基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電機(jī)遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、    基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電機(jī)遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    陳健民摘要：對(duì)于設(shè)備電機(jī)運(yùn)行中的振動(dòng)、溫度等參數(shù)的檢測(cè)，傳統(tǒng)上都采用人工現(xiàn)場(chǎng)巡檢測(cè)量記錄的方式，工作效率低勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的粉塵、噪音對(duì)職業(yè)健康也存在一定的危害，本文設(shè)計(jì)組建的網(wǎng)絡(luò)智能化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)運(yùn)行關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)、報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄等功能，有效縮短設(shè)備點(diǎn)檢耗費(fèi)時(shí)間、進(jìn)一步提高技術(shù)人員對(duì)設(shè)備運(yùn)行的掌控能力。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);監(jiān)測(cè);云平臺(tái)1 項(xiàng)目背景北侖礦石中宅碼頭散貨裝卸作業(yè)工藝設(shè)備主要由卸船機(jī)、流程皮帶機(jī)、斗輪機(jī)、裝船機(jī)等設(shè)備構(gòu)成，各機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)確保裝卸

2、作業(yè)順利完成具有關(guān)鍵性的作用，因此加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行的點(diǎn)檢和運(yùn)行參數(shù)的檢測(cè)管理，具有十分積極的作用。傳統(tǒng)巡檢監(jiān)測(cè)方式一般都采用人工定期現(xiàn)場(chǎng)利用手持式振動(dòng)、溫度檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量、記錄，普遍存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、而且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的粉塵、噪音對(duì)維護(hù)管理人員的職業(yè)健康也存在一定影響。本文通過(guò)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上，采用rtu無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)傳感器、熱電阻信號(hào)，通過(guò)4g網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無(wú)線傳送至上位機(jī)等設(shè)備，設(shè)計(jì)組態(tài)成一個(gè)電機(jī)遠(yuǎn)程智能檢測(cè)系統(tǒng)，成本低、操作便利，對(duì)于全面推進(jìn)公司層和集團(tuán)層網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備智能遠(yuǎn)程在線管理系統(tǒng)組建的發(fā)展具有十分積極的作用。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與組建2.1系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)電機(jī)智能遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬

3、件主要由數(shù)據(jù)采集模塊、現(xiàn)場(chǎng)傳感器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器組成，數(shù)據(jù)采集模塊是基于2g/3g/4g網(wǎng)絡(luò)的rtu -4017無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊，通過(guò)采集現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)傳感器、熱電阻等反饋的模擬量信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)4g網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器，服務(wù)器運(yùn)行專用軟件記錄采集的所有信號(hào)，上位機(jī)利用以太網(wǎng)在本地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)振動(dòng)、溫度等參數(shù)實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和查詢，可利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的開(kāi)發(fā)云組態(tài)功能，實(shí)現(xiàn)手機(jī)通過(guò)查看公眾號(hào)在線查詢電機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本項(xiàng)目智能遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要采用四級(jí)分層結(jié)構(gòu)：采集層、通信層、數(shù)據(jù)層、管理層。數(shù)據(jù)采集、傳輸和分析通過(guò)四層實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：數(shù)據(jù)采集層：一體化振動(dòng)變送器（振動(dòng)傳

4、感器加變送器模塊）其將振動(dòng)速度值轉(zhuǎn)化為輸出標(biāo)準(zhǔn)4-20ma電流信號(hào)）完成振動(dòng)信號(hào)的采集;pt100熱電阻完成電機(jī)繞組和前軸軸承的溫度檢測(cè)，通過(guò)智能溫度變送器將阻值變化輸出4-20ma電流信號(hào)：變頻器模擬量輸出通道定義為電機(jī)負(fù)荷運(yùn)行電流并輸出4-20ma電流信號(hào)。數(shù)據(jù)通信層由rtu數(shù)據(jù)采集模塊完成不同信號(hào)反饋模擬量的采集輸入，本系統(tǒng)采用的是基于2g/3g/4g網(wǎng)絡(luò)的rtu-4017數(shù)據(jù)采集模塊， 可以同時(shí)采樣8路的差分信號(hào)，采樣精度高達(dá)16位。適用于采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種電壓和電流信號(hào)，支持標(biāo)準(zhǔn)的modbus協(xié)議，通過(guò)2g/3g/4g網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、顯示、控制、報(bào)警等綜合功能

5、。數(shù)據(jù)層和管理層主要由rtu數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)4g無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送至tlin物聯(lián)網(wǎng)免費(fèi)云平臺(tái)，然后由平臺(tái)專用軟件完成現(xiàn)場(chǎng)至云端最后到終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步。2.3現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集設(shè)備原理圖如下2.4 tlink物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)進(jìn)行組態(tài)設(shè)置：登錄物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)網(wǎng)站注冊(cè)賬號(hào)、密碼（網(wǎng)址：http：/）。網(wǎng)站登錄后進(jìn)入云平臺(tái)管理中心，設(shè)備管理-添加設(shè)備設(shè)置好設(shè)備分組、設(shè)備序列號(hào)等參數(shù)。每一個(gè)模擬量4-20ma輸入對(duì)應(yīng)單位以及量程范圍設(shè)定，每一個(gè)觸發(fā)器設(shè)定報(bào)警值、報(bào)警信息通過(guò)手機(jī)短信、微信等方式發(fā)送至設(shè)備管理人員。3 系統(tǒng)應(yīng)用與效果系統(tǒng)投運(yùn)后，設(shè)備技術(shù)管理人員可以通過(guò)電腦或者手機(jī)登錄物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)皮帶機(jī)高壓電

6、機(jī)的實(shí)時(shí)振動(dòng)值、溫度值，斗輪機(jī)振動(dòng)給料電機(jī)、懸臂電機(jī)運(yùn)行電流和卸船機(jī)振動(dòng)給料電機(jī)運(yùn)行電流值，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)超過(guò)設(shè)定值時(shí)將以微信方式發(fā)送給聯(lián)系人。3.1 技改前皮帶機(jī)高壓電機(jī)振動(dòng)、溫度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量需要2名技術(shù)人員才能完成測(cè)量和記錄，平均一臺(tái)電機(jī)耗時(shí)10分鐘，現(xiàn)有44臺(tái)電機(jī)需耗時(shí)440分鐘，一般需要二個(gè)工作日才能順利完成，系統(tǒng)投運(yùn)后，技術(shù)管理人員可以在辦公室實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程查看振動(dòng)、溫度值，查詢歷史曲線可以了解掌握近期電機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)變化，工作效率提升近300%。3.2 可以實(shí)時(shí)檢測(cè)卸船機(jī)振動(dòng)給料電機(jī)運(yùn)行電流狀態(tài)，電流超過(guò)額定值時(shí)，技術(shù)管理人員根據(jù)手機(jī)接收的告警信息，及時(shí)跟蹤卸船機(jī)斗門(mén)開(kāi)閉度和電機(jī)速度及物料密度情況，可以針對(duì)存在問(wèn)題及時(shí)響應(yīng)和處理。3.3 通過(guò)對(duì)斗輪機(jī)振動(dòng)給料電機(jī)和懸臂皮帶電機(jī)的電流檢測(cè)和記錄，可以對(duì)連鎖失效問(wèn)題造成的料斗堵料故障，通過(guò)對(duì)兩臺(tái)電機(jī)的電流的歷史曲線記錄進(jìn)行故障的分析和追溯，進(jìn)一步完善了設(shè)備故障排除的手段。4 總結(jié)本系統(tǒng)對(duì)港區(qū)主要作業(yè)設(shè)備卸船機(jī)