CN115144645A - 一种电气柜智能检测维护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电气柜智能检测维护系统，包括传动导轨，设置于电气柜的四周框架上；活动导轨，包括纵向活动导轨和横向活动导轨，所述纵向活动导轨和所述横向活动导轨均活动连接于所述传动导轨上；元器件质量检测装置，通过导轨驱动机构与所述活动导轨连接，用于对电气柜内的电器元件的电压或电流信号进行测量；网络音视频采集装置，设置于元器件质量检测装置上，并与网关连接，用于进行远程语音通话，并对电气柜内电器元件进行实时监控；PLC控制器，设置于电气柜内，并与所述元器件质量检测装置、所述导轨驱动机构、网络音视频采集装置以及网关通信连接。本发明能够解决控制柜远程调试、远程故障排查、通知以及维护工作实施困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体来说，涉及一种电气柜智能检测维护系统。
背景技术
随着工业的发展，数字化、智能化成为工业控制领域重要的发展热点，工厂控制柜远程调试和检测维护为工控发展开辟了新的空间。远程调试和维护的需求背景主要体现在以下三个方面：第一方面，鉴于目前国内外疫情的严峻形势，以及适应未来疫情常态化的需求，设备调试人员的调动与疫情之前的情况相比缺乏灵活性；第二方面，国内劳动力成本与的增加；第三方面，作为在设备质量水平与控制水平都满足的情况下，提高设备产品竞争力的一种手段。
远程调试及维护工作的基础之一是网络的获取途径便捷以及稳定性，而如今随着互联网技术的飞速发展，4G无线网络理论峰值传输速率可以达到下行100Mbps、上行50Mbps，已经能够基本满足工业领域的需求，并且一般工业厂区都能被4G基站信号所覆盖。而5G网则能够为远程调试及维护工作提供更好的保障。
对于电气控制柜而言，在日常的运行过程中如果发生内部电气元器件故障，如何第一时间发现问题所在，并通知厂内人员进行故障处理，尽量减少给生产线带来的损失尤为重要。但按照以往的经验从柜内元器件故障发生，设备停产，厂内员工发现问题，联系设备厂家排查故障，到最终解决问题回复生产整个的处理周期很长，因此需要一套能够实现柜体的智能检测维护系统。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种电气柜智能检测维护系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种电气柜智能检测维护系统，包括：
传动导轨，设置于电气柜的四周框架上；
活动导轨，包括纵向活动导轨和横向活动导轨，所述纵向活动导轨和所述横向活动导轨均活动连接于所述传动导轨上；
元器件质量检测装置，通过导轨驱动机构与所述活动导轨连接，用于对电气柜内的电器元件的电压或电流信号进行测量；
网络音视频采集装置，设置于元器件质量检测装置上，并与网关连接，用于进行远程语音通话，并对电气柜内电器元件进行实时监控；
PLC控制器，设置于电气柜内，并与所述元器件质量检测装置、所述导轨驱动机构、网络音视频采集装置以及网关通信连接，用于通过DO点位控制导轨驱动机构带动所述元器件质量检测装置以及所述网络音视频采集装置达到指定点位，对与指定点位上的电器元件进行检测。
此外，电气柜智能检测维护系统还包括：行程边界挡铁，安装于所述活动导轨的中部靠近两端边缘处；行程接近开关，安装于所述元器件质量检测装置的边缘上，用于在接近行程边界挡铁时，产生边界信号，并将边界信号发送于所述PLC控制器，促使PLC控制器控制所述导轨驱动机构停止移动。
其中，所述元器件质量检测装置包括：测量笔，用于在所述PLC控制器的控制下对电器元件的电压或电流信号进行测量；测量笔显示屏，与所述测量笔连接，用于显示所述测量笔测量的电压或电流信号的数值；测量笔间距步进调节机构，与所述测量笔连接，用于在所述PLC控制器的控制下调节所述测量笔的测量杆之间的间距；测量笔伸缩步进调节机构，与所述测量笔连接，用于在所述PLC控制器的控制下调节所述测量笔的测量杆的伸缩长度；安装板，与所述导轨驱动机构连接，用于安装所述测量笔、测量笔显示屏、测量笔间距步进调节机构和测量笔伸缩步进调节机构。
其中，所述测量笔伸缩步进调节机构包括：步进电机一，设置于所述安装板上，且所述步进电机一的传动轴上安装有齿轮一，用于为所述测量笔伸缩步进调节机构提供驱动力；齿轮安装块，设置于所述安装板上，且所述齿轮安装块上安装有与所述齿轮一啮合的齿轮二；移动滑块一，与所述安装板滑动连接，且移动滑块一的底侧设置有齿条一；用于通过齿轮一、齿轮二和齿条一，使得步进电机一带动移动滑块一在安装板上滑动，以调节测量笔的位移实现伸缩调整。
其中，所述测量笔间距步进调节机构包括：步进电机二，安装于所述安装板上，且所述步进电机二的传动轴上安装有齿轮三，用于对所述测量笔间距步进调节机构提供驱动力；移动滑块二，与所述移动滑块一滑动连接，且所述测量笔安装于所述移动滑块二上，所述移动滑块二的底侧设置有与所述齿轮三啮合的齿条二，用于在所述步进电机二的驱动下，通过齿轮三和齿条二的传动，产生横向位移，带动测量笔移动调整测量笔之间的间距。
可选的，所述测量笔伸缩步进调节机构的步进电机齿轮传动比为5.2：1。
其中，所述纵向活动导轨和所述横向活动导轨均为齿条导轨。
其中，所述导轨驱动机构包括：纵向移动步进电机，安装于所述安装板上，用于在所述PLC控制器的控制下提供纵向导轨驱动动力；纵向移动减速齿轮组，安装于所述安装板上，并与所述纵向移动步进电机和所述纵向活动导轨啮合，用于在所述纵向移动步进电机的驱动下，带动所述安装板在所述纵向活动导轨上移动；横向移动步进电机，安装于所述安装板上，用于在所述PLC控制器的控制下提供横向导轨驱动动力；横向移动减速齿轮组，安装于所述安装板上，并与所述横向移动步进电机和所述横向活动导轨啮合，用于在所述横向移动步进电机的驱动下，带动所述安装板在所述横向活动导轨上移动。
其中，所述纵向移动步进电机和横向移动步进电机均通过步进电机驱动器与所述PLC控制器连接。
可选的，所述纵向移动步进电机的传动比和所述横向移动步进电机的传动比均为6.8:1，所述纵向移动减速齿轮组的大齿轮与小齿轮的齿轮比以及所述横向移动减速齿轮组的大齿轮与小齿轮的齿轮比均为5.2:1。
有益效果：
本发明通过PLC控制器控制导轨驱动机构在活动导轨上移动，从而带动元器件质量检测装置进行移动，进而可根据点位的控制实现对指定位置的电器元件的质量进行测量，以检查对应的电器元件是否存在问题，同时，通过可移动式的网络音视频采集装置则能够有效的实时监控各个电器元件，并且能够通过实时通话进行现场对话和指导，有效的降低了电气柜的故障率，提高了电气柜的维护性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的电气柜智能检测维护系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的元器件质量检测装置和活动导轨的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的元器件质量检测装置的结构示意图。
图中：
1、传动导轨；2、电气柜；3、活动导轨；4、纵向活动导轨；5、横向活动导轨；6、元器件质量检测装置；7、导轨驱动机构；8、网络音视频采集装置；9、网关；10、PLC控制器；11、行程边界挡铁；12、行程接近开关；13、测量笔；14、测量笔显示屏；15、测量笔间距步进调节机构；16、测量笔伸缩步进调节机构；17、安装板；18、纵向移动步进电机；19、纵向移动减速齿轮组；20、横向移动步进电机；21、横向移动减速齿轮组；22、步进电机驱动器；23、步进电机一；24、齿轮一；25、齿轮安装块；26、齿轮二；27、移动滑块一；28、齿条一；29、步进电机二；30、齿轮三；31、移动滑块二；32、齿条二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种电气柜智能检测维护系统。
如图1-2所示，根据本发明实施例的电气柜智能检测维护系统包括：传动导轨1，设置于电气柜2的四周框架上；活动导轨3，包括纵向活动导轨4和横向活动导轨5，所述纵向活动导轨4和所述横向活动导轨5均活动连接于所述传动导轨1上；元器件质量检测装置6，通过导轨驱动机构7与所述活动导轨3连接，用于对电气柜2内的电器元件的电压或电流信号进行测量；网络音视频采集装置8，设置于元器件质量检测装置6上，并与网关9连接，用于进行远程语音通话，并对电气柜2内电器元件进行实时监控；PLC控制器10，设置于电气柜2内，并与所述元器件质量检测装置6、所述导轨驱动机构7、网络音视频采集装置8以及网关9通信连接，用于通过DO点位控制导轨驱动机构7带动所述元器件质量检测装置6以及所述网络音视频采集装置8达到指定点位，对与指定点位上的电器元件进行检测。
在具体应用时，导轨驱动机构7带动元器件质量检测装置6在活动导轨3上移动，当进行横向移动时，元器件质量检测装置6则会推着纵向活动导轨4一起移动，而当进行纵向移动时，元器件质量检测装置6则会推着横向活动导轨5移动移动。而为了防止元器件质量检测装置6撞击到电气柜2的框架上，还可在所述活动导轨3的中部靠近两端边缘处上设置行程边界挡铁11，在元器件质量检测装置6的边缘上设置行程接近开关12，当行程接近开关12接近行程边界挡铁11时，则行程接近开关12产生边界信号，并将边界信号发送于所述PLC控制器10，促使PLC控制器10控制所述导轨驱动机构7停止移动。
而对于所述元器件质量检测装置来说，具体应用时，其可由以下部件构成：测量笔13，用于在所述PLC控制器10的控制下对电器元件的电压或电流信号进行测量；测量笔显示屏14，与所述测量笔13连接，用于显示所述测量笔13测量的电压或电流信号的数值；测量笔间距步进调节机构15，与所述测量笔13连接，用于在所述PLC控制器10的控制下调节所述测量笔13的测量杆之间的间距；测量笔伸缩步进调节机构16，与所述测量笔13连接，用于在所述PLC控制器10的控制下调节所述测量笔13的测量杆的伸缩长度；安装板17，与所述导轨驱动机构7连接，用于安装所述测量笔13、测量笔显示屏14、测量笔间距步进调节机构15和测量笔伸缩步进调节机构16。
如图3所示，所述测量笔伸缩步进调节机构16包括：步进电机一23，设置于所述安装板17上，且所述步进电机一23的传动轴上安装有齿轮一24，用于为所述测量笔伸缩步进调节机构16提供驱动力；齿轮安装块25，设置于所述安装板17上，且所述齿轮安装块25上安装有与所述齿轮一24啮合的齿轮二26；移动滑块一27，与所述安装板17滑动连接，且移动滑块一27的底侧设置有齿条一28；用于通过齿轮一24、齿轮二26和齿条一28，使得步进电机一23带动移动滑块一27在安装板上滑动，以调节测量笔的位移实现伸缩调整。
其中，所述测量笔间距步进调节机构15包括：步进电机二29，安装于所述安装板17上，且所述步进电机二29的传动轴上安装有齿轮三30，用于对所述测量笔间距步进调节机构15提供驱动力；移动滑块二31，与所述移动滑块一27滑动连接，且所述测量笔13安装于所述移动滑块二31上，所述移动滑块二31的底侧设置有与所述齿轮三30啮合的齿条二32，用于在所述步进电机二29的驱动下，通过齿轮三30和齿条二32的传动，产生横向位移，带动测量笔13移动调整测量笔之间的间距。
具体使用时，所述测量笔伸缩步进调节机构16的步进电机齿轮传动比为5.2：1。而所述纵向活动导轨4和所述横向活动导轨5则可为齿条导轨。在所述纵向活动导轨4和所述横向活动导轨5为齿条导轨的情况下，所述导轨驱动机构7则可通过以下结构来实现：所述导轨驱动机构7包括：纵向移动步进电机18，安装于所述安装板17上，用于在所述PLC控制器10的控制下提供纵向导轨驱动动力；纵向移动减速齿轮组19，安装于所述安装板17上，并与所述纵向移动步进电机18和所述纵向活动导轨4啮合，用于在所述纵向移动步进电机18的驱动下，带动所述安装板17在所述纵向活动导轨4上移动；横向移动步进电机20，安装于所述安装板17上，用于在所述PLC控制器10的控制下提供横向导轨驱动动力；横向移动减速齿轮组21，安装于所述安装板17上，并与所述横向移动步进电机20和所述横向活动导轨5啮合，用于在所述横向移动步进电机20的驱动下，带动所述安装板17在所述横向活动导轨5上移动。其中，所述纵向移动步进电机18和横向移动步进电机20均通过步进电机驱动器22与所述PLC控制器10连接。而所述纵向移动步进电机18的传动比和所述横向移动步进电机20的传动比均为6.8:1，所述纵向移动减速齿轮组19的大齿轮与小齿轮的齿轮比以及所述横向移动减速齿轮组21的大齿轮与小齿轮的齿轮比均为5.2:1。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过PLC控制器10控制导轨驱动机构7在活动导轨3上移动，从而带动元器件质量检测装置6进行移动，进而可根据点位的控制实现对指定位置的电器元件的质量进行测量，以检查对应的电器元件是否存在问题，同时，通过可移动式的网络音视频采集装置8则能够有效的实时监控各个电器元件，并且能够通过实时通话进行现场对话和指导，有效的降低了电气柜的故障率，提高了电气柜的维护性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电气柜智能检测维护系统，其特征在于，包括：
传动导轨，设置于电气柜的四周框架上；
活动导轨，包括纵向活动导轨和横向活动导轨，所述纵向活动导轨和所述横向活动导轨均活动连接于所述传动导轨上；
元器件质量检测装置，通过导轨驱动机构与所述活动导轨连接，用于对电气柜内的电器元件的电压或电流信号进行测量；
网络音视频采集装置，设置于元器件质量检测装置上，并与网关连接，用于进行远程语音通话，并对电气柜内电器元件进行实时监控；
PLC控制器，设置于电气柜内，并与所述元器件质量检测装置、所述导轨驱动机构、网络音视频采集装置以及网关通信连接，用于通过DO点位控制导轨驱动机构带动所述元器件质量检测装置以及所述网络音视频采集装置达到指定点位，对与指定点位上的电器元件进行检测。
2.根据权利要求1所述的电气柜智能检测维护系统，其特征在于，还包括：
行程边界挡铁，安装于所述活动导轨的中部靠近两端边缘处；
行程接近开关，安装于所述元器件质量检测装置的边缘上，用于在接近行程边界挡铁时，产生边界信号，并将边界信号发送于所述PLC控制器，促使PLC控制器控制所述导轨驱动机构停止移动。
3.根据权利要求1所述的电气柜智能检测维护系统，其特征在于，所述元器件质量检测装置包括：
测量笔，用于在所述PLC控制器的控制下对电器元件的电压或电流信号进行测量；
测量笔显示屏，与所述测量笔连接，用于显示所述测量笔测量的电压或电流信号的数值；
测量笔伸缩步进调节机构，与所述测量笔连接，用于在所述PLC控制器的控制下调节所述测量笔的伸缩长度；
测量笔间距步进调节机构，与所述测量笔连接，用于在所述PLC控制器的控制下调节所述测量笔的测量杆之间的间距；
安装板，与所述导轨驱动机构连接，用于安装所述测量笔、测量笔显示屏、测量笔间距步进调节机构和测量笔伸缩步进调节机构。
4.根据权利要求3所述的电气柜智能检测维护系统，其特征在于，所述测量笔伸缩步进调节机构包括：
步进电机一，设置于所述安装板上，且所述步进电机一的传动轴上安装有齿轮一，用于为所述测量笔伸缩步进调节机构提供驱动力；
齿轮安装块，设置于所述安装板上，且所述齿轮安装块上安装有与所述齿轮一啮合的齿轮二；
移动滑块一，与所述安装板滑动连接，且移动滑块一的底侧设置有齿条一；用于通过齿轮一、齿轮二和齿条一，使得步进电机一带动移动滑块一在安装板上滑动，以调节测量笔的位移实现伸缩调整。
5.根据权利要求4所述的电气柜智能检测维护系统，其特征在于，所述测量笔间距步进调节机构包括：
步进电机二，安装于所述安装板上，且所述步进电机二的传动轴上安装有齿轮三，用于对所述测量笔间距步进调节机构提供驱动力；
移动滑块二，与所述移动滑块一滑动连接，且所述测量笔安装于所述移动滑块二上，所述移动滑块二的底侧设置有与所述齿轮三啮合的齿条二，用于在所述步进电机二的驱动下，通过齿轮三和齿条二的传动，产生横向位移，带动测量笔移动调整测量笔之间的间距。
6.根据权利要求4所述的电气柜智能检测维护系统，其特征在于，所述测量笔伸缩步进调节机构的步进电机齿轮传动比为5.2：1。
7.根据权利要求3所述的电气柜智能检测维护系统，其特征在于，所述纵向活动导轨和所述横向活动导轨均为齿条导轨。
8.根据权利要求7所述的电气柜智能检测维护系统，其特征在于，所述导轨驱动机构包括：
纵向移动步进电机，安装于所述安装板上，用于在所述PLC控制器的控制下提供纵向导轨驱动动力；
纵向移动减速齿轮组，安装于所述安装板上，并与所述纵向移动步进电机和所述纵向活动导轨啮合，用于在所述纵向移动步进电机的驱动下，带动所述安装板在所述纵向活动导轨上移动；
横向移动步进电机，安装于所述安装板上，用于在所述PLC控制器的控制下提供横向导轨驱动动力；
横向移动减速齿轮组，安装于所述安装板上，并与所述横向移动步进电机和所述横向活动导轨啮合，用于在所述横向移动步进电机的驱动下，带动所述安装板在所述横向活动导轨上移动。
9.根据权利要求8所述的电气柜智能检测维护系统，其特征在于，所述纵向移动步进电机和横向移动步进电机均通过步进电机驱动器与所述PLC控制器连接。
10.根据权利要求9所述的电气柜智能检测维护系统，其特征在于，所述纵向移动步进电机的传动比和所述横向移动步进电机的传动比均为6.8:1，所述纵向移动减速齿轮组的大齿轮与小齿轮的齿轮比以及所述横向移动减速齿轮组的大齿轮与小齿轮的齿轮比均为5.2:1。
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