一种机器状态的监控装置、系统及控制方法与流程

本发明属于机器设备的
技术领域：
，具体涉及一种机器状态的监控装置、系统及控制方法。
背景技术：
：机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。随着近年物联网行业的飞速发展，出现了大量物联网通信模块和云平台供应商，形成了非常完善的物联网供应链，而且不同品牌、不同型号的机器通常都具有数字输出接口和rs232接口。但是发明人发现现有方案至少还存在以下缺陷：机器厂商形成各自的生态圈，不同机器之间通常不能实现互通互联，导致这些机器的运行信息无法汇总到统一平台进行分析和展示，无法协助生产管理。技术实现要素：本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种机器状态的监控装置，能够将不同厂家、不同型号的机器的运行信息收集到统一云平台进行分析展示，有助于进行协助生产管理。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种机器状态的监控装置，包括壳体以及设置于所述壳体内的线路板，所述线路板上集成有用于对机器开关量信号进行采集的数字输入光耦隔离模块、电源降压模块、电平转换模块和控制通信模块，所述数字输入光耦隔离模块的信号输出端连接所述控制通信模块，所述电平转换模块的信号输入端用于连接至机器的rs232接口，所述电平转换模块的信号输出端连接所述控制通信模块，所述电源降压模块的电源输入端用于连接至机器的供电端，所述电源降压模块的电源输出端连接所述控制通信模块。作为本发明所述的一种机器状态的监控装置的一种改进，所述壳体设置有多个接线端子，所述接线端子包括公共脚、接收脚、发送脚、电源负极引脚及电源正极引脚，所述公共脚、所述接收脚及所述发送脚分别连接于所述电平转换模块，所述电源负极引脚和电源正极引脚分别连接于所述电源降压模块。作为本发明所述的一种机器状态的监控装置的一种改进，所述监控装置还包括设置于所述壳体上的多个状态指示灯，所述状态指示灯与所述控制通信模块连接。作为本发明所述的一种机器状态的监控装置的一种改进，所述监控装置还包括置于所述壳体上的grps天线，所述grps天线与所述控制通信模块连接。作为本发明所述的一种机器状态的监控装置的一种改进，所述控制通信模块的处理器为rda8955，所述控制通信模块设置有sim卡和grps射频芯片。作为本发明所述的一种机器状态的监控装置的一种改进，所述数字输入光耦隔离模块设置有若干个路光耦隔离数字量输入接口，其中一路的光耦隔离数字量输入接口用于计数。作为本发明所述的一种机器状态的监控装置的一种改进，所述电源降压模块的电源输入端连接所述机器输出的24v电压，所述电源降压模块用于将所述24v电压转换为5v直流电压。本发明的目的之二在于提供一种机器状态的监控系统，包括云端服务器、用户终端以及如上述的机器状态的监控装置，所述机器状态的监控装置，用于收集机器的设备信息，并将所述设备信息发送至所述云端服务器；所述云端服务器，用于接收所述设备信息，并在接收到所述用户终端的数据请求后，将所述设备信息发送至所述用户终端；所述用户终端，用于显示所述设备信息。作为本发明所述的一种机器状态的监控装置的一种改进，所述设备信息包括所述机器所在经纬度、日志数据、运行状态、工件计数及刀具寿命。本发明的目的之三在于提供一种上述的机器状态的监控系统的控制方法，包括如下步骤：收集各个机器的设备信息；获取各个机器生产的工件的数量对应关系；获取各个机器在预设时间范围内的运行状态以及工件计数；根据在预设时间范围内的运行状态以及工件计数，推算各个机器在下一个预设时间范围内生产的工件总数；根据各个机器的对应关系，对在下一个预设时间范围内预计生产的工件总数进行归一化显示。本发明的有益效果在于，本发明包括壳体以及设置于所述壳体内的线路板，所述线路板上集成有用于对机器开关量信号进行采集的数字输入光耦隔离模块、电源降压模块、电平转换模块和控制通信模块，所述数字输入光耦隔离模块的信号输出端连接所述控制通信模块，所述电平转换模块的信号输入端用于连接至机器的rs232接口，所述电平转换模块的信号输出端连接所述控制通信模块，所述电源降压模块的电源输入端用于连接至机器的供电端，所述电源降压模块的电源输出端连接所述控制通信模块。由于机器厂商形成各自的生态圈，不同机器之间通常不能实现互通互联，导致这些机器的运行信息无法汇总到统一平台进行分析和展示，无法协助生产管理，因此，考虑不同品牌、不同型号的机器通常都具有数字输出接口和rs232接口，采用具有数字输出接口和rs232接口的机器状态监控装置，能够将不同厂家、不同型号的机器的运行信息收集到统一的云平台进行分析展示，协助生产管理做出最优决策，数字输入光耦隔离模块、电源降压模块、电平转换模块均与控制通信模块通讯连接，其中，壳体采用金属外壳，以适应于工控现场的应用；数字输入光耦隔离模块，可以对机器的开关量信号进行采集，其通过光电隔离将机器的高电平信号转化为发送至控制通信模块的高电平信号；电平转换模块的信号输入端连接至机器的rs232接口，信号输出端连接至控制通信模块，电平转换模块利用rs232电平转化芯片，将ttl电平转化为232电平，使其能和机器进行通讯，并获取机器的设备信息，例如机器所在经纬度、日志数据、运行状态、工件计数及刀具寿命数据等；控制通信模块负责进行采集数据的接收汇总处理并将采集的数据上传至云端服务器；电源降压模块可以将机器提供的24v直流电转化为适于装置使用的5v直流，从而为整个装置供电。本发明能够将不同厂家、不同型号的机器的运行信息收集到统一云平台进行分析展示，有助于进行协助生产管理。附图说明图1为本发明的实施方式1的监控装置安装在墙上的结构示意图。图2为本发明的实施方式1的监控装置安装在导轨的结构示意图。图3为本发明中实施方式1的监控装置的连接示意图。图4为本发明中实施方式1的监控装置的侧面示意图。图5为本发明中实施方式4的监控系统的结构示意图。其中：10-壳体；20-数字输入光耦隔离模块；30-电源降压模块；40-电平转换模块；50-控制通信模块；11-接线端子；12-状态指示灯；60-grps天线；100-监控装置；200-云端服务器；300-用户终端。具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。以下结合附图1～5对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。实施方式1一种机器状态的监控装置，包括壳体10以及设置于壳体10内的线路板，线路板上集成有用于对机器开关量信号进行采集的数字输入光耦隔离模块20、电源降压模块30、电平转换模块40和控制通信模块50，数字输入光耦隔离模块20的信号输出端连接控制通信模块50，电平转换模块40的信号输入端用于连接至机器的rs232接口，电平转换模块40的信号输出端连接控制通信模块50，电源降压模块30的电源输入端用于连接至机器的供电端，电源降压模块30的电源输出端连接控制通信模块50。由于机器厂商形成各自的生态圈，不同机器之间通常不能实现互通互联，导致这些机器的运行信息无法汇总到统一平台进行分析和展示，无法协助生产管理，因此，考虑不同品牌、不同型号的机器通常都具有数字输出接口和rs232接口，采用具有数字输出接口和rs232接口的机器状态监控装置，能够将不同厂家、不同型号的机器的运行信息收集到统一的云平台进行分析展示，协助生产管理做出最优决策，数字输入光耦隔离模块20、电源降压模块30、电平转换模块40均与控制通信模块50通讯连接，其中，壳体10采用金属外壳，以适应于工控现场的应用；数字输入光耦隔离模块20，可以对机器的开关量信号进行采集，其通过光电隔离将机器的高电平信号转化为发送至控制通信模块50的高电平信号；电平转换模块40的信号输入端连接至机器的rs232接口，信号输出端连接至控制通信模块50，电平转换模块40利用rs232电平转化芯片，将ttl电平转化为232电平，使其能和机器进行通讯，并获取机器的设备信息，例如机器所在经纬度、日志数据、运行状态、工件计数及刀具寿命数据等；控制通信模块50负责进行采集数据的接收汇总处理并将采集的数据上传至云端服务器200；电源降压模块30可以将机器提供的24v直流电转化为适于装置使用的5v直流，从而为整个装置供电。如图1所示，机器状态监控装置支持墙面安装。如图2所示，机器状态监控装置也支持din35mm工业导轨安装方式。优选的，监控装置还包括设置于壳体10上的多个状态指示灯12，状态指示灯12与控制通信模块50连接。状态指示灯12用于指示机器状态监控装置的工作状态，例如，可以指示机器状态监控装置的电源、运行、报警、计数、警告和待机等，状态指示灯12可以根据不同的工作状态发出不同的颜色、不同的亮度或者闪烁等，本发明不做具体限定。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，可以根据实际需要对状态指示灯12的数量进行增减，这些方案均在本发明的保护范围之内。优选的，数字输入光耦隔离模块20设置有若干个路光耦隔离数字量输入接口，其中一路的光耦隔离数字量输入接口用于计数。数字输入光耦隔离模块20可具有6路光耦隔离数字量输入，5路用于机器的开关量信号的采集，1路用于计数，当然，需要说明的是，在本发明的其他实施例中，可根据实际需要设置数字输入光耦隔离模块20的采集路数以及每个路数的作用，本发明不做具体限定。优选的，电源降压模块30的电源输入端连接机器输出的24v电压，电源降压模块30用于将24v电压转换为5v直流电压。电源降压模块30可以将机器提供的24v直流电转化为适于装置使用的5v直流，从而为整个装置供电，需要说明的是，在本发明的其他实施例中，可根据机器的供电以及自身的电压需求选择不同型号的电源降压模块30，这些方案均在本发明的保护范围之内。此外，本实施例的机器状态监控装置，能够将机器的电源转换为自身的供电，无需额外的电源，大大方便了机器状态监控装置的部署和续航时间。本发明的工作原理是：由于机器厂商形成各自的生态圈，不同机器之间通常不能实现互通互联，导致这些机器的运行信息无法汇总到统一平台进行分析和展示，无法协助生产管理，因此，考虑不同品牌、不同型号的机器通常都具有数字输出接口和rs232接口，采用具有数字输出接口和rs232接口的机器状态监控装置，能够将不同厂家、不同型号的机器的运行信息收集到统一的云平台进行分析展示，协助生产管理做出最优决策，数字输入光耦隔离模块20、电源降压模块30、电平转换模块40均与控制通信模块50通讯连接，其中，壳体10采用金属外壳，以适应于工控现场的应用；数字输入光耦隔离模块20，可以对机器的开关量信号进行采集，其通过光电隔离将机器的高电平信号转化为发送至控制通信模块50的高电平信号；电平转换模块40的信号输入端连接至机器的rs232接口，信号输出端连接至控制通信模块50，电平转换模块40利用rs232电平转化芯片，将ttl电平转化为232电平，使其能和机器进行通讯，并获取机器的设备信息，例如机器所在经纬度、日志数据、运行状态、工件计数及刀具寿命数据等；控制通信模块50负责进行采集数据的接收汇总处理并将采集的数据上传至云端服务器200；电源降压模块30可以将机器提供的24v直流电转化为适于装置使用的5v直流，从而为整个装置供电。实施方式2与实施方式1不同的是：本实施方式的壳体10设置有多个接线端子11，接线端子11包括公共脚、接收脚、发送脚、电源负极引脚及电源正极引脚，公共脚、接收脚及发送脚分别连接于电平转换模块40，电源负极引脚和电源正极引脚分别连接于电源降压模块30。通过在壳体10上设置接线端子11，有利于实现壳体10内的线路板上的各个功能模块与外界的数据电源交互。请参阅图4，在本实施例中，特别地，机器状态监控装置还包括设置于壳体10上的接线端子11，接线端子11包括多个接线端子。其中，各个接线端子的作用或者定义如表1所示。表1gndrs232电缆的公共脚rxdrs232电缆的接收脚txdrs232电缆的发送脚idle设备端定义为待机的数字输出信号wrn设备端定义为警告的数字输出信号cnt设备端定义为计数的数字输出信号run设备端定义为运行的数字输出信号v-设备端直流24v电源负极24v+设备端直流24v电源正极极需要说明的是，在本发明的其他实施例中，可以根据实际需要对接线端子的数量进行增减，这些方案均在本发明的保护范围之内。其他结构与实施方式1相同，这里不再赘述。实施方式3与实施方式1不同的是：本实施方式的监控装置还包括置于壳体10上的grps天线60，grps天线60与控制通信模块50连接，控制通信模块50的处理器为rda8955，控制通信模块50设置有sim卡和grps射频芯片。可以通过grps射频芯片以gprs的方式将数据上传至云端服务器200，或通过sim卡服务将数据上传至云端服务器200；通过设置grps天线60，可以增加本装置的信号收发能力，保证信号的准确收发。其他结构与实施方式1相同，这里不再赘述。实施方式4一种机器状态的监控系统，包括云端服务器200、用户终端300以及如实施方式1的机器状态的监控装置100，机器状态的监控装置100，用于收集机器的设备信息，并将设备信息发送至云端服务器200；云端服务器200，用于接收设备信息，并在接收到用户终端300的数据请求后，将设备信息发送至用户终端300；用户终端300，用于显示设备信息。需要说明的是：用户终端300可为移动终端、笔记本电脑、台式电脑或者平板等终端设备。其可以通过app、浏览器或者其他方式实现对云端服务器200的访问，从而获取到各个机器的设备信息。优选的，设备信息包括机器所在经纬度、日志数据、运行状态、工件计数及刀具寿命。实施方式5一种机器状态的监控系统，包括云端服务器200、用户终端300以及如实施方式2的机器状态的监控装置100。实施方式6一种机器状态的监控系统，包括云端服务器200、用户终端300以及如实施方式3的机器状态的监控装置100。实施方式7一种实施例4的机器状态的监控系统的控制方法，包括如下步骤：收集各个机器的设备信息；获取各个机器生产的工件的数量对应关系；获取各个机器在预设时间范围内的运行状态以及工件计数；根据在预设时间范围内的运行状态以及工件计数，推算各个机器在下一个预设时间范围内生产的工件总数；根据各个机器的对应关系，对在下一个预设时间范围内预计生产的工件总数进行归一化显示。需要说明的是：在本实施例中，通过对机器a、b、c在一定历史时间范围内的运行状态以及工件计数进行统计，可以预计其在下个预设时间范围内生产的工件总数。根据各个机器的数量对应关系对在下个预设时间范围内预计生产的工件总数进行归一化显示。在本实施例中，通常情况下，云端服务器200会直接将各个机器在下个预设时间范围内生产的工件总数展示给用户，以供用户参考做出生产决策，如调整各个机器的生产速度，使其大致满足需求数量比。然而，用户并不一定会准确知道各个工件的需求数量比，特别的，在工件类型多的情况下，准确记住各个机器生产的工件的需求数量比通常是困难的，这就导致展示给用户的数据并不能直接用于用户的决策参考。为此，在本实施例中，在向用户展示数据的时候，将根据数量对应关系对工件总数进行归一化，使得其置于同样的评价标准下。例如：对于机器a，其归一化后的显示数据为：4na/(4na+2nb+nc)；对于机器b，其归一化后的显示数据为：2nb/(4na+2nb+nc)；对于机器c，其归一化后的显示数据为：nc/(4na+2nb+nc)；其中，na、nb和nc分别为工件a,b,c在下个预设时间范围内的预计生产总数。可以看出，如果三者归一化后的显示数据相等或者接近，说明此时的各个机器的生产大致是平衡的，无需进行过多调整，而如果某个显示数据相比另外两个显示数据过大，则说明其对应的工件生产速度过快，需要适当降低其生产速度，同样的，如果某个显示数据过小，则说明其对应的工件生产速度过慢，需要适当提高其生产速度。如此，用户通过这些现实数据可以直观且一目了然的做出生产决策，无需额外的分析过程。另外，对于同类型的机器，即生产相同工件的机器，其生产的工件的数量在云端服务器200处将会被汇总合并在一起，如此，降低用户需要分析的数据量。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。当前第1页12