CN206158860U - 一种基于wifi的发电机组数据采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于WIFI的发电机组数据采集器，包括中央处理器模块、通讯采集模块、开关量采集模块、模拟量采集模块、数据存储模块、开关量输出模块、人机交互模块、WIFI通信模块，中央处理器模块通过通讯采集模块连接到发电机组控制器，采集发电机组的运行数据和状态，通过模拟量采集模块连接到发电机组采集励磁数据和电子调速的数据，然后将采集到的机组数据用3种不同的方法通过WIFI通信模块传输到云服务器，在发电机组和云服务器之间架起一座通信管道。中央处理器模块根据预设逻辑条件，主动监测、捕捉特定数据，保存到数据存储模块中，以再现故障现场，实现远程故障诊断、潜在故障预防、维护保养提醒等，达到以故障预防为主的健康监测目的。

Description

一种基于WIFI的发电机组数据采集器

技术领域

本实用新型涉及内燃机发电机组的电子控制技术领域，特别是涉及一种基于WIFI的发电机组数据采集器。

背景技术

柴油发电机组在通讯工程、消防和工业应用领域中被广泛的作为重要备用电源，在机组运行的过程中会出现各种故障，特别是在机组的启动过程中。而现有的发电机组远程监测都是采用以太网或GPRS、3G、4G等通信技术，将发电机组连接到云服务器进行在线数据监测，在这个过程中因网络原因导致不能以每秒一次以上的速度快速采集机组运行数据，导致无法重现故障场景，另外也因为现有的发电机组控制器都没有采集电子调速驱动电压和励磁电压的功能，因此不能很好的实现远程故障诊断，特别是对机组的起动故障时无能为力。另外，现有的远程监测技术在无网络的地方无法实现监测，且在不同的国家需要比较复杂的网络设置后才能使用。

有鉴于此，特提出本新型专利，以改正上述现有技术的不足之处。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型所要解决的技术问题如下：

1. 在发电机组和云服务器之间架起一座不受网络通信管道，哪怕是海上还能继续通讯;

2. 为了实现远程故障诊断，需要更全面的监测机组的数据;

3. 为了再现故障现场，需要捕捉故障发生期间数据的功能;

4. 为了连续监测发电机组运行数据，需要WIFI数据采集模块可以保存较长时间的历史数据，便于在连接到云服务器时下载数据到云服务器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于WIFI的发电机组数据采集器，其包括中央处理器模块、通讯采集模块、开关量采集模块、模拟量采集模块、数据存储模块、开关量输出模块、人机交互模块、WIFI通信模块，所述通讯采集模块、开关量采集模块、模拟量采集模块、数据存储模块、开关量输出模块、人机交互模块、WIFI通信模块分别与中央处理器模块电连接，所述通讯采集模块采用RS232或RS485或USB或CAN通讯方式与发电机组的控制器电连接，所述通讯采集模块用于采集发电机组的运行状态和数据，所述开关量采集模块用于采集发电机组的开关量，所述模拟量采集模块用于采集发电机组的模拟量，所述数据存储模块用于存储数据，所述开关量输出模块用于输出开关量，所述人机交互模块用于人机交互，所述WIFI通信模块用于与云服务器通信。

本实用新型的进一步改进为，所述模拟量采集模块包含励磁电压采集电路、电子调速器驱动电压采集电路、音频传感器输入采集电路，所述励磁电压采集电路用于采集发电机组的励磁电压，所述电子调速器驱动电压采集电路用于采集发电机组的电子调速驱动电压，所述音频传感器输入采集电路用于采集发电机组的异常声音。

本实用新型的进一步改进为，所述数据存储模块内建多个按环形结构组织的数据存储区，用于保存不同类型的运行数据，包括设备启动停止记录、设备运行过程的数据和状态、设备在故障发生瞬间前一段时间的数据和状态，这些环形结构数据存储区是按最新数据覆盖最早数据的方式工作，并采用时间戳管理数据，以便和云服务器之间保持同步更新，避免将全部数据上传所消耗的大量时间。

与现有技术相比，本实用新型在无网络的条件下，可以将采集到的发电机组数据通过WIFI传输方式与手机WIFI模块相连接，并将保存在本实用新型的数据存储模块的各种数据，转存到手机中，等到手机可以连接因特网时，再将之前保存在手机中的机组数据，通过手机网络连接到云服务器，实现数据的上传和分析，并将分析结果展示到手机APP中。

附图说明

图1是本实用新型的结构方框图;

图2是本实用新型的应用示意图;

图3是本实用新型在有WIFI环境下的数据上传流程图;

图4是本实用新型在无WIFI但有手机网络环境下的数据上传流程图;

图5是本实用新型在无WIFI无手机网络环境下的数据上传流程图。

图中各部件名称如下：

1—中央处理器模块;

2—通讯采集模块;

3—开关量采集模块;

4—模拟量采集模块;

5—数据存储模块;

6—开关量输出模块;

7—人机交互模块;

8—WIFI通信模块。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种基于WIFI的发电机组数据采集器，其包括中央处理器模块1、通讯采集模块2、开关量采集模块3、模拟量采集模块4、数据存储模块5、开关量输出模块6、人机交互模块7、WIFI通信模块8，所述通讯采集模块2、开关量采集模块3、模拟量采集模块4、数据存储模块5、开关量输出模块6、人机交互模块7、WIFI通信模块8分别与中央处理器模块1电连接，所述通讯采集模块2采用RS232或RS485或USB或CAN通讯方式与发电机组的控制器电连接，所述通讯采集模块2用于采集发电机组的运行状态和数据，所述开关量采集模块3用于采集发电机组的开关量，所述模拟量采集模块4用于采集发电机组的模拟量，所述数据存储模块5用于存储数据，所述开关量输出模块6用于输出开关量，所述人机交互模块7用于人机交互，所述WIFI通信模块8用于与云服务器通信。

具体地，如图1所示，所述模拟量采集模块4包含励磁电压采集电路、电子调速器驱动电压采集电路、音频传感器输入采集电路，所述励磁电压采集电路用于采集发电机组的励磁电压，所述电子调速器驱动电压采集电路用于采集发电机组的电子调速驱动电压，所述音频传感器输入采集电路用于采集发电机组的异常声音。所述数据存储模块5内建多个按环形结构组织的数据存储区，用于保存不同类型的运行数据，包括设备启动停止记录、设备运行过程的数据和状态、设备在故障发生瞬间前一段时间的数据和状态，这些环形结构数据存储区是按最新数据覆盖最早数据的方式工作，并采用时间戳管理数据，以便和云服务器之间保持同步更新，避免将全部数据上传所消耗的大量时间。

如图2、图3、图4、图5所示，所述中央处理器模块1通过通讯采集模块2连接到发电机组的控制器，采集发电机组的运行状态和数据，还通过模拟量采集模块4直接连接到机组的AVR采集励磁电压，以及连接到机组的电子调速系统采集调速控制电压，然后将采集到的各种发电机组运行数据，在3种不同的网络条件下，用不同的方法，通过WIFI通信模块8传输到云服务器，实现在发电机组和云服务器之间架起一座通信管道。所述WIFI通信模块8在3种不同的网络条件下，用不同的方法，将保存在数据存储模块5中的数据上传的云服务器中。生产商或服务商可以通过云服务器了解用户的使用情况，通过检查故障发生期间的数据，实现远程故障诊断以及对用户的维护提醒。

所述模拟量采集模块4包含励磁电压采集电路、电子调速器驱动电压采集电路、音频传感器输入采集电路、温度采集电路，分别用于采集发电机组的励磁电压，电子调速驱动电压，发动机的异常声音，以及环境温度。

所述中央处理器模块1主动监测采集到的发电机组数据，根据预设的逻辑条件，捕捉符合逻辑条件的数据，并保存到数据存储模块5中，其中包括故障发生前一段时间的数据，用于检查发电电压波动率的数据，和用于检查转速波动率的数据，以及用于检查机组电池电压在启动过程中的数据，这些不同类型数据最终被保存到数据存储模块5中，并传送到云服务器做健康分析。

所述模拟量采集模块4还通过声音传感器采集发动机体的声音，按预设逻辑条件，在机组运行的不同工况下，采集发电机组的声音数据，然后通过内设的小波变换程序，得到一段时间内，不同时刻的频谱分布和幅度，并保存到数据存储模块5中，这些数据被传送到服务器中做进一步的音频分析，以监测发动机的异响故障。

所述数据存储模块5内建多个按环形结构组织的数据存储区，用于保存不同类型的运行数据，包括设备启动停止记录、设备运行过程的数据和状态、设备在故障发生瞬间前一段时间的数据和状态，这些环形结构数据存储区是按最新数据覆盖最早数据的方式工作，并采用时间戳管理数据，以便和云服务器之间保持同步更新，避免将全部数据上传所消耗的大量时间。

所述开关量采集模块3用于采集发电机组周边的各种辅助设备状态，以便通过云服务器更好的监测发电机组状态，和远程故障诊断，比如：门禁、水浸开关等。

所述人机交互模块7包含LED指示电路，用于指示发电机组和通讯采集模块2的连接状态，以及本数据采集器和云服务器或手机之间的连接状态。还包含用于恢复出厂设置的复位按键。

所述开关量输出模块6根据预设逻辑和云服务器的命令，输出开关量以控制发电机组周边的设备，比如：打开排风扇、空调系统等。

本实用新型的优点在于，本实用新型在无网络的条件下，可以将采集到的发电机组数据通过WIFI传输方式与手机WIFI模块相连接，并将保存在本实用新型的数据存储模块5的各种数据，转存到手机中，等到手机可以连接因特网时，再将之前保存在手机中的机组数据，通过手机网络连接到云服务器，实现数据的上传和分析，并将分析结果展示到手机APP中。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于WIFI的发电机组数据采集器，其特征在于：包括中央处理器模块(1)、通讯采集模块(2)、开关量采集模块(3)、模拟量采集模块(4)、数据存储模块(5)、开关量输出模块(6)、人机交互模块(7)、WIFI通信模块(8)，所述通讯采集模块(2)、开关量采集模块(3)、模拟量采集模块(4)、数据存储模块(5)、开关量输出模块(6)、人机交互模块(7)、WIFI通信模块(8)分别与中央处理器模块(1)电连接，所述通讯采集模块(2)采用RS232或RS485或USB或CAN通讯方式与发电机组的控制器电连接，所述通讯采集模块(2)用于采集发电机组的运行状态和数据，所述开关量采集模块(3)用于采集发电机组的开关量，所述模拟量采集模块(4)用于采集发电机组的模拟量，所述数据存储模块(5)用于存储数据，所述开关量输出模块(6)用于输出开关量，所述人机交互模块(7)用于人机交互，所述WIFI通信模块(8)用于与云服务器通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于WIFI的发电机组数据采集器，其特征在于：所述模拟量采集模块(4)包含励磁电压采集电路、电子调速器驱动电压采集电路、声音传感器输入采集电路，所述励磁电压采集电路用于采集发电机组的励磁电压，所述电子调速器驱动电压采集电路用于采集发电机组的电子调速驱动电压，所述声音传感器输入采集电路用于采集发电机组的异常声音。

3.根据权利要求1所述的一种基于WIFI的发电机组数据采集器，其特征在于：所述数据存储模块(5)内建多个按环形结构组织的数据存储区，用于保存不同类型的运行数据，包括设备启动停止记录、设备运行过程的数据和状态、设备在故障发生瞬间前一段时间的数据和状态，这些环形结构数据存储区是按最新数据覆盖最早数据的方式工作，并采用时间戳管理数据，以便和云服务器之间保持同步更新，避免将全部数据上传所消耗的大量时间。