[发明专利]一种伺服驱动系统长程监控方法

说明书

一种伺服驱动系统长程监控方法，属于伺服驱动系统运行状态监控方法，解决现有监控方法存在的运行信息收集不全面，监控过程中数据流量大，监控时间短的问题。本发明包括初始化步骤、点数据采集步骤、事件检测步骤、事件判决步骤和事件数据包保存步骤；本发明不依赖于特定硬件或系统平台，具有良好的适用性，通过检测伺服驱动系统事件，由事件触发监控数据的获取，全面获取伺服驱动系统运行信息，并以事件数据包形式保存监控数据，实现对伺服驱动系统的长程监控，能够解决现有伺服监控系统中存在的运行信息采集不全面，监控过程中数据流量大的问题。

技术领域

本发明属于伺服驱动系统运行状态监控方法，特别涉及一种伺服驱动系统长程监控方法。

背景技术

伺服驱动系统具有高运行速度、高响应速度、高精度等优点，在工业控制领域得到广泛应用。随着工业制造设备规模日趋庞大，一旦伺服驱动系统发生故障导致设备停工，将带来巨大的经济损失，因此需对伺服驱动系统的运行进行实时监控。

在现有的监控方法中，监控数据可以由伺服驱动系统使用自身采集接口，接收上级系统采样命令或由伺服驱动系统内部定时器触发采集；或者使用外装的数据采集卡，由采集卡内部定时器触发采集。这两类监控数据采集方法都是以时间为触发条件的数据记录方法，触发周期越短，数据记录越详实。可以看出现有方法在对伺服驱动系统长时间监控中存在以下问题：首先，可监控对象数量少，只能对单通道或某几个通道进行采样，无法详实反映伺服驱动系统运行状态；其次，由于伺服驱动系统在高速高频环境中运行，因此相关状态变量的采集需要在较高频率下进行，监控过程中多通道快速采样产生的大量需要传输的监控数据，将长时间占据通信信道，阻塞其他通信任务，同时对数据的存储能力也有很高要求。

当伺服驱动系统在正常工况下稳定运行时，状态基本保持稳定。相比于这些正常运行中的稳态过程数据，监控系统更关心伺服驱动系统在发生特定的状态变化后，在这一过程中产生的动态过程数据。将这些伺服驱动系统在某一时刻发生的特定状态变化称为事件，以伺服驱动系统是否停止运行为标准，可将事件分为故障事件和特征事件两类：故障事件代表伺服驱动系统故障状态，具体指由于运行条件或硬件上的严重错误，导致伺服驱动系统无法正常运行；特征事件具体指伺服驱动系统运行过程和预期存在偏差的非稳定运行状态。

按照被监控的运行变量在伺服驱动系统运行过程中的变化特性，可将其分为稳态变量与动态变量两类。稳态变量具体指在伺服驱动系统调试完成后，短时间内保持稳定或规律变化的状态参数或控制参数，包括内部状态，如主电路状态、控制模式、电机通电情况、旋转方向等；接口状态，如紧急停止输入、伺服ON输入、警报输出、定位完成输出等；控制参数，如三闭环控制参数、各环输出限制等等。稳态变量在事件发生前基本保持稳定，所以只在事件发生时记录一次。

动态变量至少满足以下两个特性中的一个：第一个特性是变量的变化过程反映了伺服驱动系统的动态控制性能，如对转矩、速度、位置的跟踪情况；第二个特性是对变量的频域特性进行分析可以反映伺服驱动系统的运行状态，变量采集需要满足香农采样定理。动态变量包括位置反馈值、速度反馈值、转矩指令值、转矩反馈值、三相电压值和电流反馈值、电机轴向振动信号，动态数据需要在事件发生前后连续采集，且保证采集周期恒定。

在全数字伺服驱动系统中，上述稳态变量和动态变量以数字量形式存储在其软件中，由软件进行变量数值的周期性更新。稳态变量数值获取对实时性要求不高，可以直接读取稳态变量在伺服驱动系统中存储的数字量值。动态变量数值获取通过伺服驱动系统采样接口实现：采样接口接收采样编号(ID)，并返回该采样编号(ID)对应动态变量的在伺服驱动系统软件中的数字量作为动态变量数值，采样周期规定两次数值获取的时间间隔，实现对多个动态变量的等时间间隔数值收集。