功率采集系统及数控机床监控系统的制作方法

本实用新型涉及数控技术领域，具体而言，涉及一种功率采集系统及数控机床监控系统。

背景技术：

曲轴是影响汽车发动机寿命的重要零件，承受着交变反复的弯曲和扭转载荷，对加工曲轴的数控机床设备具有较高要求。因此实时监控数控机床设备的功率状态，可以反映出设备的运行状况，用于指导设备故障预警以及能量效率优化具有重要意义。

针对功率采集监控系统，在不同领域许多学者做了大量研究。刘大千等采用LPC1788作为主芯片，实时地将数据上传至控制器，实现数据的集中管理和控制。或采用WiFi、ZigBee等网络技术实现对建筑能耗数据的远程采集和交换；通过功率模拟量采集平台，将数控机床功率信号传送至AC6611板卡，再通过Matlab进行数据处理动态调节机床空载运行转速，实现机床节能降耗的目的。

由于功率采集监控系统多数采用PLC将设备层采集的数据进行收集然后发送至采集站，硬件成本较高。因此急需设计一种局域网络互连，建立面向整个曲轴数控加工车间的简易的功率采集监控系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种功率采集系统，以达到简化设备，实时监控数控车间内各个机床的实时功率的目的。

本实用新型的另一目的在于提供一种数控机床监控系统，以改善上述的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种功率采集系统，所述功率采集系统用于采集数控车间内各机床的实时功率，所述功率采集系统包括数据服务器、信号转换模块、第一数据采集模块以及多个第二数据采集模块；多个所述第二数据采集模块分别与数控车间内各机床连接用以采集数控车间内各机床的功率数据；所述第二数据采集模块与所述第一数据采集模块连接，以将采集到的功率数据传输至所述第一数据采集模块；所述第一数据采集模块与所述信号转换模块连接，所述信号转换模块与所述数据服务器连接，用以将所述第一数据采集模块将接收到的功率数据传输至所述数据服务器进行存储。

进一步地，所述第二数据模块通过RS485接口与所述第一数据采集模块连接，用以将采集到的数控机床的功率数据传输至所述第一数据采集模块。

进一步地，所述第一数据采集模块用以将所述第二数据采集模块传输的功率数据转化为所述信号转换模块适配的数据。

进一步地，所述第一数据模块用于将通过RS485接口传输的多个所述第二数据模块采集到的功率数据转化为适配于RS232接口传输的数据。

进一步地，所述信号转换模块为数据转换线缆。

进一步地，所述数据转换线缆为RS232-USB转换线缆，用以将RS232接口传输的数据转换为适用于USB接口传输的数据。

进一步地，所述功率采集系统还包括多个客户端，多个所述客户端通过网络与所述数据服务器连接，用以通过所述客户端查询存储在所述数据服务器的数据。

进一步地，所述功率采集系统还包括报警模块，所述报警模块与所述数据服务器连接，所述报警模块用于在所述功率数据发生异常时进行警报。

进一步地，所述报警模块为声光报警器。

一种数控机床监控系统，所述数控机床监控系统包括多台数控机床以及功率采集系统，所述功率采集系统包括数据服务器、信号转换模块、第一数据采集模块以及多个第二数据采集模块；多个所述第二数据采集模块分别与数控车间内各机床连接用以采集数控车间内各机床的功率数据；所述第二数据采集模块与所述第一数据采集模块连接，以将采集到的功率数据传输至所述第一数据采集模块；所述第一数据采集模块与所述信号转换模块连接，所述信号转换模块与所述数据服务器连接，用以将所述第一数据采集模块接收到的功率数据传输至所述数据服务器进行存储，多个所述第二数据采集模块分别与所述数控机床连接，用以采集所述数控机床的功率数据。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种功率采集系统及数控机床监控系统，功率采集系统包括数据服务器、信号转换模块、第一数据采集模块以及多个第二数据采集模块；多个所述第二数据采集模块分别与数控车间内各机床连接用以采集数控车间内各机床的功率数据；所述第二数据采集模块与所述第一数据采集模块连接，以将采集到的功率数据传输至所述第一数据采集模块；所述第一数据采集模块与所述信号转换模块连接，所述信号转换模块与所述数据服务器连接，用以将所述第一数据采集模块接收到的功率数据传输至所述数据服务器进行存储。省去PLC，直接将数据传输至数据服务器，建立了面向整个数控加工车间的功率采集监控系统，简化了冗杂的监控设备，降低了功率采集系统的成本。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型所提供的一种功率采集系统示意框图。

图2示出了第二数据采集模块的连接示意图。

图3示出了一种功率采集系统示意框图。

图4示出了数控机床监控系统的示意框图。

图标：100-功率采集系统；110-数据服务器；120-信号转换模块；130-第一数据采集模块；140-第二数据采集模块；150-警报模块；160-客户端；170-网络；200-数控机床监控系统；210-数控机床。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

本实施例提供了一种功率采集系统100，用以采集、整理以及存储数控车间内各个数控机床210的工作参数数据。例如，电压、电流、有无功功率、视在功率、功率因数、频率等参数，可计量正反向有无功电能、四象限无功电能、时段电能、月度电能等参数。

请参阅图1，图1示出了本实用新型提供的功率采集系统100的示意框图。所述功率采集系统100包括数据服务器110、信号转换模块120、第一数据采集模块130以及多个第二数据采集模块140。

多个所述第二数据采集模块140分别与数控车间内各数控机床210连接用以采集数控车间内各数控机床210的工作参数数据，于本实施例中，所述工作参数数据包括功率数据。所述第二数据采集模块140与所述第一数据采集模块130连接，以将采集到的功率数据传输至所述第一数据采集模块130。所述第一数据采集模块130与所述信号转换模块120连接，所述信号转换模块120与所述数据服务器110连接，用以将所述第一数据采集模块130接收到的功率数据传输至所述数据服务器110进行存储。

具体地，所述第二数据采集模块140用以采集数控机床210的电压、电流、功率、频率、功率因数等工作参数数据，以将采集到的工作参数数据传输至所述第一数据采集模块130。

第二数据采集模块140与所述数控机床210的电源输入端连接。请参阅图2，所述第二数据采集模块140包括多个数据采集端口，所述数控机床210的电源输入为三项电源输入。

于本实施例中，所述第二数据采集模块140可以是三相电参数采集器，例如WB6830R2-P，WB6830R2-P可以监测设备的电压、电流、有无功功率、视在功率、功率因数、频率等参数，可计量正反向有无功电能、四象限无功电能、时段电能、月度电能。

所述三相电参数采集器包括多个数据连接端，数据连接端的定义如表1所示。

表1

需要注意的是，本实施例中，所述数控机床210的数量为多个，可以理解的是，所述第二数据采集模块140的数量同样为多个，多个第二数据采集模块140之间采用MODBUS协议，串行通信，I/O设备地址范围1～32，选用输出(保持)寄存器，寄存器名格式为“4xdddd”，“读写”属性。定义寄存器的地址要比所读写的采集模块寄存器实际地址加一。从而每个第二数据采集模块140具有其唯一的地址，根据唯一的地址对应一台数控机床210，从而实现了对每一台数控机床210的功率数据等工作参数数据的采集。

所述第二数据采集模块140通过RS485接口与所述第一数据采集模块130连接，用以将采集到的数控机床210的功率数据等工作参数数据传输至所述第一数据采集模块130。

所述第一数据采集模块130用以接收所述第二数据采集模块140传输的数控机床210的工作参数数据，所述第二数据采集模块140通过RS485接口传输的数据，所述第一数据采集模块130还用于将所述第二数据采集模块140传输的工作参数数据转化为所述信号转换模块120适配的适用于RS232接口传输的数据。

于本实用新型实施例中，所述第一数据采集模块130可以选用RS485-RS232转换模块。

所述信号转换模块120连接所述数据服务器110及所述第一数据采集模块130，用以将所述第一数据采集模块130接收的数据传输至为数据服务器110，于本实施例中，所述信号转换模块120可以选用数据转换线缆，例如，所述数据转换线缆为RS232-USB转换线缆，用以将RS232接口传输的数据转换为适用于USB接口传输的数据，但不限于此，任何具有相同或相似功能，实现与本方案相同或类似的效果的技术方案，都属于本实用新型的保护范围之内。

所述数据服务器110用于接收所述数控机床210的工作参数数据，并存储所述接收到的工作参数数据。所述数据服务器110可以通过建立数据库来存储数据，例如SQL数据库，通过SQL访问管理器和SQL函数能够方便地与SQL数据库进行数据交换。提高了数据访问、提取、存储的速度。

于本实施例中，请参阅图3，所述的功率采集系统100还包括多个客户端160，多个所述客户端160通过网络170与所述数据服务器110连接，用以通过所述客户端160查询存储在所述数据服务器110的数据。所述网络170可以是TCP/IP网络。所述客户端160能够提供一个可视化界面，用以显示查询到的数据。例如，所述客户端160可以显示多个数控机床210的实时工作参数数据，还可以显示数控机床210的历史工作参数数据。

于本实施例中，所述功率采集系统100还包括警报模块150，所述警报模块150与所述数据服务器110连接，所述警报模块150用于在所述功率数据发生异常时进行警报。例如，所述数据服务器110接收到的某一个数控机床210的实时功率数据大于其预设的安全功率数据阈值，如果继续维持所述数控机床210的工作状态，极易发生生产事故，所述数据服务器110可以通过所述警报模块150可以是声光报警器，发出声光警报，于本实用新型的其余实施例中，所述警报模块150还可以是远程警报模块，可以通过GPRS网络向工作人员的手机等终端设备发送报警信息。

于本实用新型的部分其余实施例中，所述功率采集系统100还包括功率调整模块(图未示)，所述功率调整模块与所述数据服务器110连接，还与所述数控机床210的电源输入端连接，所述功率调整模块用于在接收所述数据服务器110的控制指令，以调整数控机床210的工作功率，例如，当某一台数控机床210处于空载状态时，无须保持工作状态，所述数据服务器110向所述功率调整模块发出指令，所述功率调整模块调整相应的数控机床210的电源输入，降低其功率。

第二实施例

请参阅图4，图4示出了本实用新型第二实施例提供数控机床监控系统200示意框图。所述数控机床监控系统200包括多台数控机床210以及功率采集系统100，所述功率采集系统100在第一实施例中已经详细介绍，在此不再做过多的说明。

所述功率采集系统100与多台数控机床210连接以采集其实时功率，具体地，所述功率采集系统100包括多个第二数据采集模块140，多个所述第二数据采集模块140分别与一台所述数控机床210连接，用以采集所述数控机床210的工作参数数据，以将采集到的工作参数数据传输至所述数据服务器110。

综上所述，本实用新型提供的一种功率采集系统及数控机床监控系统，功率采集系统包括数据服务器、信号转换模块、第一数据采集模块以及多个第二数据采集模块；多个所述第二数据采集模块分别与数控车间内各机床连接用以采集数控车间内各机床的功率数据；所述第二数据采集模块与所述第一数据采集模块连接，以将采集到的功率数据传输至所述第一数据采集模块；所述第一数据采集模块与所述信号转换模块连接，所述信号转换模块与所述数据服务器连接，用以将所述第一数据采集模块接收到的功率数据传输至所述数据服务器进行存储。省去PLC，直接通过RS485总线传输至数据服务器，建立了面向整个数控加工车间的功率采集监控系统，简化了冗杂的监控设备，降低了功率采集系统的成本，能够有效地提高数控车间的生产效率，降低生产成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。