CN115294723A - 一种步进电机系统异常的识别系统及方法 - Google Patents

一种步进电机系统异常的识别系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于步进电机技术领域，提供了一种步进电机系统异常的识别系统及方法，包括：待机采集模块、工作采集模块、处理器模块、报警模块和无线模块；待机采集模块，所述待机采集模块与处理器模块连接，用于在电机待机的时候检测电机状态，并将信息反馈给处理器模块；工作采集模块等；通过待机采集模块采集待机各部件状态信息和工作时候电机系统工作状态，接着通过处理器模块分析数据，并输出报警信息给报警模块报警，同时无线模块可远程发布无线报警信息；通过分别采集待机电机系统信息和工作电机系统信息，可实现在开机前检测电路情况，并在电机启动的时候进一步检测电路情况，使得系统故障得以及时被发现，降低检修维护成本。

Description

一种步进电机系统异常的识别系统及方法
技术领域
本发明属于步进电机技术领域，尤其涉及一种步进电机系统异常的识别系统及方法。
背景技术
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。与普通电机不同的是步进电机必须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候，步进电机静止，如果加入适当的脉冲信号，就会以一定的角度(称为步距角)转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。三相步进电机的步进角度为7.5度，一圈360度，需要48个脉冲完成。步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性。改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。
步进电机在使用时会出现系统异常问题，一般异常问题主要区分工作中的故障和不工作状态故障，为了方便步进电机的检修维护，我们提出一种步进电机系统异常的识别系统及方法。
发明内容
本发明实施例提供一种步进电机系统异常的识别系统及方法，来对电机系统异常自动识别保障装置的正常稳定运行，方便故障排查。
本发明实施例是这样实现的，一种步进电机系统异常的识别系统，包括：待机采集模块、工作采集模块、处理器模块、报警模块和无线模块；
待机采集模块，所述待机采集模块与处理器模块连接，用于在电机待机的时候检测电机状态，并将信息反馈给处理器模块；
工作采集模块，所述工作采集模块与处理器模块连接，用于在电机工作的时候实施检测电机的工作状态，并将信息反馈给处理器模块；
处理器模块，所述处理器模块用于接收待机采集模块和工作采集模块采集的信息，并进行分析判断对报警模块和无线模块发出报警指令；
报警模块，所述报警模块与处理器模块连接，所述报警模块用于接收处理器模块发布的报警指令并进行报警；
无线模块，所述无线门模块与处理器模块连接，用于远程发布报警信息指令。
作为本发明的一种优选实施方案，所述待机采集模块包括：
断连检测模块，所述断连检测模块与电机电路连接用于检测与电机的连线、与电源线的连线和开关电源连线是否正常；
保险丝检测模块，所述保险丝检测模块与带年纪保险丝连接，用于检测保险丝是否断掉；
电路检测模块，所述电路检测模块连接至电机电路，所述电路检测模块内置用于检测电压的电压模块、用于检测电流的电流模块；
参数检测模块，所述参数检测模块用于记录电机参数；
替换检测模块，所述替换检测模块为与所述电机驱动相同的驱动器。
作为本发明的一种优选实施方案，所述工作采集模块包括：
脉冲信号检测模块，所述脉冲信号检测模块用于电机工作时驱动器接收的检测脉冲信号；
温度检测模块，所述温度检测模块用于实时检测电机工作温度；
噪音检测模块，所述噪音检测模块用于实时检测电机工作噪音；
视频检测模块，所述视频检测模块用于实时采集电机工作视频信息；
烟雾检测模块，所述烟雾检测模块用于检测烟雾。
作为本发明的一种优选实施方案，所述处理模块包括：
处理单元，所述处理单元用于接收待机采集模块和工作采集模块采集的信息并进行分类处理；
储存单元，所述储存单元用于储存预设电机正常工作参数，以便于对处理单元提供信息参照；
对比单元，所述对比单元用于依据储存单元储存信息和处理单元处理信息进行分析比对，确定系统故障类型，并输出结果；
通讯单元，所述通讯单元同于将故障结果输出。
作为本发明的一种优选实施方案，所述报警模块包括：
声光报警单元，所述声光报警单元用于接收通讯单元指令发出声光报警；
维修报警单元，所述维修报警单元用于发出维修警报，提醒维修人员检修设备；
手动报警单元，所述手动报警单元用于在上述报警单元失灵的时候进行手动报警。
作为本发明的一种优选实施方案，所述声光报警单元包括：
过压指示单元，用于显示电机过压保护状态；欠压指示单元，用于显示电机欠压保护状态；过流指示单元，用于显示电机过流状态；超温指示单元，用于显示电机超温状态；短路指示单元，用于显示短路故障状态；噪音指示单元，用于显示电机噪音过大故障状态；颤动指示单元，用于显示电机颤动运行不均匀故障状态。
作为本发明的一种优选实施方案，还包括无线终端，所述无线终端与无线模块无线连接，用于远程接收处理模块发出的报警信息。
一种步进电机系统异常的识别方法，包括：
步骤1：采集检测信息，通过待机采集模块采集电机为工作时的断连信息、保险丝信息、电路信息、电机参数信息和替换检测模块信息；通过工作采集模块采集电机工作时脉冲信号、温度、噪音、视频和烟雾情况信息；
步骤2：预设信息并对比分析信息，在处理模块的储存单元预设不同信息对应的故障情况，接着讲采集信息与预设信息对比得出对应的故障情况，并输出故障信息；
步骤3：报警模块接收故障信息，并发出对应报警，提醒使用者进行检修；在自动报警失效的时候，可进行手动报警；
步骤4：通过无线模块讲故障信息转化为无线信号；
步骤5：工作人员通过随身携带的无线终端远程接收故障信息。
作为本发明的一种优选实施方案，所述报警方式包括声光报警、维修报警和手动报警。
作为本发明的一种优选实施方案，所述故障情况分为待机异常和工作异常：其中待机异常为在电机不工作是产生的故障问题，工作异常为电机工作时产生的故障问题，且两个故障问题分别储存在储存单元的独立分区中。
本发明的有益效果：通过待机采集模块采集待机各部件状态信息和工作时候电机系统工作状态，接着通过处理器模块分析数据，并输出报警信息给报警模块报警，同时无线模块可远程发布无线报警信息；通过分别采集待机电机系统信息和工作电机系统信息，可实现在开机前检测电路情况，并在电机启动的时候进一步检测电路情况，使得系统故障得以及时被发现，降低检修维护成本。
附图说明
图1是本发明的系统框图；
图2是本发明的待机采集模块框图；
图3是本发明的工作采集模块框图；
图4是本发明的处理模块框图；
图5是本发明的报警模块框图；
图6是本发明的控制方法图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明通过待机采集模块采集待机各部件状态信息和工作时候电机系统工作状态，接着通过处理器模块分析数据，并输出报警信息给报警模块报警，同时无线模块可远程发布无线报警信息；通过分别采集待机电机系统信息和工作电机系统信息，可实现在开机前检测电路情况，并在电机启动的时候进一步检测电路情况，使得系统故障得以及时被发现，降低检修维护成本。
一种步进电机系统异常的识别系统，包括：待机采集模块、工作采集模块、处理器模块、报警模块和无线模块；
待机采集模块，所述待机采集模块与处理器模块连接，用于在电机待机的时候检测电机状态，并将信息反馈给处理器模块；
工作采集模块，所述工作采集模块与处理器模块连接，用于在电机工作的时候实施检测电机的工作状态，并将信息反馈给处理器模块；
处理器模块，所述处理器模块用于接收待机采集模块和工作采集模块采集的信息，并进行分析判断对报警模块和无线模块发出报警指令；
报警模块，所述报警模块与处理器模块连接，所述报警模块用于接收处理器模块发布的报警指令并进行报警；
无线模块，所述无线门模块与处理器模块连接，用于远程发布报警信息指令。
进一步的，所述待机采集模块包括：
断连检测模块，所述断连检测模块与电机电路连接用于检测与电机的连线、与电源线的连线和开关电源连线是否正常；
保险丝检测模块，所述保险丝检测模块与带年纪保险丝连接，用于检测保险丝是否断掉；
电路检测模块，所述电路检测模块连接至电机电路，所述电路检测模块内置用于检测电压的电压模块、用于检测电流的电流模块；
参数检测模块，所述参数检测模块用于记录电机参数；
替换检测模块，所述替换检测模块为与所述电机驱动相同的驱动器。
进一步的，所述工作采集模块包括：
脉冲信号检测模块，所述脉冲信号检测模块用于电机工作时驱动器接收的检测脉冲信号；
温度检测模块，所述温度检测模块用于实时检测电机工作温度；
噪音检测模块，所述噪音检测模块用于实时检测电机工作噪音；
视频检测模块，所述视频检测模块用于实时采集电机工作视频信息；
烟雾检测模块，所述烟雾检测模块用于检测烟雾。
进一步的，所述处理模块包括：
处理单元，所述处理单元用于接收待机采集模块和工作采集模块采集的信息并进行分类处理；
储存单元，所述储存单元用于储存预设电机正常工作参数，以便于对处理单元提供信息参照；
对比单元，所述对比单元用于依据储存单元储存信息和处理单元处理信息进行分析比对，确定系统故障类型，并输出结果；
通讯单元，所述通讯单元同于将故障结果输出。
进一步的，所述报警模块包括：
声光报警单元，所述声光报警单元用于接收通讯单元指令发出声光报警；
维修报警单元，所述维修报警单元用于发出维修警报，提醒维修人员检修设备；
手动报警单元，所述手动报警单元用于在上述报警单元失灵的时候进行手动报警。
进一步的，所述声光报警单元包括：
过压指示单元，用于显示电机过压保护状态；欠压指示单元，用于显示电机欠压保护状态；过流指示单元，用于显示电机过流状态；超温指示单元，用于显示电机超温状态；短路指示单元，用于显示短路故障状态；噪音指示单元，用于显示电机噪音过大故障状态；颤动指示单元，用于显示电机颤动运行不均匀故障状态。
进一步的，还包括无线终端，所述无线终端与无线模块无线连接，用于远程接收处理模块发出的报警信息。
一种步进电机系统异常的识别方法，包括：
步骤1：采集检测信息，通过待机采集模块采集电机为工作时的断连信息、保险丝信息、电路信息、电机参数信息和替换检测模块信息；通过工作采集模块采集电机工作时脉冲信号、温度、噪音、视频和烟雾情况信息；
步骤2：预设信息并对比分析信息，在处理模块的储存单元预设不同信息对应的故障情况，接着讲采集信息与预设信息对比得出对应的故障情况，并输出故障信息；
步骤3：报警模块接收故障信息，并发出对应报警，提醒使用者进行检修；在自动报警失效的时候，可进行手动报警；
步骤4：通过无线模块讲故障信息转化为无线信号；
步骤5：工作人员通过随身携带的无线终端远程接收故障信息。
进一步的，所述报警方式包括声光报警、维修报警和手动报警。
进一步的，所述故障情况分为待机异常和工作异常：其中待机异常为在电机不工作是产生的故障问题，工作异常为电机工作时产生的故障问题，且两个故障问题分别储存在储存单元的独立分区中。
实施例一
参阅图1-图5，一种步进电机系统异常的识别系统，包括：待机采集模块、工作采集模块、处理器模块、报警模块和无线模块；
待机采集模块，所述待机采集模块与处理器模块连接，用于在电机待机的时候检测电机状态，并将信息反馈给处理器模块；
工作采集模块，所述工作采集模块与处理器模块连接，用于在电机工作的时候实施检测电机的工作状态，并将信息反馈给处理器模块；
处理器模块，所述处理器模块用于接收待机采集模块和工作采集模块采集的信息，并进行分析判断对报警模块和无线模块发出报警指令；
报警模块，所述报警模块与处理器模块连接，所述报警模块用于接收处理器模块发布的报警指令并进行报警；
无线模块，所述无线门模块与处理器模块连接，用于远程发布报警信息指令；
使用时，首先通过待机采集模块采集待机各部件状态信息和工作时候电机系统工作状态，接着通过处理器模块分析数据，并输出报警信息给报警模块报警，同时无线模块可远程发布无线报警信息。
进一步的，所述待机采集模块包括：
断连检测模块，所述断连检测模块与电机电路连接用于检测与电机的连线、与电源线的连线和开关电源连线是否正常；
保险丝检测模块，所述保险丝检测模块与带年纪保险丝连接，用于检测保险丝是否断掉；
电路检测模块，所述电路检测模块连接至电机电路，所述电路检测模块内置用于检测电压的电压模块、用于检测电流的电流模块；
参数检测模块，所述参数检测模块用于记录电机参数，所述电机参数包括电机规格，功率，工作电压、电流范围等基础参数数据，用于作为辅助对照；
替换检测模块，所述替换检测模块为与所述电机驱动相同的驱动器，所述驱动器设置有多个，具体驱动器的规格数量依据需要检修的设备界定。
进一步的，所述工作采集模块包括：
脉冲信号检测模块，所述脉冲信号检测模块用于电机工作时驱动器接收的检测脉冲信号，通过检测脉冲信号防止电机的驱动器接收的数据信号不对导致电机故障的问题发生；
温度检测模块，所述温度检测模块用于实时检测电机工作温度，所述温度检测模块为多个温度传感器，且均匀设置在电机周围，用于检测电机的实际温度仪；
噪音检测模块，所述噪音检测模块用于实时检测电机工作噪音，用于检测电机异响问题；
视频检测模块，所述视频检测模块用于实时采集电机工作视频信息，方便远程查看信息；
烟雾检测模块，所述烟雾检测模块用于检测烟雾。
进一步的，所述处理模块包括：
处理单元，所述处理单元用于接收待机采集模块和工作采集模块采集的信息并进行分类处理；
储存单元，所述储存单元用于储存预设电机正常工作参数，以便于对处理单元提供信息参照；
对比单元，所述对比单元用于依据储存单元储存信息和处理单元处理信息进行分析比对，确定系统故障类型，并输出结果；
通讯单元，所述通讯单元同于将故障结果输出。
进一步的，所述报警模块包括：
声光报警单元，所述声光报警单元用于接收通讯单元指令发出声光报警；
维修报警单元，所述维修报警单元用于发出维修警报，提醒维修人员检修设备；
手动报警单元，所述手动报警单元用于在上述报警单元失灵的时候进行手动报警。
进一步的，所述声光报警单元包括：
过压指示单元，用于显示电机过压保护状态；
欠压指示单元，用于显示电机欠压保护状态；
过流指示单元，用于显示电机过流状态；
超温指示单元，用于显示电机超温状态；
短路指示单元，用于显示短路故障状态；
噪音指示单元，用于显示电机噪音过大故障状态；
颤动指示单元，用于显示电机颤动运行不均匀故障状态；
多种不同工作故障状态独立显示，有利于方便工作人员分辨故障类型。
进一步的，还包括无线终端，所述无线终端与无线模块无线连接，用于远程接收处理模块发出的报警信息，方便工作人员接收信息。
工作原理：通过待机采集模块采集待机各部件状态信息和工作时候电机系统工作状态，接着通过处理器模块分析数据，并输出报警信息给报警模块报警，同时无线模块可远程发布无线报警信息；通过分别采集待机电机系统信息和工作电机系统信息，可实现在开机前检测电路情况，并在电机启动的时候进一步检测电路情况，使得系统故障得以及时被发现，降低检修维护成本。
实施例2
请参阅图6，一种步进电机系统异常的识别方法，包括：
步骤1：采集检测信息，通过待机采集模块采集电机为工作时的断连信息、保险丝信息、电路信息、电机参数信息和替换检测模块信息；通过工作采集模块采集电机工作时脉冲信号、温度、噪音、视频和烟雾情况信息；
步骤2：预设信息并对比分析信息，在处理模块的储存单元预设不同信息对应的故障情况，接着讲采集信息与预设信息对比得出对应的故障情况，并输出故障信息；
步骤3：报警模块接收故障信息，并发出对应报警，提醒使用者进行检修；在自动报警失效的时候，可进行手动报警；
步骤4：通过无线模块讲故障信息转化为无线信号；
步骤5：工作人员通过随身携带的无线终端远程接收故障信息。
进一步的，所述报警方式包括声光报警、维修报警和手动报警。
进一步的，所述故障情况分为待机异常和工作异常：其中待机异常为在电机不工作是产生的故障问题，工作异常为电机工作时产生的故障问题，且两个故障问题分别储存在储存单元的独立分区中。
本应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种步进电机系统异常的识别系统，其特征在于，包括：待机采集模块、工作采集模块、处理器模块、报警模块和无线模块；
待机采集模块，所述待机采集模块与处理器模块连接，用于在电机待机的时候检测电机状态，并将信息反馈给处理器模块；
工作采集模块，所述工作采集模块与处理器模块连接，用于在电机工作的时候实施检测电机的工作状态，并将信息反馈给处理器模块；
处理器模块，所述处理器模块用于接收待机采集模块和工作采集模块采集的信息，并进行分析判断对报警模块和无线模块发出报警指令；
报警模块，所述报警模块与处理器模块连接，所述报警模块用于接收处理器模块发布的报警指令并进行报警；
无线模块，所述无线门模块与处理器模块连接，用于远程发布报警信息指令。
2.如权利要求1所述的一种步进电机系统异常的识别系统，其特征在于，所述待机采集模块包括：
断连检测模块，所述断连检测模块与电机电路连接用于检测与电机的连线、与电源线的连线和开关电源连线是否正常；
保险丝检测模块，所述保险丝检测模块与带年纪保险丝连接，用于检测保险丝是否断掉；
电路检测模块，所述电路检测模块连接至电机电路，所述电路检测模块内置用于检测电压的电压模块、用于检测电流的电流模块；
参数检测模块，所述参数检测模块用于记录电机参数；
替换检测模块，所述替换检测模块为与所述电机驱动相同的驱动器。
3.如权利要求2所述的一种步进电机系统异常的识别系统，其特征在于，所述工作采集模块包括：
脉冲信号检测模块，所述脉冲信号检测模块用于电机工作时驱动器接收的检测脉冲信号；
温度检测模块，所述温度检测模块用于实时检测电机工作温度；
噪音检测模块，所述噪音检测模块用于实时检测电机工作噪音；
视频检测模块，所述视频检测模块用于实时采集电机工作视频信息；
烟雾检测模块，所述烟雾检测模块用于检测烟雾。
4.如权利要求3所述的一种步进电机系统异常的识别系统，其特征在于，所述处理模块包括：
处理单元，所述处理单元用于接收待机采集模块和工作采集模块采集的信息并进行分类处理；
储存单元，所述储存单元用于储存预设电机正常工作参数，以便于对处理单元提供信息参照；
对比单元，所述对比单元用于依据储存单元储存信息和处理单元处理信息进行分析比对，确定系统故障类型，并输出结果；
通讯单元，所述通讯单元同于将故障结果输出。
5.如权利要求4所述的一种步进电机系统异常的识别系统，其特征在于，所述报警模块包括：
声光报警单元，所述声光报警单元用于接收通讯单元指令发出声光报警；
维修报警单元，所述维修报警单元用于发出维修警报，提醒维修人员检修设备；
手动报警单元，所述手动报警单元用于在上述报警单元失灵的时候进行手动报警。
6.如权利要5所述的一种步进电机系统异常的识别系统，其特征在于，所述声光报警单元包括：
过压指示单元，用于显示电机过压保护状态；欠压指示单元，用于显示电机欠压保护状态；过流指示单元，用于显示电机过流状态；超温指示单元，用于显示电机超温状态；短路指示单元，用于显示短路故障状态；噪音指示单元，用于显示电机噪音过大故障状态；颤动指示单元，用于显示电机颤动运行不均匀故障状态。
7.如权利要求1所述的一种步进电机系统异常的识别系统，其特征在于，还包括无线终端，所述无线终端与无线模块无线连接，用于远程接收处理模块发出的报警信息。
8.一种步进电机系统异常的识别方法，其特征在于，包括：
步骤1：采集检测信息，通过待机采集模块采集电机为工作时的断连信息、保险丝信息、电路信息、电机参数信息和替换检测模块信息；通过工作采集模块采集电机工作时脉冲信号、温度、噪音、视频和烟雾情况信息；
步骤2：预设信息并对比分析信息，在处理模块的储存单元预设不同信息对应的故障情况，接着讲采集信息与预设信息对比得出对应的故障情况，并输出故障信息；
步骤3：报警模块接收故障信息，并发出对应报警，提醒使用者进行检修；在自动报警失效的时候，可进行手动报警；
步骤4：通过无线模块讲故障信息转化为无线信号；
步骤5：工作人员通过随身携带的无线终端远程接收故障信息。
9.如权利要求8所述的一种步进电机系统异常的识别方法，其特征在于，所述报警方式包括声光报警、维修报警和手动报警；所述故障情况分为待机异常和工作异常：其中待机异常为在电机不工作是产生的故障问题，工作异常为电机工作时产生的故障问题，且两个故障问题分别储存在储存单元的独立分区中。
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CN111257751A (zh) * 2020-02-25 2020-06-09 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 电机故障诊断设备、方法、装置及存储介质
CN111289897A (zh) * 2020-04-01 2020-06-16 深圳前海慧联科技发展有限公司 一种电机监测系统
CN114114011A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种故障检测电路与电子设备
CN216622616U (zh) * 2021-12-15 2022-05-27 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种步进电机故障检测系统及空调器

Patent Citations (5)

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