基于CCD的电机轴承润滑油量监控方法及系统与流程

本发明涉及电机轴承润滑油量监控技术，具体涉及一种基于CCD的电机轴承润滑油量监控方法及系统。

背景技术：

对于使用滑动轴承的电机而言，当电机运行的时候，轴瓦与转轴之间必须要有一层很薄的油膜起润滑作用，如果润滑油量不足，造成润滑不良，导致轴瓦与转轴之间存在直接摩擦，摩擦会产生很高的温度，有可能烧坏轴瓦，导致滑动轴承损坏。

在目前使用滑动轴承的电机拖动系统中，一般用变频器对电机进行控制；用稀油站对电机油路进行控制；用PLC作为下位机，和变频器以及稀油站通过RS485或Profibus-DP或以太网或I/O硬连线等进行连接，对变频器和稀油站进行控制；用工控机作为上位机，和PLC通过RS485或Profibus-DP或以太网等进行连接，进行控制命令的发布和状态监视。在目前类似的系统中，由于电机轴承油量视窗尺寸比较小且没有刻度标注等原因，只对稀油站油量进行监视和控制，并没有对电机轴承中油量进行监视和控制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种通过使用CCD摄像机监视电机轴承润滑油视窗来监测润滑油量的情况进而对电机的运行以及润滑油路进行控制，对变频器进行停机或断电处理，能够防止滑动轴承由于油量不足造成损坏，轴承保护效果好，实施简单方便的基于CCD的电机轴承润滑油量监控方法及系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种基于CCD的电机轴承润滑油量监控方法，步骤包括：

1）通过CCD摄像机采集电机轴承油量视窗的图像；

2）根据所述电机轴承油量视窗的图像识别计算出油量百分比K；

3）根据所述油量百分比K控制电机的稀油站油量阀门的调节、电机的变频器进线电源以及电机的变频器启停控制。

优选地，步骤2）的详细步骤包括：

2.1）根据电机轴承油量视窗的图像识别出电机轴承油量视窗的视窗轮廓以及润滑油液面线，计算出视窗轮廓的高度A以及润滑油液面线距离视窗轮廓底部的高度B；

2.2）根据K=B/A计算出油量百分比K，其中B表示润滑油液面线距离视窗轮廓底部的高度，A表示视窗轮廓的高度。

优选地，步骤3）的详细步骤包括并行执行控制子句Network 1～Network 12；

Network 1：等待上位机发出稀油站启动命令，如果接收到上位机发出的稀油站启动命令，则启动电机的稀油站运行；

Network 2：等待上位机发出稀油站停机命令，如果接收到上位机发出的稀油站停机命令，则停止电机的稀油站运行；

Network 3：在电机稀油站运行的前提下，当检测到油量百分比K大于或等于预设的油量高值C1时，则调节稀油站的油量阀门使油流量减少，当检测到油量百分比K小于或等于预设的油量合适值C2时停止调节稀油站油量阀门；

Network 4：在稀油站运行的前提下，当检测到油量百分比K小于或等于预设的油量低值C3时，则调节稀油站的油量阀门使油流量增大，当检测到油量百分比K大于或等于油量合适值C2时停止调节稀油站油量阀门；

Network 5：在油量百分比K大于预设的油量开启值C4的前提下，等待上位机发出变频器电源合闸命令，如果收到变频器电源合闸命令，则接通电机的变频器进线电源；

Network 6：等待上位机发出的变频器电源分闸命令，在油量百分比K小于或等于油量开启值C4或收到上位机发出的变频器电源分闸命令时，断开电机的变频器进线电源；

Network 7：在油量百分比K大于油量低值C3以及油量百分比K小于油量高值C1的前提下，等待上位机发出变频器启动命令，如果收到上位机发出的变频器启动命令，则启动电机的变频器运行；

Network 8：等待上位机发出变频器停机命令，在油量百分比K小于或等于预设的油量超低值C5或者收到上位机发出的变频器停机命令时，停止电机的变频器运行；

Network 9：在油量百分比K小于或等于油量低值C3时，发出油量低报警；

Network 10：在油量百分比K小于或等于油量超低值C5时，发出油量超低故障；

Network 11：在油量百分比K大于或等于油量高值C1时，发出油量高报警；

Network 12：在油量百分比K大于或等于预设的油量超高值C6时，发出油量超高故障；

所述控制子句Network 1～Network 12中，油量开启值C4<油量超低值C5<油量低值C3<油量合适值C2<油量高值C1<油量超高值C6。

另一方面，本发明还提供一种基于CCD的电机轴承润滑油量监控系统，包括：

图像采集模块，用于通过CCD摄像机采集电机轴承油量视窗的图像；

图像识别模块，用于根据所述电机轴承油量视窗的图像识别计算出油量百分比K；

电机控制模块，用于根据所述油量百分比K控制电机的稀油站油量阀门的调节、电机的变频器进线电源以及电机的变频器启停控制。

优选地，所述图像识别模块包括：

视窗轮廓及油面高度识别子模块，用于根据电机轴承油量视窗的图像识别出电机轴承油量视窗的视窗轮廓以及润滑油液面线，计算出视窗轮廓的高度A以及润滑油液面线距离视窗轮廓底部的高度B；

油量百分比计算子模块，用于根据K=B/A计算出油量百分比K，其中B表示润滑油液面线距离视窗轮廓底部的高度，A表示视窗轮廓的高度。

优选地，所述电机控制模块包括并行执行的控制子句Network 1执行子模块～Network 12执行子模块；

Network 1执行子模块，用于等待上位机发出稀油站启动命令，如果接收到上位机发出的稀油站启动命令，则启动电机的稀油站运行；

Network 2执行子模块，用于等待上位机发出稀油站停机命令，如果接收到上位机发出的稀油站停机命令，则停止电机的稀油站运行；

Network 3执行子模块，用于在电机稀油站运行的前提下，当检测到油量百分比K大于或等于预设的油量高值C1时，则调节稀油站的油量阀门使油流量减少，当检测到油量百分比K小于或等于预设的油量合适值C2时停止调节稀油站油量阀门；

Network 4执行子模块，用于在稀油站运行的前提下，当检测到油量百分比K小于或等于预设的油量低值C3时，则调节稀油站的油量阀门使油流量增大，当检测到油量百分比K大于或等于油量合适值C2时停止调节稀油站油量阀门；

Network 5执行子模块，用于在油量百分比K大于预设的油量开启值C4的前提下，等待上位机发出变频器电源合闸命令，如果收到变频器电源合闸命令，则接通电机的变频器进线电源；

Network 6执行子模块，用于等待上位机发出的变频器电源分闸命令，在油量百分比K小于或等于油量开启值C4或收到上位机发出的变频器电源分闸命令时，断开电机的变频器进线电源；

Network 7执行子模块，用于在油量百分比K大于油量低值C3以及油量百分比K小于油量高值C1的前提下，等待上位机发出变频器启动命令，如果收到上位机发出的变频器启动命令，则启动电机的变频器运行；

Network 8执行子模块，用于等待上位机发出变频器停机命令，在油量百分比K小于或等于预设的油量超低值C5或者收到上位机发出的变频器停机命令时，停止电机的变频器运行；

Network 9执行子模块，用于在油量百分比K小于或等于油量低值C3时，发出油量低报警；

Network 10执行子模块，用于在油量百分比K小于或等于油量超低值C5时，发出油量超低故障；

Network 11执行子模块，用于在油量百分比K大于或等于油量高值C1时，发出油量高报警；

Network 12执行子模块，用于在油量百分比K大于或等于预设的油量超高值C6时，发出油量超高故障；

所述控制子句Network 1执行子模块～Network 12执行子模块中，油量开启值C4<油量超低值C5<油量低值C3<油量合适值C2<油量高值C1<油量超高值C6。

本发明基于CCD的电机轴承润滑油量监控方法具有下述优点：本发明通过CCD摄像机采集电机轴承油量视窗的图像，根据所述电机轴承油量视窗的图像识别计算出油量百分比K，根据所述油量百分比K控制电机的稀油站油量阀门的调节、电机的变频器进线电源以及电机的变频器启停控制，本发明通过使用CCD摄像机监视电机轴承润滑油视窗来监测润滑油量的情况进而对电机的运行以及润滑油路进行控制，对变频器进行停机或断电处理，能够防止滑动轴承由于油量不足造成损坏，具有轴承保护效果好，实施简单方便的优点。

本发明基于CCD的电机轴承润滑油量监控系统为本发明基于CCD的电机轴承润滑油量监控方法完全对应的装置，因此同样也具有本发明基于CCD的电机轴承润滑油量监控方法前述的优点，故在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。

图2为本发明实施例方法的硬件框架结构示意图。

图3为本发明实施例计算油量百分比K的原理示意图。

图4为本发明实施例方法中Network 1～Network 7控制子句的流程示意图。

图5为本发明实施例方法中Network 8～Network 12控制子句的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例基于CCD的电机轴承润滑油量监控方法的步骤包括：

1）通过CCD摄像机采集电机轴承油量视窗的图像；

2）根据电机轴承油量视窗的图像识别计算出油量百分比K；

3）根据油量百分比K控制电机的稀油站油量阀门的调节、电机的变频器进线电源以及电机的变频器启停控制。

如图2所示，现有使用滑动轴承的电机拖动系统的电机控制系统包括工控机、PLC、稀油站和变频器，变频器用于对电机进行控制，稀油站用于对电机油路进行控制，PLC用于作为下位机和变频器以及稀油站通过RS485或Profibus-DP或以太网或I/O硬连线等进行连接，对变频器和稀油站进行控制；工控机用于作为上位机和PLC进行连接，用于进行控制命令的发布和状态监视。本实施例在现有使用滑动轴承的电机拖动系统的电机控制系统上述结构的基础上，额外增加了CCD摄像机和CCD控制器，且CCD摄像机的镜头对准电机轴承的油量视窗，CCD摄像机通过CCD控制器和工控机相连，工控机通过CCD控制器通过CCD摄像机采集电机轴承油量视窗的图像并发送给工控机。

本实施例中，工控机根据电机轴承油量视窗的图像识别计算出油量百分比K并发送给PLC，工控机执行步骤2）的详细步骤包括：

2.1）根据电机轴承油量视窗的图像识别出电机轴承油量视窗的视窗轮廓以及润滑油液面线，计算出视窗轮廓的高度A以及润滑油液面线距离视窗轮廓底部的高度B，如图3所示；

2.2）根据K=B/A计算出油量百分比K，其中B表示润滑油液面线距离视窗轮廓底部的高度，A表示视窗轮廓的高度。

本实施例中，PLC根据油量百分比K控制电机的稀油站油量阀门的调节、电机的变频器进线电源以及电机的变频器启停控制。

PLC执行步骤3）的详细步骤包括并行执行控制子句Network 1～Network 12，参见图4和图5，其中Network 1～Network 7控制子句的流程如图4所示， Network 8～Network 12控制子句的流程如图5所示；

Network 1：等待上位机发出稀油站启动命令，如果接收到上位机发出的稀油站启动命令，则启动电机的稀油站运行（触发【稀油站启动线圈】）；

Network 2：等待上位机发出稀油站停机命令，如果接收到上位机发出的稀油站停机命令，则停止电机的稀油站运行（触发【稀油站停机线圈】）；

Network 3：在电机稀油站运行的前提下，当检测到油量百分比K大于或等于预设的油量高值C1时，则调节稀油站的油量阀门使油流量减少，当检测到油量百分比K小于或等于预设的油量合适值C2时停止调节稀油站油量阀门（触发【油站阀门调小OK】）；

Network 4：在稀油站运行的前提下，当检测到油量百分比K小于或等于预设的油量低值C3时，则调节稀油站的油量阀门使油流量增大，当检测到油量百分比K大于或等于油量合适值C2时停止调节稀油站油量阀门（触发【油站阀门调大OK】）；

Network 5：在油量百分比K大于预设的油量开启值C4的前提下，等待上位机发出变频器电源合闸命令，如果收到变频器电源合闸命令，则接通电机的变频器进线电源（触发【电源合闸线圈】）；

Network 6：等待上位机发出的变频器电源分闸命令，在油量百分比K小于或等于油量开启值C4或收到上位机发出的变频器电源分闸命令时，断开电机的变频器进线电源（触发【电源分闸线圈】）；

Network 7：在油量百分比K大于油量低值C3以及油量百分比K小于油量高值C1的前提下，等待上位机发出变频器启动命令，如果收到上位机发出的变频器启动命令，则启动电机的变频器运行（触发【变频器启动线圈】）；

Network 8：等待上位机发出变频器停机命令，在油量百分比K小于或等于预设的油量超低值C5或者收到上位机发出的变频器停机命令时，停止电机的变频器运行（触发【变频器停机线圈】）；

Network 9：在油量百分比K小于或等于油量低值C3时，发出油量低报警（触发【油量低报警】）；

Network 10：在油量百分比K小于或等于油量超低值C5时，发出油量超低故障（触发【油量超低故障】）；

Network 11：在油量百分比K大于或等于油量高值C1时，发出油量高报警（触发【油量高报警】）；

Network 12：在油量百分比K大于或等于预设的油量超高值C6时，发出油量超高故障（触发【油量超高故障】）；

控制子句Network 1～Network 12中，油量开启值C4<油量超低值C5<油量低值C3<油量合适值C2<油量高值C1<油量超高值C6。

本实施例基于CCD的电机轴承润滑油量监控方法具体实现是基于工控机及PLC中的程序来实现的，基于程序实现的基于CCD的电机轴承润滑油量监控系统包括：

图像采集模块，用于通过CCD摄像机采集电机轴承油量视窗的图像；

图像识别模块，用于根据电机轴承油量视窗的图像识别计算出油量百分比K；

电机控制模块，用于根据油量百分比K控制电机的稀油站油量阀门的调节、电机的变频器进线电源以及电机的变频器启停控制。

其中图像采集模块、工控机为工控机中的计算机程序，电机控制模块为PLC中的PLC程序。本实施例中，工控机中的图像识别模块包括：

视窗轮廓及油面高度识别子模块，用于根据电机轴承油量视窗的图像识别出电机轴承油量视窗的视窗轮廓以及润滑油液面线，计算出视窗轮廓的高度A以及润滑油液面线距离视窗轮廓底部的高度B；

油量百分比计算子模块，用于根据K=B/A计算出油量百分比K，其中B表示润滑油液面线距离视窗轮廓底部的高度，A表示视窗轮廓的高度。

本实施例中，PLC中的电机控制模块包括并行执行的控制子句Network 1执行子模块～Network 12执行子模块；

Network 1执行子模块，用于等待上位机发出稀油站启动命令，如果接收到上位机发出的稀油站启动命令，则启动电机的稀油站运行；

Network 2执行子模块，用于等待上位机发出稀油站停机命令，如果接收到上位机发出的稀油站停机命令，则停止电机的稀油站运行；

Network 3执行子模块，用于在电机稀油站运行的前提下，当检测到油量百分比K大于或等于预设的油量高值C1时，则调节稀油站的油量阀门使油流量减少，当检测到油量百分比K小于或等于预设的油量合适值C2时停止调节稀油站油量阀门；

Network 4执行子模块，用于在稀油站运行的前提下，当检测到油量百分比K小于或等于预设的油量低值C3时，则调节稀油站的油量阀门使油流量增大，当检测到油量百分比K大于或等于油量合适值C2时停止调节稀油站油量阀门；

Network 5执行子模块，用于在油量百分比K大于预设的油量开启值C4的前提下，等待上位机发出变频器电源合闸命令，如果收到变频器电源合闸命令，则接通电机的变频器进线电源；

Network 6执行子模块，用于等待上位机发出的变频器电源分闸命令，在油量百分比K小于或等于油量开启值C4或收到上位机发出的变频器电源分闸命令时，断开电机的变频器进线电源；

Network 7执行子模块，用于在油量百分比K大于油量低值C3以及油量百分比K小于油量高值C1的前提下，等待上位机发出变频器启动命令，如果收到上位机发出的变频器启动命令，则启动电机的变频器运行；

Network 8执行子模块，用于等待上位机发出变频器停机命令，在油量百分比K小于或等于预设的油量超低值C5或者收到上位机发出的变频器停机命令时，停止电机的变频器运行；

Network 9执行子模块，用于在油量百分比K小于或等于油量低值C3时，发出油量低报警；

Network 10执行子模块，用于在油量百分比K小于或等于油量超低值C5时，发出油量超低故障；

Network 11执行子模块，用于在油量百分比K大于或等于油量高值C1时，发出油量高报警；

Network 12执行子模块，用于在油量百分比K大于或等于预设的油量超高值C6时，发出油量超高故障；

控制子句Network 1执行子模块～Network 12执行子模块中，油量开启值C4<油量超低值C5<油量低值C3<油量合适值C2<油量高值C1<油量超高值C6。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。