振动筛智能化监控集成系统

493 编辑：管理员来源：南昌矿机集团股份有限公司

2024-03-12 17:32:58

权利要求书： 1.振动筛智能化监控集成系统，包括设备检测部分、智能化控制集成部分、筛分机智能监控系统部分，其特征在于：设备检测部分包括振动传感器（1）、温度传感器（2）、转速传感器（3）与电流互感器（4）；

智能化控制集成部分包括数据采集模块（6）、数据分析模块（7）、扩展存储模块（8）、PLC控制模块（9）、通讯模块Ⅰ（11）和继电器（10），数据采集模块（6）信号连接振动传感器（1）、温度传感器（2）、转速传感器（3）与电流互感器（4），数据采集模块（6）与数据分析模块（7）通讯连接，数据分析模块（7）连接扩展存储模块（8）和PLC控制模块（9），PLC控制模块（9）连接继电器（10），继电器（10）连接设备电机（5）；

振动筛智能监控系统部分包括振动筛智能监控系统（12）、显示模块（15）、通讯模块Ⅱ（13）和通讯接口（14），数据分析模块（7）通过通讯模块Ⅰ（11）与振动筛智能监控系统（12）通讯，振动筛智能监控系统（12）连接显示模块（15）和通讯模块Ⅱ（13），通讯模块Ⅱ（13）连接通讯接口（14）。

2.根据权利要求1所述的振动筛智能化监控集成系统，其特征在于，智能化控制集成部分与振动筛智能监控系统部分安装于集成箱中，将集成箱布置在振动筛附近，数据采集模块（6）通过接线端口与设备检测部分的各传感器相连。

3.根据权利要求1所述的振动筛智能化监控集成系统，其特征在于，振动筛智能监控系统（12）通过通讯模块Ⅱ（13）和通讯接口（14）连接现场中控DCS（19）和云服务器（17），云服务器（17）连接便携移动设备（18）。

4.根据权利要求1所述的振动筛智能化监控集成系统，其特征在于，在振动筛筛框（20）与振动筛激振器（16）上相应的安装点位安装振动传感器（1）与温度传感器（2）。

5.根据权利要求1所述的振动筛智能化监控集成系统，其特征在于，在振动筛激振器（16）传动轴附件安装转速传感器（3）。

6.根据权利要求1所述的振动筛智能化监控集成系统，其特征在于，在设备电机（5）接线端子处安装电流互感器（4）。

7.根据权利要求1所述的振动筛智能化监控集成系统，其特征在于，振动筛筛框（20）的两块侧板分别安装两个振动传感器（1），安装位置为侧板与支撑座的连接处。

8.根据权利要求1所述的振动筛智能化监控集成系统，其特征在于，每个振动筛激振器（16）与振动筛筛框（20）的侧板连接处安装一个振动传感器（1）与一个温度传感器（2）。

说明书：振动筛智能化监控集成系统技术领域[0001] 本实用新型涉及监测控制装置集成领域，涉及边缘计算领域，具体涉及振动筛智能化监控集成系统。背景技术[0002] 振动筛作为是冶金、煤炭、矿山等行业中不可缺少的物料分级设备，其工作原理是通过利用激振力使筛箱产生振动从而实现对筛网上的物料进行筛分。对于传统机械来说，设备发生振动往往是设备发生故障的征兆，而振动筛作为振动设备却是需要利用振动来完成物料的筛分，因此振动筛的故障频率往往高于传统的动力机械产品。[0003] 振动筛作为常用于矿山筛分作业的基本设备，其设备本身对于终端用户来说不算是最重要的设备，但往往布置在生产线的关键部位，如果振动筛频繁发生故障，会对用户的生产作业带来不断的困难与干扰。甚至于致使整个生产系统联动停机，给用户带来重大的生产损失。大多数振动筛使用工况较为恶劣，检修与维护不方便，用户基本上无法得知振动筛的使用情况。[0004] 为了对于振动筛的运行状态数据进行监控，需要搭建振动筛的智能在线监控系统，通过监控并采集分析振动筛的实时振动、温度、转速等数据。现有的振动筛监测系统，侧重点在于前端数据的采集与展示，将设备前端数据采集下来，在中控室进行数据的展示。对于振动筛设备的基本状态进行监测，想要对采集的数据进行更进一步的分析计算以及应用开发，需要在中控显示平台安装数据分析软件，将数据进行存储计算分析。对于用户来说，对于振动筛的数据应用开发也许到这一步就完成了，但对于设备制造厂商，是不足的。对于振动筛设备制造厂商来说，振动筛使用过程中的数据也是十分有意义的，不但可以表示振动筛设备的应用状态，便于售后服务等工作，还可以根据设备的实际使用数据对设备的设计进行优化升级。[0005] 用户在使用设备的过程中不会主动耗费时间精力将设备数据采集给设备制造方，甚至一些生产环境较为恶劣的用户不具备采集设备数据的能力。矿山生产线多处于偏远地区，网络信号不佳，远程通讯困难，一旦振动筛出现用户无法解决的问题，设备制造厂商难以有效的与用户建立起沟通，派遣人员出差维护则需要时间，设备故障导致产线停产时间越长则会对用户造成越大的生产损失，同时使用户失去对该设备品牌的信任。[0006] 因此，现存的振动筛数据采集系统存在以下问题：振动筛数据采集系统安装过于繁杂，现场需要考虑布线方案安装硬件，且根据用户中控室工控机配置不同，运行工况也会不同，可能会出现卡顿或者不兼容等问题。振动筛发生故障时，在网络不佳的生产地区，无法及时将设备的运行状况反馈给设备制造方，导致无法及时得到最好的解决方案。现有振动筛数据采集系统功能过于单一，只能反馈设备数据，无法进行进一步的控制与数据分析。实用新型内容

[0007] 现有的振动筛数据采集系统在安装过程中，需要结合现场工况制定硬件的安装方法以及布线方案，且数据只能接入中控室显示数据，其中只有数据的显示功能，并没有控制功能与数据分析处理功能。需要控制功能与数据分析处理功能还需要额外制定相关实施方案，这种模式是不成熟的，是繁琐的，且需要额外消耗时间与精力。本实用新型的目的为了解决现有的振动筛数据采集系统在用户使用过程中存在安装布线繁杂、网络通讯艰难、系统功能单一不实用的问题，提出一种振动筛智能化监控集成系统。[0008] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：振动筛智能化监控集成系统，包括设备检测部分、智能化控制集成部分、筛分机智能监控系统部分；[0009] 设备检测部分包括振动传感器、温度传感器、转速传感器与电流互感器;[0010] 智能化控制集成部分包括数据采集模块、数据分析模块、扩展存储模块、PLC控制模块、通讯模块Ⅰ和继电器，数据采集模块信号连接振动传感器、温度传感器、转速传感器与电流互感器，数据采集模块与数据分析模块通讯连接，数据分析模块连接扩展存储模块和PLC控制模块，PLC控制模块连接继电器，继电器连接设备电机；[0011] 振动筛智能监控系统部分包括振动筛智能监控系统、显示模块、通讯模块Ⅱ和通讯接口，数据分析模块通过通讯模块Ⅰ与振动筛智能监控系统通讯，振动筛智能监控系统连接显示模块和通讯模块Ⅱ，通讯模块Ⅱ连接通讯接口。[0012] 特别地，智能化控制集成部分与振动筛智能监控系统部分安装于集成箱中，将集成箱布置在振动筛附近，数据采集模块通过接线端口与设备检测部分的各传感器相连。[0013] 特别地，振动筛智能监控系统通过通讯模块Ⅱ和通讯接口连接现场中控DCS和云服务器，云服务器连接手机或平板等便携移动设备。[0014] 特别地，在振动筛筛框与振动筛激振器上相应的安装点位安装振动传感器与温度传感器，在振动筛激振器传动轴附件安装转速传感器。[0015] 特别地，在设备电机接线端子处安装电流互感器。[0016] 特别地，振动筛筛框的两块侧板分别安装两个振动传感器，安装位置为侧板与支撑座的连接处。[0017] 特别地，每个振动筛激振器与振动筛筛框的侧板连接处安装一个振动传感器与一个温度传感器。[0018] 本实用新型的有益效果是：便于安装，只需要将集成箱布置在设备附近便能够采集设备传感器检测的设备信息。功能齐全，不但具备监控设备信息的功能，而且可以对采集的数据进行分析计算，并可以通过PLC对设备进行自动控制。数据存储与传输方案，可以通过4G网络将设备的数据信息传输到设备制造方云平台，可通过移动设备网络随时对设备信息进行查看。在没有网络或者网络不佳的情况下，可以将设备的运行数据暂时进行本地存储，通过U盘等方式拷贝下来。兼容性强，筛分机智能监控系统部分支持多种通讯协议，可以直接接入用户现场的中控DCS中，实现集中式管理。附图说明[0019] 图1是振动筛智能化监控集成系统现场设备安装的结构示意图；[0020] 图2是振动筛智能化监控集成系统具体集成模块示意图；[0021] 附图标记说明：[0022] 1?振动传感器；2?温度传感器；3?转速传感器；4?电流互感器；[0023] 5?设备电机；6?数据采集模块；7?数据分析模块；8?扩展存储模块；[0024] 9?PLC控制模块；10?继电器；11?通讯模块Ⅰ；12?筛分机智能监控系统；[0025] 13?通讯模块Ⅱ；14?通讯接口；15?显示模块；16?振动筛激振器；[0026] 17?云服务器；18?便携移动设备；19?现场中控DCS；[0027] 20?振动筛筛框。具体实施方式[0028] 为便于理解，下面结合附图对本实用新型的实现方式进一步详细阐明。[0029] 参照图1和图2，振动筛智能化监控集成系统，包括设备检测部分、智能化控制集成部分、振动筛智能监控系统部分。[0030] 设备检测部分包括振动传感器1、温度传感器2、转速传感器3与电流互感器4。[0031] 智能化控制集成部分包括数据采集模块6、数据分析模块7、扩展存储模块8、PLC控制模块9、通讯模块Ⅰ11和继电器10，数据采集模块6信号连接振动传感器1、温度传感器2、转速传感器3与电流互感器4，数据采集模块6与数据分析模块7通讯连接，数据分析模块7连接扩展存储模块8和PLC控制模块9，PLC控制模块9连接继电器10，继电器10连接设备电机5；[0032] 振动筛智能监控系统部分包括振动筛智能监控系统12、显示模块15、通讯模块Ⅱ13和通讯接口14，数据分析模块7通过通讯模块Ⅰ11与振动筛智能监控系统12通讯，振动筛智能监控系统12连接显示模块15和通讯模块Ⅱ13，通讯模块Ⅱ13连接通讯接口14。

[0033] 智能化控制集成部分与振动筛智能监控系统部分安装于集成箱中，将集成箱布置在振动筛附近，数据采集模块6通过接线端口与设备检测部分的各传感器相连。[0034] 振动筛智能监控系统12通过通讯模块Ⅱ13和通讯接口14连接现场中控DCS19和云服务器17，云服务器17连接手机或平板等便携移动设备18。[0035] 如图1所示，在振动筛筛框20与振动筛激振器16上相应的安装点位安装振动传感器1与温度传感器2，在振动筛激振器16传动轴附件安装转速传感器3。于设备电机5接线端子处安装电流互感器4。[0036] 特别地，振动筛筛框20的两块侧板分别安装两个振动传感器1，安装位置为侧板与支撑座的连接处；每个振动筛激振器16与振动筛筛框20的侧板连接处安装一个振动传感器1与一个温度传感器2。

[0037] 如图2所示，由数据采集模块6采集振动传感器1、温度传感器2、转速传感器3与电流互感器4检测的振动、温度、传动轴转速、电机电流等实时数据。数据采集模块6中集成了信号调理功能，传感器采集的监测数据经过简单的滤波、整流后传入数据分析模块7。数据分析模块7在前端对接受的传感器信号进行分析处理，分析处理完成的数据会暂时存储在扩展存储模块8，同时也会将监测数据传输至PLC控制模块9，PLC控制模块9根据监测数据按输出控制指令，通过继电器10对设备电机5进行控制。数据分析模块7处理完成的监测数据与原本的历史数据也可以通过相应的通讯模块Ⅰ11传输到振动筛智能监控系统12上，同时监测数据通过显示模块15进行显示，通过通讯模块Ⅱ13扩展的通讯接口14接入其他监控设备如现场中控DCS19等。直接接入现场中控DCS19由用户对设备进行集中管理控制，同时，分析处理过的数据也将通过4G网络的方式传送到设备制造厂商的云服务器17。通过云服务器17可以将设备的实施运行数据发送到手机或平板等便携移动设备18，通过手机或平板等移便携移动设备18实时查看振动筛的运行数据，不论是设备用户还是制造厂商都可以对设备实时监控。

[0038] 在振动筛运作期间，安装在振动筛激振器16上的温度传感器2与振动传感器1采集振动筛激振器16的温度参数与振动参数，安装在振动筛筛框20上的若干振动传感器1则采集筛框振动信息，安装于设备电机5的转速传感器4检测电机转速，同时采集电机的实施电流信息。并将采集的数据传入数据分析模块中进行分析计算，通过这种边缘计算的方式将采集的原始数据进行分析处理，这些经过处理的数据由振动筛智能监控系统12展示的同时，也会接入PLC控制模块9作为控制依据。如：安装在振动筛激振器16上的温度传感器1测量的是振动筛激振器16的轴承温度，当振动筛激振器轴承温度达到危险值时，PLC控制模块9便会通过继电器10控制设备停机。