CN207906048U - 一种基于LoRa技术的工厂运行设备在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于LoRa技术的工厂运行设备在线监测系统，包括多个无线振动轴温传感器、无线接收网关、4G路由器和云端服务器，各无线振动轴温传感器分别于无线接收网关通过无线LoRa方式连接，无线接收网关通过太网双绞线与4G路由器连接，4G路由器与云端服务器无线连接。该系统结构简单，采用LoRa无线技术，无线传输距离远，免去了在工厂设备周围布线的麻烦。

Description

一种基于LoRa技术的工厂运行设备在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及工业自动化技术领域，具体涉及一种基于LoRa技术的工厂运行设备在线监测系统。

背景技术

工厂中的运行设备会因为操作不当、设计不合理、不及时保养、设备磨损以及环境粉尘等因素而导致故障。

工厂中的泵机组等关键运行设备，往往造价昂贵。由于追求经济效益的最大化和面临的生产任务的严峻性，设备往往是24小时连续、高转速工作，设备维护工作艰巨。关键设备一旦损坏或意外停机，不仅直接损失巨大，由此造成整线停产的间接损失更加难以估量。

为减少设备意外故障和突发事故造成的损失，应对工厂中的关键动设备进行状态监测和预测性故障诊断，以实现预防或消除故障，延长设备的服役期限和无故障使用寿命，降低设备全寿命周期费用。

现阶段很多工厂在设备维护方面所采取的措施，仍然是依靠人工定期巡检的方式，靠人工整理和记录维护数据。依赖于巡检人员的敬业精神、主观经验和判断，存在较大局限性，而且工作效率低下。工厂设备管理情况是直到设备发生故障后，才紧急安排技术人员进行设备的更换维修。特种设备发生故障后再进行维修、维护的方式，不但维修成本高，也无法满足设备高效运行的生产模式。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于LoRa技术的工厂运行设备在线监测系统，该系统结构简单，采用LoRa无线技术，无线传输距离远，免去了在工厂设备周围布线的麻烦。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种基于LoRa技术的工厂运行设备在线监测系统，包括多个无线振动轴温传感器、无线接收网关、4G路由器和云端服务器，各无线振动轴温传感器分别与无线接收网关通过无线LoRa方式连接，无线接收网关通过以太网双绞线与4G路由器连接，4G路由器与云端服务器无线连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点在于：

1、该系统采用LoRa无线技术，传感器功耗低，无线传输距离远，免去了在工厂设备周围布线的麻烦。

2、数据的采集及传输过程均自动完成，无须人工干预，通过云端数据平台的数据分析、预测、故障诊断，可对工厂设备的维修维护提供指导意见，有效减少和预防设备意外故障停机带来的不利影响，为工厂带来潜在的经济效益。

附图说明

图1为基于LoRa技术的工厂运行设备在线监测系统的结构示意图。

图2为无线振动轴温传感器的安装布设图。

其中，1-第一无线振动轴温传感器(NHD-100)、2-第二无线振动轴温传感器(NHD-100)、3-第三无线振动轴温传感器(NHD-100)、4-无线接收网关(NHD-200)、5-4G路由器(厦门四信，F-R200)、6-云端服务器(阿里云)、7-皮带、8-马达、9-第一轴承、10机泵、11-第二轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

本发明提供的基于LoRa技术的工厂运行设备在线监测系统的结构如图1所示，该系统包括多个无线振动轴温传感器、无线接收网关4、4G路由器5和云端服务器6。

无线振动轴温传感器内置长寿命锂铔电池，具备休眠功能，当无线振动轴温传感器采集数据并发送完成后，自动进入休眠状态，直到下一个采集时间周期，传感器才会自动唤醒，执行下一次数据采集和发送。本实施例中，无线振动轴温传感器有3个，分别为第一无线振动轴温传感器1、第二无线振动轴温传感器2和第三无线振动轴温传感器3。

无线接收网关4具备以太网RJ45接口，可将接收的数据通过网线传输至4G路由器。无线接收网关具备心跳包发送功能，可在配置后每分钟发送一次心跳数据到云端服务器，以作为设备在线的标志。

4G路由器5内置SIM卡，可将由以太网口接收的数据通过无线4G方式发送至云端服务器。

云端服务器6将接收的数据解析后，进行存储，并对数据进行频谱分析、趋势分析、故障模拟、故障预诊断等处理，可自动生成分析报告。

第一无线振动轴温传感器1、第二无线振动轴温传感器2和第三无线振动轴温传感器3分别于无线接收网关4通过无线LoRa方式连接，无线接收网关4通过太网双绞线与4G路由器5连接，4G路由器5与云端服务器6无线连接。

根据工厂动设备的实际情况，可针对重点设备、维修昂贵的设备以及没有备机的设备进行监测，监测点选取的原则是尽可能反映机组的全部运行状态，尽可能使用少的测点数量。无线振动轴温传感器通过磁吸或螺纹等方式进行固定在旋转机械设备上，可将测量的位置选择在振动的敏感点，对振动信号干扰较小、安装方便的位置，如轴承附近。

以图2中的机泵设备为例，结合机泵设备结构，机泵设备由马达8、第一轴承9、第二轴承11、机泵10和皮带7构成，在马达8驱动的第一轴承端9安装第一无线振动轴温传感器1，在机泵10的第二轴承11负荷端安装第二无线振动轴温传感器2，机泵的第二轴承11自由端安装第三无线振动轴温传感器3。

无线接收网关4和4G无线路由器5可根据工厂情况，就近安装在被监测设备附近且方便供电的地方。对于环境恶劣的工业现场，无线接收网关和4G无线路由器应安装在低压配电箱内部，对应的天线应使用天线延长线引至配电箱外部，以增强信号接收能力。

云端服务器可部署在阿里云上，系统软硬件部署完成后，默认每隔2小时采集一次机组设备的振动特征值及振动值，在数据异常产生报警信息后，无线振动轴温传感器会自动增加采集频率。用户开通账号和密码后，通过云端服务器的IP地址，可以用浏览器远程访问采集的数据及分析结果，报警信息可通过邮件或手机短信方式推送给用户。

Claims (1)

1.一种基于LoRa技术的工厂运行设备在线监测系统，其特征在于：包括多个无线振动轴温传感器、无线接收网关、4G路由器和云端服务器，各无线振动轴温传感器分别与无线接收网关通过无线LoRa方式连接，无线接收网关通过太网双绞线与4G路由器连接，4G路由器与云端服务器无线连接。