一种基于物联网的分布式电机故障监测系统的制作方法

本实用新型属于机电设备在线监测技术领域，涉及电动机运行过程中的参数监测，用于防范电机故障，具体说是一种基于物联网的分布式电机故障监测系统。

背景技术：

电机故障不仅影响工业生产，也容易引起火灾甚至危及人身安全等事故，因此，电机故障监测尤为重要。与电机故障相关的参数有：电流、电压、速度、温度、噪声和振动等，电流、电压的监测可以从配电柜中安装的电表及互感器采集数据，而速度、温度、噪声和振动的监测需要在电机机台上设置传感装置。因此，目前的电机故障监测装置都是针对单台电机进行的单体式装置。但是，在工业生产企业中电机的数量多，型号各异，且分布通常十分分散，单机台的故障监测装置很难与现场各种电机配套，监测人员的工作十分艰巨。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种基于物联网的分布式电机故障监测系统，使监测人员在监测中心就可全面观察到所有电机机台的运行参数，无论监测人员身在何处都可以及时接收到电机出现异常的报警信息，以便及时实施故障排除，避免电机故障酿成生产或安全事故。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于物联网的分布式电机故障监测系统，包括：若干数量的电机机台、配电柜及配电柜中的电表，其特征在于，监测系统还包括：配置在各电机机台上的电机现场参数监测装置、包含有服务器和终端显示屏的监测中心以及监测人员配备的手持终端；所述的电机现场参数监测装置包括：控制器mcu、温度监测模块、转速监测模块、震动监测模块、噪声监测模块、无线数字收发模块、数据采集及处理模块；在各所述的配电柜中设置电参数监测模块及无线通信模块；在所述的服务器中设置有无线收发模块、数据分析及数据处理模块；各配电柜属下的各电机现场参数监测装置与所述配电柜组成节点n,两者之间实行无线数据通信；位于所述各节点n处的配电柜与服务器之间通过因特网通信；所述的终端显示屏与服务器有线连接；所述的监测人员的手持终端与服务器实行无线通信。

对上述技术方案的改进：所述的电机现场参数监测装置3为非侵入式，其中的控制器mcu、温度监测模块、转速监测模块、震动监测模块、噪声监测模块、数据采集及处理模块、无线数字收发模块均设置在一箱体内，所述箱体用卡扣固定在电机的外壳上；所述的温度监测模块的温度传感器为非接触式红外温度传感器；所述的震动监测模块的震动传感器和噪声监测模块的噪声传感器均设置在箱体内；所述的转速监测模块的转速传感器为非接触式光电传感器或霍尔传感器；电机现场参数监测装置的工作电源由电压互感器从电机的配电线上获取。

对上述技术方案的进一步改进：所述的电机现场参数监测装置的无线数字收发模块配置有天线，所述天线安装在箱体上；所述的电机现场参数监测装置还设置有报警显示灯，报警显示灯连接到控制器mcu，且用支杆安装在箱体的外壳上。

对上述技术方案的进一步改进：所述的监测中心中还配置有若干个操作终端。

对上述技术方案的进一步改进：所述的监测人员的手持终端为手机。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型利用网络技术和无线数字通信技术，采用服务器单中央节点+多末端节点的方式组成基于物联网的分布式电机故障监测系统，节点的数量和容量可根据实际需要灵活配置，使监测人员在监测中心就可从终端显示屏上全面观察到所有电机机台的运行参数，如有机台发生异常，显示屏上直观可见，无论监测人员身在何处都可以及时接收到报警信息，可第一时间实施故障排除，避免了电机故障酿成生产或安全事故，且电机故障事件可追溯、查询。

附图说明

图1是本实用新型一种基于物联网的分布式电机故障监测系统的结构示意图；

图2是本实用新型一种基于物联网的分布式电机故障监测系统的电机现场参数监测装置的结构示意图；

图3是本实用新型一种基于物联网的分布式电机故障监测系统的末端节点配电柜的结构示意图；

图4是本实用新型一种基于物联网的分布式电机故障监测系统的大屏幕显示终端的示意图；

图5是本实用新型一种基于物联网的分布式电机故障监测系统的一个末端节点的结构示意图。

图中标号为：1-电机机台、2-配电柜、2.1-电表、2.2-电参数监测模块、2.3-配电柜无线通讯模块、3-电机现场参数监测装置、3.1-箱体、3.2-天线、3.3-转速传感器、3.4-卡扣、3.5-配电线、3.6-电压互感器、3.7-报警灯、4-监测中心、4.1-服务器、4.2-终端显示屏、4.3-操作终端、5-监测人员手持终端。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

参见图1-图5，本实用新型一种基于物联网的分布式电机故障监测系统的实施例，包括：若干数量的电机机台1、配电柜2及配电柜2中的电表2.1，监测系统还包括：配置在各电机机台1上的电机现场参数监测装置3、包含有服务器4.1和终端显示屏4.2的监测中心4以及监测人员配备的手持终端5；所述的电机现场参数监测装置3包括：控制器mcu、温度监测模块、转速监测模块、震动监测模块、噪声监测模块、无线数字收发模块、数据采集及处理模块；在所述的各配电柜2中设置电参数监测模块2.2及无线通信模块2.3；在所述的服务器4.1中设置有无线收发模块、数据分析及数据处理模块；各配电柜2属下的各电动机现场参数监测装置3与所述配电柜2组成节点n,两者之间实行无线数据通信；所述的各节点配电柜2与服务器4.1之间通过因特网通信；所述的终端显示屏4.2与服务器4.1有线连接；所述的监测人员的手持终端5与服务器4.1实行无线通信。电机现场参数监测装置3向所属的配电柜2上传监测到的温度、转速、震动、噪声数据，并与该配电柜2中电参数监测模块2.2监测到的电机电压、电流等电参数汇总，形成完整的电机监测参数组，每台电机各有一组参数；服务器4.1汇总各节点的监测参数，将参数显示在终端显示屏4.2上，并将监测参数与各电机的设置参数进行比对，当有参数超标至故障值时发出报警，并将报警信息显示在终端显示屏4.2上，并发送到监测人员的手持终端5。

上述电机现场参数监测装置3为非侵入式，无需在电机上打孔安装，其中的控制器mcu、温度监测模块、转速监测模块、震动监测模块、噪声监测模块、数据采集及处理模块、无线数字收发模块均设置在一箱体3.1内，所述箱体3.1用卡扣3.4固定在电机1的外壳上；所述的温度监测模块的温度传感器为非接触式红外温度传感器；所述的震动监测模块的震动传感器和噪声监测模块的噪声传感器均设置在箱体3.1内，通过箱体的震动和箱体内的噪声用软件算法修正后作为故障判断的依据。所述的转速监测模块的转速传感器3.3为非接触式光电传感器或霍尔传感器；电机现场参数监测装置3的工作电源由电压互感器3.6从电机的配电线3.5上获取。

为保证无线通讯可靠，上述的电机现场参数监测装置3的无线数字收发模块配置有天线3.2，所述天线3.2安装在箱体3.1上；所述的电机现场参数监测装置3还设置有报警显示灯3.7，报警显示灯3.7连接到控制器mcu，且用支杆安装在箱体3.1的外壳上。当故障发生时显示灯闪烁，便于监测人员寻找。

上述的监测中心4中的终端显示屏4.2为大屏幕显示屏;监测中心4中还配置有若干个操作终端4.3；操作终端4.3与服务器4.1之间可采用有线或无线网络连接，在附图所示的实施例中操作终端4.3与服务器4.1有线连接。上述的监测人员的手持终端5为手机。

本实用新型一种上述基于物联网的分布式电机故障监测系统的监测方法的实施方式，包括如下步骤：

（1）在服务器4.1上构架电机故障监测参数数据库，包括：各电机机台监测参数表单、各电机的各监测参数采样频率设置及临界值设定、节点配置、通讯协议及节点地址分配、管理者角色分派及管理者权限设置；

（2）所述的节点包括中央节点和末端节点，服务器4.1为中央节点，以电机配电柜2作为末端节点n；各电机现场参数监测装置3与末端节点n之间实行无线通讯，由末端节点n汇集该节点下属各电机的监测参数；各末端节点n与服务器4.1实行无线通讯，向服务器4.1上传监测参数。

进一步地，上述的电机机台监测参数表单以末端节点n为单元编制，表单参数包括：机台实时监测参数组、各参数的临界值（即报警值）、各参数的偏差值；机台实时监测参数组包括：电机电压、电流、温度、转速、震动及噪声。

上述管理者角色分派及管理者权限设置是将电机机台的实际维护者的手持终端5关联到服务器4.1，并将该管理者所负责的电机机台的参数修改权（指监测参数采样频率及临界值的修改）向其开放，报警信号向其关联；当有机台参数超过临界值时，服务器4.1向管理者的手持终端5发送报警信号。优选地，上述的管理者权限采用密码管理。

上述的各电机现场参数监测装置3只向末端节点n上传监测参数，不进行参数分析比对；所述的各末端节点n只向服务器4.1上传监测参数，不进行参数分析比对；所有电机的参数分析比对均在服务器4.1上进行；所述的报警信号由服务器4.1通过末端节点n向下发送至各电机机台1。由各电机现场参数监测装置3上的报警灯3.7显示。

对上述各方法的进一步改进：所述的电机机台监测参数表单在监测中心4中的大屏幕终端显示屏4.2上显示，如图1所示，同时也在监测中心4中的操作终端4.3上显示，且每个监测参数均设置有报警显示灯，监测参数正常时显示灯为绿色，超常时为红色。

上述的服务器4.1上还设置有事件管理模块，记录发生报警事件的时间、机台、报警参数名称并存档，用于追溯、查询。

上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于发明的保护范围。