[发明专利]基于物联网技术的锻压机床运行工况信息采集与分析系统

说明书

本发明公开了一种基于物联网技术的锻压机床运行工况信息采集与分析系统，系统主要是通过传感器获取锻压机床的运行状态模拟量，通过对PLC的信号点进行采集获取锻压机床的工作状态开关量，这些信息量经过数据采集终端接口电路的处理传到数据采集终端的处理器芯片，然后经过GPRS(General Packet Radio Service)通信模块传到云服务器，便于数据的共享。通过服务器内置软件对云端数据进行实时分析，一方面，作为机床的使用客户，可以通过PC获取机床的运行报告或预警信息，随时监控机床的状态，并可从机床销售方技术人员获取故障诊断报告；另一方面，作为销售方技术人员可随时通过PC查询机床的运行效率、工作曲线等，以便实时了解机床的健康状况，及时对故障进行判断。

技术领域

本发明属于物联网应用领域，特别是能够利用工业嵌入式系统和GPRS无线传输来实现采集数据的传输，利用云服务器储存与处理，并通过软件进行数据分析，得到机床的运行状态、能耗、效率分析，真正实现远程监控。

背景技术

锻压机床是金属和机械冷加工用的设备，一般比较大型且复杂，加工工艺多样。一旦机床发生故障，维修的专业性比较强，而且会影响加工产品的质量，甚至会导致事故的发生。因此对锻压机床进行状态监测，以对可能发生的故障实现预警是十分重要的。传统的锻压机床监测与故障诊断的实现是采用现场读取仪器仪表，再根据记录的数据人工进行故障诊断，企业常常为此花费大量人力财力。随着工业4.0时代的到来，物联网与大数据分析技术不断完善，应用领域也愈发广泛，机械控制工业的发展迎来了新的局面。目前，已处于将物联网技术应用于机床设备的监控中的大规模萌发阶段，物联网技术的应用使得机床的联网与在线监测成为可能，从而大大降低了人力、物力的投入。

但是目前基于物联网技术的机床数据采集与分析方法主要是基于PC平台的，网络通信方式多是PC平台的有线网络通信方式，还存在一些问题。比如：采集平台多依赖于PC平台，普通计算机的体积大、功耗高、不适于恶劣环境工作，且成本比较高；对采集数据使用不够充分，缺乏深层次的信息挖掘；实时性有待进一步提高等。

现有专利文献CN102566503A中公开了一种数控机床远程监控与故障诊断系统，该系统利用传感器采集机床的状态信息数据，并通过GPRS网络将数据传输到远程服务器，由服务器中的服务管理与专家系统模块对传输过来的数据进行处理，获得处理结果并返回给故障机床，实现对数控机床的远程监控与故障诊断。该系统的不足在于所述远程服务器的数据管理复杂，存储空间有限，缺乏弹性的空间扩展能力，不能自动产生机床运行报告，用户使用数据不便捷。

发明内容

针对现有机床的数据采集与分析系统存在的问题，本发明提供了一种新的基于物联网技术的锻压机床运行工况信息采集与分析系统，采集平台依赖于基于ARM技术的工业嵌入式系统平台，实时性强、体积小、功耗低，适用于工业环境；数据传输采用GPRS网络，可以直接与Internet互通，网络传输速率高，保证了数据的时效性；数据存储与处理采用的是云服务器，数据管理的难度降低，扩展存储空间与数据访问便捷。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述的锻压机床运行工况信息采集与分析系统由4大模块组成。如附图1所示，由虚线框框起来的四大模块分别是数据采集模块、数据传输模块、数据管理模块及数据共享模块。各模块设备主要包括传感器、PLC、嵌入式系统、GPRS DTU、云服务器和PC。

所述的数据采集模块主要包括位移传感器、温度传感器、电流传感器、液位传感器及 PLC。传感器主要用于采集包括主轴电流、主轴功率、温度等模拟量，通过对机床电器电路及PLC信号点的采集获取机床的通电状态、主轴启停、冷却液开关等信息。