一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統的製作方法
2023-09-23 19:35:35
本發明涉及電機檢測控制技術領域，更具體的說涉及一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統。
技術背景
目前現有的監控設備都是採用有線傳輸方式，每路視頻需要有各自獨立的傳輸線路，網絡利用率低；並且監控系統需要專門的線路進行搭建，成本較高；工作時還需要監控人員一直盯著監控畫面進行查看，工作量大；監控方式單一，且無法真實了解設備的運行狀況，以及做到及時的預防和處理。遠程檢測是使用遠程伺服器來讀取設備的運行數據，無需人員單獨到訪，遠程檢測系統指的是伺服器使用通信網絡來收集和分析被安裝在遠程位置處的設備的數據的系統。
隨著工業的快速發展，工作電機在工業生產、裝備製造、材料加工、農業和生物製藥等領域應用越來越廣泛，對工作電機安全運行要求越來越高，同時因部分設備需要頻繁啟停，電能消耗較大，產能較低，生產效率底下，工作電機啟動時瞬時電流非常大，造成驅動電機和工作電機損耗嚴重，使用壽命較短，運行效率低，另外，對於絕大多數大型設備運行時通常無人值守，設備的運行狀況無法進行實時的了解，設備故障無法做到及時發現及時處理。
在用戶終端與伺服器的網絡系統中，為了降低終端設備、即用戶終端的維護成本，技術人員可以採用遠程控制的方式通過伺服器控制目標終端設備的操作，例如可以對目標終端設備進行配置、安裝、維護、監控和管理。
因此，有必要提出一種技術方案，能夠簡單有效的檢測設備，同時能夠降低遠程檢測的成本，成為了一種新的技術需求。
技術實現要素：
(一)要解決的技術問題
針對以上缺點，本發明提出一種技術方案，能夠簡單有效的檢測設備，同時能夠降低遠程檢測的成本，從而提供一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統。
(二)技術方案
為解決上述技術問題，本發明提供所述的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統，該系統包括電機系統、用戶終端、中心服務端、智能調控模塊以及聯接各部分的網絡架構，所述用戶終端與中心服務端構成網絡架構的核心主體，所述用戶終端為終端設備，所述用戶終端包括檢測單元、專用處理器和加密單元，所述中心服務端由智能伺服器組成，智能伺服器內置有專用數據處理單元、數據存儲器、驗證單元和解密單元，所述用戶終端與中心服務端之間採用HTTP/WDSL通信連接,用戶終端裝設於電機系統中，所述智能調控模塊設於中心服務端與電機系統之間；
電機系統，由整套設備的所有電機或多套設備同一功能的所有電機組成的系統；
用戶終端，終端設備包括檢測單元、專用處理器和加密單元，其中，所述檢測單元通過檢測得到模擬量數據，專用處理器對數字量數據進行處理，且將模擬量數據通過轉換模塊轉換為數字量數據，再經過加密單元加密；
中心服務端，所述中心服務端包括專用數據處理單元、數據存儲器、驗證單元和解密單元，其中，所述用戶通過驗證單元驗證後，將用戶數據進行解密，實現用戶訪問數據存儲資料庫；
智能調控模塊，用於接收中心服務端發出的調控指令，根據中心服務端發出的調控指令對電機系統進行調控。
進一步地，所述用戶終端裝設與電機系統中，用戶終端通過導線引出檢測單元且與檢測單元電信號連接，所述檢測單元裝設在電機主體上。
進一步地，所述專用處理器內置有與電機對應的參數和算法，檢測單元檢測到的電機各種實時參數導入專用處理器中，專用處理器計算出電機實時運行狀態。
進一步地，所述中心服務端實時接收電機系統中所有電機的運行狀態數據，通過專用數據處理單元將電機運行狀態數據進行轉化，轉化形成圖像、表格或圖標的形式。
進一步地，所述專用數據處理單元對每個電機的各種參數進行量化，模擬電機的實時運行狀態，將模擬的運行狀態與設定的運行狀態進行校驗，計算出誤差值。
進一步地，所述加密單元，用於對用戶終端所提交的數據進行加密，加密後發送至服務端；驗證單元，服務端對接收的數據進行用戶驗證，驗證合格後接收用戶數據；解密單元，對接收的用戶數據進行解密，解密後對用戶數據進行處理。
進一步地，所述電機系統裝設有變頻器，智能調控模塊通過控制變頻器來控制電機的運行。
進一步地，所述檢測單元包括溫度傳感器，光電傳感器、壓力傳感器和轉速傳感器。
進一步地，所述智能調控模塊讀入中心服務端發出的指令數據和誤差值數據，根據中心服務端發出的指令數據和誤差值數據對變頻器進行調控，同時變頻器對電機運行進行控制。
進一步地，所述加密單元和解密單元採用對稱加密算法，所述對稱加密算法為DES加密算法、RC2加密算法、Rijdael加密算法或三重DES加密算法。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統實現了以下幾個方面的優點，本發明利用智能網絡架構，能夠充分發揮用戶終端的處理能力，在用戶終端處理後再提交給中心服務端，中心服務端運行數據負荷較輕且數據的儲存管理功能較為清晰；採用HTTP/WDSL通信連接，檢測系統更加高效，響應速度快；通信系統內設有加密和解密單元，能夠保證數據傳輸的穩定性和可靠性；充分利用網絡的通信資源，避免建設獨立的檢測線路，大大節約了建造成本，同時能夠實時、準確、高效的檢測工作電機的運行，大大提高了生產的效率。
附圖說明
圖1是本發明優選實施例的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統的結構原理框圖；
圖2是本發明優選實施例的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統的用戶終端與服務端通信原理結構示意圖；
圖3是本發明優選實施例的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統的用戶終端結構示意圖；
圖4是本發明優選實施例的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統的中心服務端結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合具體實施方式並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本發明的範圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發明的概念。
圖1是本發明優選實施例的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統的結構原理框圖；該系統包括電機系統、用戶終端、中心服務端、智能調控模塊以及聯接各部分的網絡架構，所述用戶終端為終端設備，所述用戶終端包括檢測單元、專用處理器和加密單元，所述中心服務端由智能伺服器組成，智能伺服器內置有專用數據處理單元、數據存儲器、驗證單元和解密單元，所述用戶終端與中心服務端之間採用HTTP/WDSL通信連接,用戶終端裝設於電機系統中，所述智能調控模塊設於中心服務端與電機系統之間；其中電機系統是由整套設備的所有電機或多套設備同一功能的所有電機組成的系統，例如將整個數控工具機中的所有電機設定為一個電機系統，或者將生產車間所有數控工具機的主驅動電機設定為一個電機系統，再或者以一些其他特定功能劃分的所有電機為一個電機系統；用戶終端，終端設備包括檢測單元、專用處理器和加密單元，其中，所述檢測單元通過檢測得到模擬量數據，專用處理器對數字量數據進行處理，且將模擬量數據通過轉換模塊轉換為數字量數據，再經過加密單元加密，所需監測的每臺電機對應裝設有用戶終端；中心服務端，所述中心服務端包括專用數據處理單元、數據存儲器、驗證單元和解密單元，其中，所述用戶通過驗證單元驗證後，將用戶數據進行解密，實現用戶訪問數據存儲資料庫；智能調控模塊，用於接收中心服務端發出的調控指令，根據中心服務端發出的調控指令對電機系統進行調控。
由電機系統、用戶終端、中心服務端、智能調控模塊和相互之間的通信網絡構成基於智能網絡的測控系統，該系統以用戶終端與中心服務端構成網絡架構的核心主體，通過核心主體中的檢測單元對電機系統中的電機進行實時檢測，並且將實時檢測到運行電機的數據進行轉化分析，用戶終端對檢測數據進行預處理，預處理後的數據傳輸至中心服務端進行數據計算和分析，分析得到的結果發送至智能調控模塊，通過智能調控模塊的智能化調控達到電機調控的目的。
圖2是本發明優選實施例的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統的用戶終端與中心服務端結構示意圖，所述用戶終端為包括檢測單元、專用處理器和加密單元，其中，所述檢測單元通過檢測得到模擬量數據，專用處理器對數字量數據進行處理，模擬量數據通過轉換模塊轉換為數字量數據，再經過加密單元加密。所述檢測單元包括溫度傳感器，光電傳感器、壓力傳感器和轉速傳感器。所述轉換模塊為A/D轉換器，模擬量數據經過採樣、保持、量化和編碼轉換為數字量。所述中心服務端和用戶終端之間採用HTTP/WDSL通信連接；加密單元，用於對用戶終端所提交的數據進行加密，加密後發送至中心服務端；驗證單元，中心服務端對接收的數據進行用戶驗證，驗證合格後接收用戶數據；解密單元，對接收的用戶數據進行解密，解密後對用戶數據進行處理。所述加密單元和解密單元採用對稱加密算法，所述對稱加密算法為DES加密算法、RC2加密算法、Rijdael加密算法或三重DES加密算法。例如：用戶1、用戶2至用戶n向客戶端提交數據，提交的數據由專用處理器進行數據處理，處理後的數據由加密單元進行加密，加密後通過網絡進行傳輸，採用HTTP/WDSL通信傳輸至中心服務端，中心服務端進行用戶驗證，用戶驗證合格後由解密單元進行解密，然後由專用數據處理單元進行數據分析和計算，同時對數據進行圖像化實現並且實時存儲記錄。
圖3是本發明優選實施例的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統的用戶終端結構示意圖；所述用戶終端裝設與電機系統中，用戶終端通過導線引出檢測單元且與檢測單元電信號連接，用戶終端主體和檢測單元的結構有分離式結構和整體式結構，分離式結構為用戶終端主體與檢測單元分離，用戶終端主體與檢測單元通過線纜電連接，檢測單元裝設在電機主體上，而用戶終端主體裝設在電氣控制櫃或電氣箱中，整體式結構為用戶終端主體與檢測單元構成為一個整體，整體裝設在電機主體上，所述檢測單元包括溫度傳感器，光電傳感器、壓力傳感器和轉速傳感器，檢測單元中的傳感器，當然檢測單元並不局限於上述描述的幾種傳感器，根據電機運行狀態的檢測的需求，可以增加或減少檢測單元中的檢測部件。
專用處理器內置有與電機對應的參數和算法，檢測單元檢測到的電機各種實時參數導入專用處理器中，專用處理器計算出電機實時運行狀態，為了更加精準的進行計算和處理，同時降低系統成本，採用定製化專用處理器，精簡處理器的功能，保證處理器計算的最優化，專用處理器內部程序結構簡單，算法簡單，能夠提高數據處理的速度，提高工作效率，專用處理器可採用單片機、CPU模塊以及智能晶片等等智能器件。
圖4是本發明優選實施例的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統的中心服務端結構示意圖；中心服務端實時接收電機系統中所有電機的運行狀態數據，通過專用數據處理單元將電機運行狀態數據進行轉化，轉化形成圖像、表格或圖標的形式；所述專用數據處理單元對每個電機的各種參數進行量化，模擬電機的實時運行狀態，將模擬的運行狀態與設定的運行狀態進行校驗，計算出誤差值。
電機系統裝設有變頻器，智能調控模塊通過控制變頻器來控制電機的運行，智能調控模塊讀入中心服務端發出的指令數據和誤差值數據，根據中心服務端發出的指令數據和誤差值數據對變頻器進行調控，同時變頻器對電機運行進行控制，所述變頻器為一個變頻器或多個變頻器，根據電機性能選擇合適的變頻器，智能調控模塊可以直接控制電機，或者通過變頻器控制電機的運行，智能調控模塊可以控制伺服電機，或者通過伺服控制器控制伺服電機的運行。
綜上所述，本發明的一種基於智能網絡的工作電機實時測控系統實現了以下幾個方面的優點，本發明利用智能網絡架構，能夠充分發揮用戶終端的處理能力，在用戶終端處理後再提交給中心服務端，中心服務端運行數據負荷較輕且數據的儲存管理功能較為清晰；採用HTTP/WDSL通信連接，檢測系統更加高效，響應速度快；通信系統內設有加密和解密單元，能夠保證數據傳輸的穩定性和可靠性；充分利用網絡的通信資源，避免建設獨立的檢測線路，大大節約了建造成本，同時能夠實時、準確、高效的檢測工作電機的運行，大大提高了生產的效率。
應當理解的是，本發明的上述具體實施方式僅僅用於示例性說明或解釋本發明的原理，而不構成對本發明的限制。因此，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。此外，本發明所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求範圍和邊界、或者這種範圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。