一種基於乙太網的電機振動數據採集系統的製作方法

2023-05-03 17:50:51 1

本實用新型涉及數據採集技術領域，尤其是一種基於乙太網的電機振動數據採集系統。

背景技術：

眾所周知，電機故障檢測一直是國內外研究的熱點問題之一，出現了許多故障診斷儀。大多數故障診斷儀不具備連接網絡智能設備功能，僅靠自己限定的數據處理功能無法對多樣性的故障系統進行分析診斷；傳統的診斷儀只適合檢測電機的某個部位的故障，當其它位置出現故障時就需藉助其它的診斷儀，增加了診斷成本且帶來了不便。

技術實現要素：

針對上述現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在於提供一種基於乙太網的電機振動數據採集系統。

為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種基於乙太網的電機振動數據採集系統，它包括位移傳感器、振動傳感器、加速度傳感器、CD4051模擬開關、光電隔離電路、單片機、EIP-341模塊、人機互動界面模塊、PLC控制模塊和PC機；

所述位移傳感器、振動傳感器、加速度傳感器分別檢測電機的位移信號、振動信號和加速度信號並將信號輸入至CD4051模擬開關，所述CD4051模擬開關進行信號輸出控制並將信號輸入至光電隔離電路，所述光電隔離電路將 信號進行光電隔離處理並將信號輸入至單片機，所述單片機將信號進行整理並將信號輸入至EIP-341模塊和人機互動界面模塊，所述EIP-341模塊通過乙太網將信號傳輸至PC機和PLC控制模塊，所述PLC控制模塊通過乙太網接收信號並將整理控制後的信號輸入至人機互動界面模塊，所述人機互動界面模塊將信號進行顯示整理並將信號反饋給單片機；

所述單片機還連接有CH376S晶片。

優選地，所述單片機為STM32F103ZET6單片機。

優選地，所述光電隔離電路包括第一運放、第二運放、線性光耦和可調電阻，所述線性光耦為LOP111光耦，所述第一運放的同相端通過第一電容接地並通過第一電阻與CD4051模擬開關連接，所述第一運放的反相端通過第二電阻接地並通過第三電容與自身的輸出端連接,所述第一運放的輸出端通過第三電阻與線性光耦的2端腳連接，所述線性光耦的4端腳與第一運放的反相端連接，所述線性光耦的5端腳通過第二電容接地並通過第四電阻與可調電阻的可調端連接，所述可調電阻的固定端接地，所述線性光耦的5端腳還與第二運放的同相端連接，所述第二運放的反相端與自身的輸出端連接，所述第二運放的輸出端通過第六電阻與單片機連接。

由於採用了上述方案，本實用新型通過位移傳感器、振動傳感器和加速度傳感器實現電機多個故障參數的檢測；同時，利用光電隔離電路實現對檢測信號的信號調理，保障信號的精準；並且，通過加設在單片機的EIP-341模塊，實現信號的乙太網傳輸，其結構簡單，操作方便，具有很強的實用性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構原理示意圖；

圖2是本實用新型實施例的光電隔離電路的電路結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

如圖1至圖2所示，本實施例提供的一種基於乙太網的電機振動數據採集系統，它包括位移傳感器1、振動傳感器2、加速度傳感器3、CD4051模擬開關4、光電隔離電路5、單片機6、EIP-341模塊7、人機互動界面模塊11、PLC控制模塊8和PC機9；

位移傳感器1、振動傳感器2、加速度傳感器3分別檢測電機的位移信號、振動信號和加速度信號並將信號輸入至CD4051模擬開關4，CD4051模擬開關4進行信號輸出控制並將信號輸入至光電隔離電路5，光電隔離電路5將信號進行光電隔離處理並將信號輸入至單片機6，單片機6將信號進行整理並將信號輸入至EIP-341模塊7和人機互動界面模塊11，EIP-341模塊7通過乙太網將信號傳輸至PC機9和PLC控制模塊8，PLC控制模塊8通過乙太網接收信號並將整理控制後的信號輸入至人機互動界面模塊11，人機互動界面模塊11將信號進行顯示整理並將信號反饋給單片機6；單片機6還連接有CH376S晶片10。

進一步，單片機6採用STM32F103ZET6單片機。

本實施例由移傳感器1、振動傳感器2和加速度傳感器3進行電機故障的檢測，根據不同故障產生頻率的範圍不同，移傳感器1、振動傳感器2和加速度傳感器3分別採用YD9002A系列傳感器，根據選型可測量振動位移、振動速度和振動加速度。具體參數如下：(1)振動加速度量程1-5g峰值；(2)振動速度量程10-50mm/s有效值；(3)振動位移量程100-500μm峰值。

本實施例工作時，由CD4051模擬開關4選擇某一個傳感器進行故障檢測，其傳感器檢測到的信號均為電壓信號，此電壓信號則通過光電隔離電路5進 行信號調理，調理後的信號則利用單片機6進行整理，整理後的信號則利用人機互動界面模塊11來方便用戶操作，並通過CH376S晶片10實現與外界U盤等存儲器進行數據傳輸。本實施例利用單片機6的串口發送固定數據幀格式與EIP-341模塊7進行數據通信，從而實現信號與PLC控制模塊8或PC機9的間接通信，PLC控制模塊8則將乙太網接收的信號進行整理並反饋至人機互動界面模塊11，從而本實施例可通過對PLC控制模塊8進行編程，實現不同工作狀態的調整，增加了整體的靈活性。

本實施例的光電隔離電路5可採用如圖2所示的電路結構，即包括第一運放A1、第二運放A2、線性光耦U1和可調電阻R5，線性光耦U1為LOP111光耦，第一運放A1的同相端通過第一電容C1接地並通過第一電阻R1與CD4051模擬開關4連接，第一運放A1的反相端通過第二電阻R2接地並通過第三電容C3與自身的輸出端連接,第一運放A1的輸出端通過第三電阻R3與線性光耦U1的2端腳連接，線性光耦U1的4端腳與第一運放A1的反相端連接，線性光耦U1的5端腳通過第二電容C2接地並通過第四電阻R4與可調電阻R5的可調端連接，可調電阻R5的固定端接地，線性光耦U1的5端腳還與第二運放A2的同相端連接，第二運放A2的反相端與自身的輸出端連接，第二運放A2的輸出端通過第六電阻R6與單片機6連接。本實施例的CD4051模擬開關4選定某一傳感器通路後，其CD4051模擬開關4輸入至光電隔離電路5的信號均為電壓信號，此電壓信號經過第一運放A1、第一電容C2和第一電阻R1進行放大濾波處理後再輸入線性光耦U1中，線性光耦U1則線性感應輸出兩路信號，一路進入第一運放A1的反相端起負反饋作用，另一路經過可調電阻R5調節電壓到合適範圍後進入第二運放A2的同相端，最終實現光電隔離，有效地抑制信號噪聲，消除接地迴路幹擾。

以上僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換， 或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。