否则B n (t i )=0，即窗口的中点能量值为局部能量极值时，其权重设定为1，否则为0；
S5：重复N次步骤2，得到N个二值化时间序列，即大小为M×N的二进制矩阵B(t,f)，该矩阵称为二进制谱；
S6：设置不同的窗口长度2d+1，多次重复S2和S3，得到多尺度二进制谱；
S7：通过计算得到C个不同尺度下的二进制谱B 1(t,f),B 2(t,f),⋯, B C (t,f)，并根据公式（3）分别对其进行频域求和得到能量权重时间序列；
（3）；
S8：根据公式（4）对能量权重时间序列进行功率谱分析，即可得到能够反映故障特征频率的频谱；
（4）；
式中，F W (ω)为W(t)的傅里叶变换；
S9：通过得到的能量权重法分析结果并根据被测部件的故障特征频率对比，给出制砂机、提升机和振动筛故障信息；同时，通过对各电机运行过程中相电压、线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波功率数值与日常运行状态下数值的对比，判定各电机运行健康状态；
S10：综合振动信号分析诊断结果与电能质量参数异常值判定预拌砂浆成套装备关键部件故障后，在显示界面显示报警信息，并提示维护信息。
2.根据权利要求1所述的一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理方法，其特征在于，与振动速度传感器连接的网络化分布式数据采集设备具备4通道模拟-数字信号转换通道，且各通道均能进行同步数据采集，数据采样频率400kS/s，量程±5V，分辨率24bit，数据输出接口为以太网或Wi-Fi。
3.根据权利要求2所述的一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理方法，其特征在于，与电能质量参数采集分析模块连接的网络化分布式数据采集设备具备三线四线制电气参数采集分析功能，量程为380VAC，60A，输出参数包括相电压、线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波功率和累计电量，数据输出接口为以太网或Wi-Fi。
4.根据权利要求3所述的一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理方法，其特征在于，与温度传感器连接的网络化分布式数据采集设备具备多种型号热电偶兼容性，具备5VDC、12VDC供电能力，数据输出接口为以太网。
5.根据权利要求4所述的一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理方法，其特征在于，所述数据分析处理设备通过网络交换机与多个网络化分布式数据采集设备连接。
6.一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理系统，采用如权利要求1至5任一项所述的一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理方法，其特征在于，包括振动加速度传感器一、振动加速度传感器二、电能质量参数采集分析模块一、电能质量参数采集分析模块二、电能质量参数采集分析模块三、振动速度传感器、温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、网络化分布式数据采集设备和数据分析处理设备；
所述振动加速度传感器一设置在制砂机两个驱动电机轴承部位，用于采集制砂机驱动电机的加速度信号一；
所述振动加速度传感器二设置在制砂机减速机部位，用于采集制砂机减速机的加速度信号二；
电能质量参数采集分析模块一设置在制砂机电机动力电源线上，用于采集制砂机电机的电能质量参数信号一；
所述电能质量参数采集分析模块二设置在提升机电机动力电源线上，用于采集提升机电机的电能质量参数信号二；
所述电能质量参数采集分析模块三设置在振动筛电机动力电源线上，用于采集振动筛电机的电能质量参数信号三；
所述振动速度传感器水平设置在提升机钢结构上，且多个振动速度传感器分布式布置，用于采集提升机钢结构的振动速度信号；
所述温度传感器一设置在制砂机电机外壳上，用于采集制砂机电机的温度信号一；
所述温度传感器二设置在提升机电机外壳上，用于采集提升机电机的温度信号二；
所述温度传感器三设置在振动筛电机外壳上，用于采集振动筛电机的温度信号三；
所述数据分析处理设备通过多个网络化分布式数据采集设备分别与振动加速度传感器一、振动加速度传感器二、电能质量参数采集分析模块一、电能质量参数采集分析模块二、电能质量参数采集分析模块三、振动速度传感器、温度传感器一、温度传感器二和温度传感器三连接，用于根据接收到的加速度信号一、加速度信号二、电能质量参数信号一、电能质量参数信号二、电能质量参数信号三、振动速度信号、温度信号一、温度信号二和温度信号三，对制砂机的振动状态、电机负载状态和温度状态进行分析，对提升机钢结构振动状态、电机负载状态和温度状态进行分析，对振动筛的振动情况、电机负载状态和温度状态进行分析，对各电机运行过程中相电压、线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波功率数值与日常运行状态下的数值的对比，并根据分析对比结果判定电机运行的健康状态，并用于综合振动信号分析诊断结果与电能质量参数异常值判定预拌砂浆成套装备关键部件故障后，通过显示界面进行报警信息和提示信息的显示。
7.根据权利要求6所述的一种预拌砂浆成套装备分布式在线监测管理系统，其特征在于，所述数据分析处理设备为工控机，所述显示界面为工控机上的人机交互界面。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103488139A (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-01 | 山东博润工业技术股份有限公司 | 振动设备智能监测系统 |
| KR101432786B1 (ko) * | 2013-11-14 | 2014-09-23 | 엠앤디테크놀로지 주식회사 | 모터의 고장진단방법 및 그 시스템 |
| CN107144303A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-09-08 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种矿用机电设备的故障检测系统、方法及装置 |
| KR101865086B1 (ko) * | 2017-11-15 | 2018-06-07 | (주) 동보파워텍 | 사고데이터 분석과 내부 이상상태 감시 및 진단 기능을 구비한 고장감시진단장치 내장형 수배전반 |
| CN111999087A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-27 | 西京学院 | 基于LabVIEW的振动筛在线状态监测方法 |
| CN113495517A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-12 | 云翔赛博(北京)数字信息科技有限公司 | 筛机筛板脱落快速感知预警方法及系统 |
-
2022
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103488139A (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-01 | 山东博润工业技术股份有限公司 | 振动设备智能监测系统 |
| KR101432786B1 (ko) * | 2013-11-14 | 2014-09-23 | 엠앤디테크놀로지 주식회사 | 모터의 고장진단방법 및 그 시스템 |
| CN107144303A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-09-08 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种矿用机电设备的故障检测系统、方法及装置 |
| KR101865086B1 (ko) * | 2017-11-15 | 2018-06-07 | (주) 동보파워텍 | 사고데이터 분석과 내부 이상상태 감시 및 진단 기능을 구비한 고장감시진단장치 내장형 수배전반 |
| CN111999087A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-27 | 西京学院 | 基于LabVIEW的振动筛在线状态监测方法 |
| CN113495517A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-12 | 云翔赛博(北京)数字信息科技有限公司 | 筛机筛板脱落快速感知预警方法及系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 振动筛负载工况在线智能诊断系统的研发;赵星檑;白龙;;选煤技术;20171225(第06期);全文 * |
| 矿用振动筛激振器故障监测系统设计与实施;姜雪;韩越;蔡道勇;谷明霞;郝妮妮;;矿山机械;20200210(第02期);全文 * |
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