一种织机运行异常预警装置的制作方法

本公开涉及数据采集技术领域，具体涉及一种织机运行异常预警装置。

背景技术：

随着纺织技术的发展，人们对纺织机的运行效率、能源消耗等方面的要求越来越高。在目前纺织织造领域，一个非常重要的生产流程段包括：喷水织机、喷气织机、浆纱机、并轴机、整经机，其中浆纱机、并轴机、整经机为纱线整理流程(其前道为纱线生产流程)，喷水织机为布匹生产流程(其后道为染整流程)。

现有织机在运行过程出现故障时，往往通过人工定期检查获取，一般的故障只要对生产影响不大都不会轻易发现，因此，现有的织机的故障不能实时发觉，不能避免故障影响而带来的损失。

技术实现要素：

基于此，为解决上述技术问题，提供一种能够实时发现织机故障的织机运行异常预警装置。

一种织机运行异常预警装置，包括：电压采样模块、电流采样模块、能耗计算模块、主控制模块和预警模块；其中，所述电压采样模块用于采集织机运行状态电压；所述电流采样模块用于采集织机运行状态电流；所述能耗计算模块与所述电压采样模块与电流采集模块连接，用于计算织机运行状态能耗；所述主控制模块与所述能耗计算模块连接，用于根据所述织机运行状态能耗判断所述织机运行是否为正常；所述预警模块与所述主控制模块连接，在所述织机运行异常时发出告警信息。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：串口通信电路，所述主控制模块通过所述串口通信电路与所述预警模块连接，用于将所述织机运行异常信号发送至所述预警模块；所述预警模块根据所述织机运行异常信号发出告警信息。

在其中一个实施例中，所述电压采样模块包括：电压采集端、多个串联的电阻和滤波电容；其中，所述多个串联的电阻一端与所述电压采集端连接，另一端接地，所述滤波电容与接地的电阻并联，所述滤波电容输出的电压作为所述能耗计算模块的采集电压输入。

在其中一个实施例中，所述电流采样模块包括：一个互感单元作为电流采集端口，与所述互感单元串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，以及滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4；其中，所述滤波电容C1一端连接电阻R1、电阻R2之间的端点，所述滤波电容C1另一端接地，所述滤波电容C3一端连接电阻R3、电阻R4之间的端点，所述滤波电容C3另一端接地，所述滤波电容C2的一端连接电阻R2、另一端接地，所述滤波电容C4的一端连接电阻R4、另一端接地，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的阻值均为1KΩ，所述滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4的电容值均为33nF。

在其中一个实施例中，所述能耗计算模块包括ADE7758芯片，所述ADE7758芯片的引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10用于输入3相所述织机运行状态电流，引脚16、引脚15、引脚14用于输入3相所述织机运行电压。

在其中一个实施例中，所述根据所述织机运行状态能耗判断所述织机运行是否为正常的具体方法为：判断所述织机运行状态能耗是否超出设定阈值；如果所述织机运行状态能耗超出设定阈值，则所述织机运行异常；如果所述织机运行状态能耗没有超出设定阈值，则所述织机运行正常。

在其中一个实施例中，所述织机运行状态能耗包括：织机运行状态功率、织机运行状态功率因素和织机运行状态电能。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：电源模块，用于给所述电压采样模块、电流采样模块、能耗计算模块、主控制模块和预警模块进行供电。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

上述技术方案，通过电压采样模块和电流采样模块采集的电压和电流来计算织机运行状态能耗，再通过主控模块根据所述织机运行状态能耗判断织机运行是否为正常，预警模块在织机运行异常时发出告警信息，能够避免织机在故障状态下运行导致损坏和有利于降低能耗。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1为一个实施例中织机运行异常预警装置的结构框图；

图2为一个实施例中电压采样模块的电路图；

图3为一个实施例中电流采用模块的电路图；

图4为一个实施例中能耗计算模块的电路图；

图5为一个实施例中主控制模块的电路图；

图6为一个实施例中串口通信电路的示意图；

图7为一个实施例中电源模块的电路图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

本公开实施例提供的技术方案通过电压采样模块和电流采样模块采集的电压和电流来计算织机运行状态能耗，再通过主控模块根据所述织机运行状态能耗判断织机运行是否为正常，实现织机运行状态的实时检测，有利于及时发现故障，避免织机在故障状态下运行导致损坏和有利于降低能耗。

本申请实施例中，所述的“Ω”为电阻的单位欧姆，“KΩ”表示千欧姆，“F”为电容的单位法，“nF”表示纳法，“PF”表示皮法，“uF”表示微法，“Hz”表示频率的单位赫兹，“MHz”表示兆赫兹。

图1示出根据本公开一实施方式的织机运行异常预警装置的结构框图，该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。如图1所示，所述织机运行异常预警装置包括：电压采样模块110、电流采样模块120、能耗计算模块130、主控制模块140和预警模块150；其中，所述电压采样模块110用于采集织机运行状态电压；所述电流采样模块120用于采集织机运行状态电流；所述能耗计算模块130与所述电压采样模块110与电流采集模块120连接，用于计算织机运行状态能耗；所述主控制模块140与所述能耗计算模块130连接，用于根据所述织机运行状态能耗判断所述织机运行是否为正常；所述预警模块150与所述主控制模块140连接，在所述织机运行异常时发出告警信息。

其中，所述织机包括但不限于喷水织机、喷气织机、浆纱机、并轴机、整经机。所述织机运行状态为织机在作业过程中。

其中，所述能耗计算模块130根据所述织机运行状态电压和织机运行状态电流，计算织机运行状态功率、织机运行状态功率因素和织机运行状态电能。

在其中一个实施例中，如图2所示，所述电压采样模块110包括：电压采集端、多个串联的电阻和滤波电容；其中，所述多个串联的电阻一端与所述电压采集端连接，另一端接地，所述滤波电容与接地的电阻并联，所述滤波电容输出的电压作为所述能耗计算模块的采集电压输入。

本实施例中，如图2所示，电压采样模块110为三个，分别用于采集三相电压。在三相电压的VAP相，电阻R18、电阻R17、电阻R16、电阻R15、电阻R13、电阻R14串联后与电压采集端VA连接，电阻R14另一端接地，滤波电容C13与电阻R14并联，所述滤波电容C13输出的电压作为三相电压的VAP相的输出电压；在三相电压的VBP相，电阻R24、电阻R23、电阻R22、电阻R21、电阻R19、电阻R20串联后与电压采集端VB连接，电阻R20另一端接地，滤波电容C14与电阻R20并联，所述滤波电容C14输出的电压作为三相电压的VBP相的输出电压；在三相电压的VCP相，电阻R30、电阻R29、电阻R28、电阻R27、电阻R25、电阻R26串联后与电压采集端VC连接，电阻R26另一端接地，滤波电容C15与电阻R26并联，所述滤波电容C15输出的电压作为三相电压的VBP相的输出电压；其中，电阻R18、电阻R17、电阻R16、电阻R15、电阻R13、电阻R24、电阻R23、电阻R22、电阻R21、电阻R19、电阻R30、电阻R29、电阻R28、电阻R27、电阻R25的阻值均为200KΩ，电阻R14、电阻R20、电阻R26的阻值均为1KΩ，滤波电容C13、滤波电容C14、滤波电容C15的电容值均为33nF。其中，电压采样模块还包括参考电压零端VZERO，所述参考电压零端VZERO接地。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述电流采样模块120包括：一个互感单元L1作为电流采集端口，与所述互感单元串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，以及滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4；其中，所述滤波电容C1一端连接电阻R1、电阻R2之间的端点，所述滤波电容C1另一端接地，所述滤波电容C3一端连接电阻R3、电阻R4之间的端点，所述滤波电容C3另一端接地，所述滤波电容C2的一端连接电阻R2、另一端接地，所述滤波电容C4的一端连接电阻R4、另一端接地，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的阻值均为1KΩ，所述滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3、滤波电容C4的电容值均为33nF。其中，电流采样模块也为三个，用于采集三相电流。

在其中一个实施例中，如图4所示，所述能耗计算模块130包括ADE7758芯片，所述ADE7758芯片的引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10用于输入3相所述织机运行状态电流，引脚16、引脚15、引脚14用于输入3相所述织机运行电压。所述ADE7758芯片的引脚4、引脚3作为电源引脚，与5V直流电源连接，并通过电容C19和电容C20进行滤波，电容C19的电容值为104F，电容C20的电容值为10uF，引脚17通过电阻R32和LED灯D1接地，电阻R32的阻值为1KΩ，引脚20和引脚19连接晶振Y1，晶振Y1频率为10MHz，晶振Y1两端连接电容C21和电容C22并接地，电容C21和电容C22的电容值为22pF，引脚24作为信号输出，引脚23作为时钟输出，引脚12通过电容C17和电容C18接地，电容C17的电容值为104F，电容C18的电容值为10uF，引脚11和引脚2接地，引脚13通过并联的电阻R31和电容C16接地，电阻R31的阻值为1KΩ，电容C16的电容值为33nF。

在其中一个实施例中，如图5所示，主控制模块U10与能耗计算模块130连接，主控制模块U10的引脚接地，引脚6作为信号输入，引脚16连接3V直流电压，并通过滤波电容C26接地，滤波电容C26的电容值为105F，引脚13通过电阻R46和LED灯D4接地，所述电阻R46的电阻为1KΩ。

在其中一个实施例中，所述根据所述织机运行状态能耗判断所述织机运行是否为正常的具体方法为：判断所述织机运行状态能耗是否超出设定阈值；如果所述织机运行状态能耗超出设定阈值，则所述织机运行异常；如果所述织机运行状态能耗没有超出设定阈值，则所述织机运行正常。

其中，所述设定阈值可以通过历史数据分析获得，根据织机历史出现故障时的能耗，可以确定设定阈值。

在其中一个实施例中，一种织机运行异常预警装置还包括：串口通信电路，所述主控制模块140通过所述串口通信电路与所述预警模块150连接，用于将所述织机运行异常信号发送至所述预警模块150；所述预警模块150根据所述织机运行异常信号发出告警信息。

具体的，如图6所示，串口通信电路包括芯片MAX485，芯片MAX485的引脚1通过电阻R109连接3.3V稳压电源，电阻R109电阻4.7KΩ，引脚8连接3.3V稳压电源，同时引脚8通过滤波电容C92接地，滤波电容C92电容值为10uF，引脚5接地，引脚6和引脚7连接接线端U20，引脚6和引脚7之间连接电阻R108，引脚6和引脚7分别通过稳压二极管D6和稳压二极管D5接地。

在其中一个实施例中，一种织机运行异常预警装置还包括：电源模块，用于给所述电压采样模块、电流采样模块、能耗计算模块、主控制模块和预警模块进行供电。

具体的，如图7所示，电源模块包括电压转换电路，电压转换电路包括12-24V引脚插头和5V直流电压输出接口，12-24V引脚插头用于连接电源。电源模块还包括第一稳压电源，第一稳压电源连接电压转换电路的5V直流电压输出接口，并将5V直流电压转换成5V稳压电源。电源模块还包括第二稳压电源，第二稳压电源连接电压转换电路的5V直流电压输出接口，并将5V直流电压转换成3.3V稳压电源。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施方式的装置的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，路程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施方式中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施方式中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。