CN116559661A - 电机运行状态的监测方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种电机运行状态的监测方法、装置、设备及介质，应用于虚拟设备，所述监测方法包括：响应于监测指令，获取对应的电机数据，所述监测指令由所述虚拟设备和对应的电机进行交互产生，所述电机数据包括电机运行数据；将所述电机运行数据投射到对应的真实空间中的电机上。根据监测指令对对应的电机进行监测，以实现虚拟设备与电机的匹配，并通过虚拟设备对采集到的电机运行数据进行投射，能够在用户视野里对电机的运行情况进行清楚地展示，便于用户进行故障排查，提升电机巡检过程中的高效性和便捷性。
Description
技术领域
本公开涉及电气领域，尤其涉及一种电机运行状态的监测方法、装置、设备及介质。
背景技术
电机对于企业生产装置平稳运行至关重要，电机在运转中的指标，例如振动值、温度值超标等，对电机等设备都会造成影响，其中关键电机的停机还会造成企业生产的停工。
传统的电机监测一般靠工人定期巡检，依靠工人手持测试仪进行测试并对测试结果进行人工记录。这样的监测方式，难以与现场电机相交互，容易出现采集的数据与电机不匹配，且不利于工人对于故障进行排查的问题。
公开内容
本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中监测仪与电机难以交互不利于故障排查的缺陷，提供一种电机运行状态的监测方法、装置、设备及介质。
本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
第一方面，提供一种电机运行状态的监测方法，应用于虚拟设备，所述监测方法包括：
响应于监测指令，获取对应的电机数据，所述监测指令由所述虚拟设备和对应的电机进行交互产生，所述电机数据包括电机运行数据；
将所述电机运行数据投射到对应的真实空间中的电机上。
较佳地，获取对应的电机数据，包括：
获取电机的初始运行数据，所述初始运行数据由电机上布置的传感器进行采集得到；
对所述初始运行数据进行解析以得到所述电机运行数据。
较佳地，响应于监测指令之前，所述监测方法还包括：
确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离；
当所述距离小于等于距离阈值时，生成对应的监测指令。
较佳地，所述电机上设有碰撞体，所述虚拟设备上设有碰撞体监测单元；
确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离，包括：
当所述碰撞体监测单元监测到对应的碰撞体时，确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离小于等于距离阈值。
较佳地，所述虚拟设备中存有虚拟地图；
确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离，包括：
根据所述电机和所述虚拟设备在所述虚拟地图上的位置确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离。
较佳地，所述监测方法还包括：
对所述虚拟设备的移动路径进行更新，所述移动路径根据碰撞体监测单元及所述碰撞体的位置确定。
较佳地，所述电机数据还包括电机虚拟模型；
将所述电机运行数据投射到对应的真实空间中的电机上，包括：
采集真实空间下的电机坐标；
根据电机坐标对所述电机虚拟模型进行调整，使得所述电机虚拟模型与真实空间中的电机位置相重合；
在调整后的所述电机虚拟模型的对应位置投射所述电机运行数据。
第二方面，提供一种电机运行状态的监测装置，应用于虚拟设备，所述监测装置包括：
获取模块，用于响应于监测指令，获取对应的电机数据，所述监测指令由所述虚拟设备和对应的电机进行交互产生，所述电机数据包括电机运行数据；
投射模块，用于将所述电机运行数据投射到对应的真实空间中的电机上。
第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并用于在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本公开各较佳实施例。
本公开的积极进步效果在于：根据监测指令对对应的电机进行监测，以实现虚拟设备与电机的匹配，并通过虚拟设备对采集到的电机运行数据进行投射，能够在用户视野里对电机的运行情况进行清楚地展示，便于用户进行故障排查，提升电机巡检过程中的高效性和便捷性。
附图说明
图1为本公开实施例1所提供的一种电机运行状态的监测方法的第一流程图；
图2为本公开实施例1所提供的一种电机运行状态的监测方法的步骤S12的流程图；
图3为本公开实施例1所提供的一种电机运行状态的监测方法的第二流程图；
图4为本公开实施例1所提供的一种虚拟碰撞体和碰撞体监测单元的结构示意图；
图5为本公开实施例2所提供的一种电机运行状态的监测装置的模块示意图；
图6为本公开实施例3所提供的一种电子设备的结构示意图；
图7为本公开实施例3所提供的一种虚拟设备的处理流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本公开，但并不因此将本公开限制在的实施例范围之中。
实施例1
本公开实施例1提供一种电机运行状态的监测方法，应用于虚拟设备，虚拟设备服务于现场一线用户，包括但不限于XR设备(扩展现实设备)、手机、平板等终端设备。
参见图1，监测方法包括：
S11、响应于监测指令，获取对应的电机数据。
其中，监测指令由虚拟设备和对应的电机进行交互产生，电机数据包括电机运行数据。
在一个实施例中，步骤S11中获取对应的电机数据具体包括：
获取电机的初始运行数据，对初始运行数据进行解析以得到电机运行数据。
其中，初始运行数据由电机上布置的传感器进行采集得到，传感器将电机采集的数据将其转换为初始运行数据。
在一可实施方式中，初始运行数据的格式包括但不限于JASON(一种数据格式)格式。JASON格式的初始运行数据包含了标题(MotorDatas)、标识符(flag)、参数值(value)、时间戳(timestamp)、时间(Time)、设备识别码(sn)等内容。
另外，对于获取到的初始运行数据进行解析之前，还可以进行正则化、标准化、去噪声、自动填充等数据处理，以降低初始运行数据中产生的噪音，提升准确度。
在一可实施方式中，传感器上设置有网关盒子，网关盒子通过MQTT协议(消息队列遥测传输协议)并按照预设频率将初始运行数据发送至虚拟设备。预设频率可以根据实际应用场景进行选择，在本实施例中不做特别限定。传感器的种类可以根据电机状态监测的类型进行选择，包括但不限于不同点位的振动传感器、温度传感器、电流或电压传感器。
在一可实施方式中，虚拟设备上设置有数据服务模块和智能网关。可以通过数据服务模块获取传感器上传的初始运行数据。智能网关通过RS485通信协议ModBus版(一种通信协议的版本)每间隔预设周期收集传感器所采集的初始运行数据，通过MQTT协议并按照预设频率将初始运行数据发送至数据服务模块。预设频率和预设周期可以根据实际应用场景进行选择，在本实施例中不做特别限定。
另外，数据服务模块还可以获取用户在虚拟设备上操作的控制指令，并将控制指令发送至各终端，以实现对各终端的控制。终端包括但不限于电机、传感器等。
S12、将电机运行数据投射到对应的真实空间中的电机上。
在一个实施例中，电机数据还包括电机虚拟模型。参见图2，步骤S12具体包括：
S121、采集真实空间下的电机坐标。
其中，真实空间下的电机坐标可以通过摄像头对电机进行扫描得到。
S122、根据电机坐标对电机虚拟模型进行调整，使得电机虚拟模型与真实空间中的电机位置相重合。
其中，通过调整电机虚拟模型在虚拟空间中的虚拟坐标，使得电机虚拟模型与真实空间中的电机位置相重合。
S123、在调整后的电机虚拟模型的对应位置投射电机运行数据。
本实施例中，根据电机在真实空间中的电机坐标，调整电机虚拟模型的位置，并将电机运行数据投射至电机虚拟模型上，进而使得虚拟的电机运行数据可以显示在真实的电机上，实现虚实结合，能够在电机运行状态监测的过程中向用户直观地进行展示。
在一个实施例中，步骤S11之前，参见图3，监测方法还包括：
S14、确定电机与虚拟设备之间的距离。
S15、当距离小于等于距离阈值时，生成对应的监测指令。
另外，当距离大于距离阈值时，继续执行步骤S14，直至生成对应的监测指令。
在一可实施方式中，电机上设有碰撞体，虚拟设备上设有碰撞体监测单元。步骤S14具体包括：当碰撞体监测单元监测到对应的碰撞体时，确定电机与虚拟设备之间的距离小于等于距离阈值。
其中，碰撞体可以是设置在电机的机身上的真实碰撞体；也可以是虚拟设备的视野内，在电机虚拟模型预设距离上的虚拟碰撞体，具体可以参见图4所示，在虚拟设备中电机虚拟模型的对应位置建立一个比电机尺寸大一预设距离的虚拟碰撞体，并在虚拟设备中虚拟设备的对应位置建立碰撞体监测单元，该监测单元与虚拟设备的位置绑定，虚拟设备的虚拟空间里面移动与虚拟设备在现实空间中的移动相匹配。
一般可以将距离阈值设置为略大于碰撞体与电机之间的预设距离。例如，当碰撞体为虚拟碰撞体时，将距离阈值设置为为5米，电机与虚拟碰撞体之间的预设距离设置为为4米；当碰撞体为机身上的真实碰撞体时，当将距离阈值设置为1米，真实碰撞体电机之间的预设距离设置为0米。
在本实施例中，虚拟设备中设置当碰撞体监测单元与碰撞体发生碰撞时，才会生成对应的监测指令，以对电机运行状态等型关信息进行显示。在没有发生碰撞前，用户无法获取电机运行状态，通过该方法确保用户已经走到了设备的对应位置。
在一可实施方式中，虚拟设备中存有虚拟地图。其中，虚拟地图可以包括电机所在的车间的电机位置地图，根据虚拟地图在虚拟空间中的电机坐标设置电机虚拟模型及虚拟数据看板。当启动虚拟设备时，虚拟设备根据摄像头采集的图像自动将虚拟空间匹配到现实场景中，以实现虚实对应。虚实对应可以采用SLAM算法(即时定位和地图构建算法)。
步骤S14具体包括：根据电机和虚拟设备在虚拟地图上的位置确定电机与虚拟设备之间的距离。
在一可实施方式中，监测方法还包括：
对虚拟设备的移动路径进行更新，移动路径根据碰撞体监测单元及碰撞体的位置确定。
其中，虚拟设备每隔预设时间段会对移动路径进行记录，具体可以根据碰撞体监测单元和碰撞体的位置，并将碰撞体监测单元监测到碰撞体的坐标按照虚拟设备采集到的时间节点按照时间先后顺序进行存储，以对移动路径进行更新。
另外，在虚拟设备包含了虚拟地图的情况下，可以根据移动路径对虚拟地图中的电机坐标进行更正，以避免虚拟地图中电机坐标不准确的问题。
在本实施例中，通过对移动路径进行更新以确定用户在电机车间中的移动，为后续电机的工艺优化、路径优化、安全责任等方面的统计和追溯提供数据资源。
在一个实施例中，虚拟设备还包括虚拟巡检功能，在虚拟设备的显示面板里面提供了状态输入按钮，用户可以在巡检过程中输入电机的状态，通过对比用户输入的状态和采集到的电机运行状态，当对比一致时完成电机的巡检，如果不一致则对对应的数据进行记录并上传服务器，供后续的巡检质量评价。
下面通过一个具体实施方式对本实施例进行进一步说明：
虚拟设备可以采用HoloLens2眼镜(一种显示设备)。电机上设置有传感器，在电机机壳、轴承等不同点位的方式振动传感器、温度传感器、电流/电压传感器；上述传感器统一支持RS485接口标准(一种接口标准)和ModBus传输协议(一种采集协议)，可以将采集到初始运行数据通过485通讯线(一种通讯线)接入传感器的智能网关盒子，在智能网关盒子中将这些数据编码为JSON格式并通过MQTT协议按照1次/秒的频率发送到虚拟设备的数据服务模块中，其中并不局限于1次/秒，可根据实际应用场景进行选择。
虚拟设备可以对初始运行数据进行正则化、标准化、去噪声、自动填充等数据处理处理，及将初始运行数据转化为电机运行数据。将处理后的数据可以存储库中，也可以用于Hololens2眼镜的显示模块进行显示。
具体地，用户佩戴HoloLens2眼镜后，还可以通过悬空的手势输入控制指令。该Hololens2眼镜通过WiFi(无线通信技术)接入网络以获取传感器采集的初始运行数据。Hololens2眼镜中通过开发电机运行状态监测APP(应用程序)实现数的对应功能。电机运行状态监测APP使用unity(一种开发工具)进行开发。
电机状态监测APP对接收到的初始运行数据进行解析，具体可以根据初始运行数据里的标识符，确定对应的传感器及传感器采集的电机运行数据，并与对应的显示面板进行连接，当电机运行数据发生变化时，显示面板中的显示内容也跟着变化。
电机状态监测APP中的显示面板是通过SLAM技术，借助摄像头扫描电机获取电机在真实空间的电机坐标，进而将电机虚拟模型及电机运行数据实时显示到对应的真实设备上。
电机状态监测APP中的显示面板中还显示有虚拟地图，并根据虚拟地图在显示模块中对应位置设置对应的电机虚拟模型、电机运行数据。当启动显示模块时，虚拟设备根据摄像头采集的电机的图像结合slam算法自动将电机虚拟模型匹配到现实空间中的电机上，以实现虚实对应。
电机状态监测APP的显示面板中还通过在虚拟设备中电机虚拟模型的对应位置建立一个比电机尺寸大一预设距离的虚拟碰撞体，并在虚拟设备中虚拟设备的对应位置建立碰撞体监测单元，该监测单元与虚拟设备的位置绑定，虚拟设备的虚拟空间里面移动与虚拟设备在现实空间中的移动相匹配。虚拟设备中设置当碰撞体监测单元与碰撞体发生碰撞时，才会生成对应的监测指令，以对电机运行状态等型关信息进行显示。在没有发生碰撞前，用户无法获取电机运行状态，通过该方法确保用户已经走到了设备的对应位置。
另外，电机状态监测APP还包括虚拟巡检功能，在虚拟设备的显示面板里面提供了状态输入按钮，用户可以在巡检过程中输入电机的状态，通过对比用户输入的状态和采集到的电机运行状态，当对比一致时完成电机的巡检，如果不一致则对对应的数据进行记录并上传服务器，供后续的巡检质量评价。
电机状态监测APP每隔预设时间段会对移动路径进行记录，具体可以根据碰撞体监测单元和碰撞体的位置，并将碰撞体监测单元监测到碰撞体的坐标按照虚拟设备采集到的时间节点按照时间先后顺序进行存储，以对移动路径进行更新。通过对移动路径进行更新以确定用户在电机车间中的移动，为后续电机的工艺优化、路径优化、安全责任等方面的统计和追溯提供数据资源。
实施例2
本公开实施例2提供一种电机运行状态的监测装置，应用于虚拟设备，参见图5，监测装置包括：
获取模块41，用于响应于监测指令，获取对应的电机数据，监测指令由虚拟设备和对应的电机进行交互产生，电机数据包括电机运行数据；
投射模块42，用于将电机运行数据投射到对应的真实空间中的电机上。
在一个实施例中，获取模块41具体包括：
获取单元，用于获取电机的初始运行数据，初始运行数据由电机上布置的传感器进行采集得到；
解析单元，用于对初始运行数据进行解析以得到电机运行数据。
在一个实施例中，监测装置还包括：
距离确定模块，用于确定电机与虚拟设备之间的距离；
指令生成模块，用于当距离小于等于距离阈值时，生成对应的监测指令。
在一个实施例中，电机上设有碰撞体，虚拟设备上设有碰撞体监测单元；
距离确定模块还用于当碰撞体监测单元监测到对应的碰撞体时，确定电机与虚拟设备之间的距离小于等于距离阈值。
在一个实施例中，虚拟设备中存有虚拟地图；
距离确定模块还用于根据电机和虚拟设备在虚拟地图上的位置确定电机与虚拟设备之间的距离。
在一个实施例中，监测装置还包括：
更新模块，用于对虚拟设备的移动路径进行更新，移动路径根据碰撞体监测单元及碰撞体的位置确定。
在一个实施例中，电机数据还包括电机虚拟模型；
投射模块42包括：
采集单元，用于采集真实空间下的电机坐标；
调整单元，用于根据电机坐标对电机虚拟模型进行调整，使得电机虚拟模型与真实空间中的电机位置相重合；
投射单元，用于在调整后的电机虚拟模型的对应位置投射电机运行数据。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
实施例3
本公开实施例3提供一种电子设备，参见图6，图6显示的电子设备50仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，电子设备50可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备50的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器51、上述至少一个存储器52、连接不同系统组件(包括存储器52和处理器51)的总线53。
总线53包括数据总线、地址总线和控制总线。
存储器52可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)521和/或高速缓存存储器522，还可以进一步包括只读存储器(ROM)523。
存储器52还可以包括具有一组(至少一个)程序模块524的程序工具525(或实用工具)，这样的程序模块524包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
处理器51通过运行存储在存储器52中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如上述任一实施例所提供的方法。
电子设备50也可以与一个或多个外部设备54通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口56进行。并且，模型生成的电子设备50还可以通过网络适配器56与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器56通过总线53与模型生成的电子设备50的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的电子设备50使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
在一个实施例中，电子设备可以包括一种虚拟设备，例如HoloLens2眼镜等，图7为本公开一示例性实施例提供的一种虚拟设备的处理流程示意图，虚拟设备可以运行本公开实施例1所提供的方法。虚拟设备包括以下模块，分别用于执行不同的功能：
数据接入模块，用于获取电机的初始运行数据，并将运行数据传输至数据处理模块。初始运行数据根据布设在电机上的传感器采集得到。
数据处理模块，用于对初始运行数据进行解析得到电机运行数据，进行数据处理，包括但不限于存储、转发、去噪声、去噪声自动插值填充等。
显示模块，显示模块根据电机虚拟模型和电机运行数据在虚拟设备中进行显示，显示页面如图中所示。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现上述任一实施例所提供的方法。
其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
在可能的实施方式中，本公开实施例还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行实现上述任一实施例的方法。
其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开的程序代码，程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
虽然以上描述了本公开的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本公开的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本公开的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本公开的保护范围。
Claims (10)
1.一种电机运行状态的监测方法，其特征在于，应用于虚拟设备，所述监测方法包括：
响应于监测指令，获取对应的电机数据，所述监测指令由所述虚拟设备和对应的电机进行交互产生，所述电机数据包括电机运行数据；
将所述电机运行数据投射到对应的真实空间中的电机上。
2.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，获取对应的电机数据，包括：
获取电机的初始运行数据，所述初始运行数据由电机上布置的传感器进行采集得到；
对所述初始运行数据进行解析以得到所述电机运行数据。
3.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，响应于监测指令之前，所述监测方法还包括：
确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离；
当所述距离小于等于距离阈值时，生成对应的监测指令。
4.如权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述电机上设有碰撞体，所述虚拟设备上设有碰撞体监测单元；
确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离，包括：
当所述碰撞体监测单元监测到对应的碰撞体时，确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离小于等于距离阈值。
5.如权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述虚拟设备中存有虚拟地图；
确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离，包括：
根据所述电机和所述虚拟设备在所述虚拟地图上的位置确定所述电机与所述虚拟设备之间的距离。
6.如权利要求4所述的监测方法，其特征在于，所述监测方法还包括：
对所述虚拟设备的移动路径进行更新，所述移动路径根据碰撞体监测单元及所述碰撞体的位置确定。
7.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述电机数据还包括电机虚拟模型；
将所述电机运行数据投射到对应的真实空间中的电机上，包括：
采集真实空间下的电机坐标；
根据电机坐标对所述电机虚拟模型进行调整，使得所述电机虚拟模型与真实空间中的电机位置相重合；
在调整后的所述电机虚拟模型的对应位置投射所述电机运行数据。
8.一种电机运行状态的监测装置，其特征在于，应用于虚拟设备，所述监测装置包括：
获取模块，用于响应于监测指令，获取对应的电机数据，所述监测指令由所述虚拟设备和对应的电机进行交互产生，所述电机数据包括电机运行数据；
投射模块，用于将所述电机运行数据投射到对应的真实空间中的电机上。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并用于在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。
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2023
- 2023-06-12 CN CN202310692559.4A patent/CN116559661A/zh active Pending
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