本实用新型涉及电机领域，具体为一种基于物联网技术的电机健康管理系统。
背景技术：
现有电机系统管理系统以传感器技术为基础，通过对电机系统绕组温度、轴承温度、绝缘电阻、三相电压的实时监控，实现状态上报。通过预设相关采样点参数阈值，并且和检测到电机系统绕组温度、轴承温度、绝缘电阻数据进行对比，以数据对比结果作为决策依据来执行维修、更换、报废等操作。
现有电机管理系统在故障发现方面，并不能做到对电机系统实现全寿命周期健康管理，同时，仅通过采集温度数据、绝缘系数并与预设阈值对比结果来作为决策依据，缺乏足够的说服力。
技术实现要素：
本实用新型目的在于提供一种基于物联网技术的电机健康管理系统，该系统采用多传感器信息融合技术，具有实时数据监控采集和数据传输功能，磁吸式温湿度采集模块、振动采集模块、润滑油自动注油装置和智能电表具备低功耗的无线通信功能，可以实现快速部署安装。
为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种基于物联网技术的电机健康管理系统，包括：
磁吸式温湿度采集模块，所述磁吸式温湿度采集模块用于采集电机温湿度数据，所述磁吸式温湿度采集模块包括无线通信模块一和cpu模块一；
振动采集模块，所述振动采集模块用于采集电机振动数据，所述振动采集模块包括无线通信模块二和cpu模块二；
润滑油自动注油装置，所述润滑油自动注油装置用于补充电机油量，所述润滑油自动注油装置包括无线通信模块三和cpu模块三，所述润滑油自动注油装置由磁吸式温湿度采集模块和振动采集模块测量所得数据触发进行自动加注动作；
智能电表，所述智能电表用于测量电机的电参数数据，所述智能电表包括无线通信模块四和cpu模块四；
iot网关，所述磁吸式温湿度采集模块通过无线通信模块一将电机温湿度数据传输给iot网关，所述振动采集模块通过无线通信模块二将电机振动数据传输给iot网关，所述润滑油自动注油装置通过无线通信模块三与iot网关连接，所述智能电表通过无线通信模块四将电参数数据传输给iot网关。
进一步的，在本实用新型中，所述iot网关能够进行2.4g无线通讯、zigbee、lora无线接入，iot网关设置有高增益天线，所述iot网关通过高增益天线将增加无线信号覆盖，所述iot网关同时支持通过rs485、rj45、can总线协议，所述iot网关能够通过rs485、rj45、can总线协议接入监控系统平台服务器中，将各电机温湿度数据、电机振动数据和电机的电参数数据传送监控系统平台。
进一步的，在本实用新型中：所述无线通信模块一、无线通信模块二、无线通信模块三均和无线通信模块四采用sx1276芯片和cc1101芯片，所述cpu模块一、cpu模块二、cpu模块三和cpu模块四均采用arm32位微处理器芯片。
进一步的，在本实用新型中，所述磁吸式温湿度采集模块采用ds18b20温湿度传感器。
进一步的，在本实用新型中，所述振动采集模块集成三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和三轴地磁力计。
进一步的，在本实用新型中，所述润滑油自动注油装置包括壳体、控制电路、推油装置、贮油箱和电池，所述控制电路、推油装置、贮油箱和电池安装于壳体上，所述推油装置包括推油电机和活塞，所述推油电机通过活塞将贮油箱中润滑油推出。
进一步的，在本实用新型中，所述磁吸式温湿度采集模块、振动采集模块、润滑油自动注油装置和智能电表均采用电池供电。
有益效果，本申请的技术方案具备如下技术效果：
1、该系统采用多传感器信息融合技术，具有实时数据监控采集和数据传输功能，磁吸式温湿度采集模块、振动采集模块、润滑油自动注油装置和智能电表具备低功耗的无线通信功能，可以实现快速部署安装。
2、接入不改变一次电气设备的完整性和正常运行，能准确可靠地连续监测、记录被监测设备的状态参数，及时有效地跟踪设备的状态变化，为被测设备检修提供数据支持。
3、能够便于进行故障预警判断，变事后诊断为事前分析。便于捕捉设备异常的早期征兆，进而锁定范围，进行事前分析，提高设备可靠性，减少设备隐患、紧急抢修和非停，减少停机时间；
4、本系统使用的无线通信功能，采用lora或zigbee通讯协议。lora一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量传输，zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，两种通讯协议都具备低功耗、低成本的特点。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型润滑油自动注油装置的结构示意图。
图中，各附图标记的含义如下：1、磁吸式温湿度采集模块；2、振动采集模块；3、润滑油自动注油装置；301、壳体；302、控制电路；303、推油装置；304、贮油箱；305、电池；4、智能电表；5、电机。
具体实施方式
为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。
本实施例提供的一种基于物联网技术的电机健康管理系统，不只是电机设备故障的提示器，本实施例具备实现对电机系统状态进行精细化数字化监管的能力，可以将数据传输至监控系统平台，继而便于监控系统平台可以对电机系统状态深度分析，能够自动捕捉设备异常的早期征兆，实现锁定范围、事前分析，提供事前的设备精细化分析的有效手段，实现故障早期发现、早期处理，延长电机系统的使用寿命和产出效能的能力。实施例具体如下：
一种基于物联网技术的电机健康管理系统，包括磁吸式温湿度采集模块1、振动采集模块2、润滑油自动注油装置3、智能电表4和iot网关，所述磁吸式温湿度采集模块1、振动采集模块2、润滑油自动注油装置3和智能电表4均采用电池供电。
所述磁吸式温湿度采集模块1通过无线通信模块一将电机5温湿度数据传输给iot网关，所述振动采集模块2通过无线通信模块二将电机5振动数据传输给iot网关，所述润滑油自动注油装置3通过无线通信模块三与iot网关连接，所述智能电表4通过无线通信模块四将电参数数据传输给iot网关，所述iot网关能够进行2.4g无线通讯、zigbee、lora无线接入，iot网关设置有高增益天线，所述iot网关通过高增益天线将增加无线信号覆盖，所述iot网关同时支持通过rs485、rj45、can总线协议，所述iot网关能够通过rs485、rj45、can总线协议接入监控系统平台服务器中，将各电机5温湿度数据、电机5振动数据和电机5的电参数数据传送监控系统平台。
其中的磁吸式温湿度采集模块1用于采集电机5温湿度数据，所述磁吸式温湿度采集模块1包括无线通信模块一和cpu模块一，具体的，磁吸式温湿度采集模块1采用ds18b20温湿度传感器，ds18b20温湿度传感器属于热电阻温湿度传感器，可工作于-40℃～ 85℃工业级环境，采集温度范围为-55℃~ 125℃，-40~100℃/0~100%无凝露，显示精度0.1℃，综合精度0.3℃。通过lora和zigbee通讯协议实现低功耗的无线通信功能，其中lora运用sx1276芯片、zigbee运用cc1101芯片作为无线通信模块一的硬件进而进行无线通信，arm32位微处理器芯片作为cpu模块一，空速统一为2.4k，数据长度为8字节，采用主动上报的方式与基站间进行通讯。传统低功耗通讯装置在发送心跳帧时仅发送一个数据，并且为了降低能耗甚至不开启检测单元。磁吸式温湿度采集模块1在空速和数据长度以及发送距离上取最优解，发送和接收一次心跳帧8字节数据仅需40ms，并且发送的心跳帧数据包括了电池电压、装置状态、信号质量数据信息。在压缩了数据长度的基础上，增加了帧头校验、数据长度校验、校验和的校验方式，对数据的可靠性进行了有效的保障。在磁吸式温湿度采集模块1发出信号后由iot网关接收信号并接入监控系统平台，实现监控与管理。
其中的振动采集模块2用于采集电机5振动数据，所述振动采集模块2包括无线通信模块二和cpu模块二，具体的，振动采集模块2集成三轴加速度传感器，三轴陀螺仪和三轴地磁力计，可工作于-40℃～ 85℃工业级环境，内置智能fft频谱分析算法，将模拟振动信号转换成数字频谱。通过lora和zigbee通讯协议实现低功耗的无线通信功能。其中lora运用sx1276芯片、zigbee运用cc1101芯片作为无线通信模块二的硬件进行无线通信，空速统一为2.4k，数据长度为8字节，采用主动上报的方式与基站间进行通讯，使用arm32位微处理器芯片作为cpu模块二，实时计算三轴加速度传感器方向、姿态、线性加速度、角速度等函数，提供102.4hz采样率，为设备提供全方位的振动及姿态分析。振动采集模块2采用微功率自组网技术，具有很高的通讯时效性，响应速度快，安全稳定。振动采集模块2下部外置强力磁铁，可直接吸附在设备上。同样采用电池供电，每10秒钟采样一次，电池使用年限需大于1年，继而无需繁杂总线，将防护等级设置到ip66，并进行防水防尘设计，可在-40~80℃极端环境下可靠工作。
润滑油自动注油装置3，所述润滑油自动注油装置3用于补充电机5润滑油油量，所述润滑油自动注油装置3包括无线通信模块三和cpu模块三，所述润滑油自动注油装置3由磁吸式温湿度采集模块1和振动采集模块2测量所得数据触发进行自动加注动作，具体的，润滑油自动注油装置3通过lora和zigbee通讯协议实现低功耗的无线通信功能。其中lora运用sx1276芯片、zigbee运用cc1101芯片作为无线通信模块三的硬件进行无线通信，arm32位微处理器芯片作为主cpu模块三，空速统一为2.4k，数据长度为8字节，采用主动上报的方式与基站间进行通讯，所述润滑油自动注油装置3包括壳体301、控制电路302、推油装置303、贮油箱304和电池305，所述控制电路302、推油装置303、贮油箱304和电池305安装于壳体301上，所述推油装置303包括推油电机和活塞，所述推油电机通过活塞将贮油箱304中润滑油推出。
智能电表4，所述智能电表4用于测量电机5的电参数数据，所述智能电表4包括无线通信模块四和cpu模块四，本实施例采用导轨式安装三相多功能智能电表4，无需外置电流互感器，最大可直接接入100安培电流，同时可测量三相电网上的电流、电压、有功功率、无功功率、四象限电能等30个电参数。
本实施例通过采集电机5设备轴向振动、径向振动、绕组温度、轴承温度、壳体温度、传动轴温度、散热网温度、三相电压、输入电流等参数数据。这些数据通过iot网关设备上传到监控系统平台中实现实时监控和信息融合，监控系统平台包括数据库和基于ai边缘算法的专家库，数据库会提取出对应的重要特征参数，基于ai边缘算法的专家库会与之前的数据跳变记录和设别厂家提供的预警或停机参数相对比，提供相对应的分析、预判和决策建议。当电机5设备发生振动异常时除了会在软件中自动上报状态外还会触发润滑油自动注油装置3为电机5设备自动加注润滑油。
本实施例采用无线通信技术实现与监控系统平台的通讯，其中的控制电路不需要通过外部接线的方式与其它设备相连接，因此无需考虑浪涌保护问题和接口防护问题。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
1.一种基于物联网技术的电机健康管理系统，其特征在于：包括：
磁吸式温湿度采集模块，所述磁吸式温湿度采集模块用于采集电机温湿度数据，所述磁吸式温湿度采集模块包括无线通信模块一和cpu模块一；
振动采集模块，所述振动采集模块用于采集电机振动数据，所述振动采集模块包括无线通信模块二和cpu模块二；
润滑油自动注油装置，所述润滑油自动注油装置用于补充电机油量，所述润滑油自动注油装置包括无线通信模块三和cpu模块三，所述润滑油自动注油装置由磁吸式温湿度采集模块和振动采集模块测量所得数据触发进行自动加注动作；
智能电表，所述智能电表用于测量电机的电参数数据，所述智能电表包括无线通信模块四和cpu模块四；
iot网关，所述磁吸式温湿度采集模块通过无线通信模块一将电机温湿度数据传输给iot网关，所述振动采集模块通过无线通信模块二将电机振动数据传输给iot网关，所述润滑油自动注油装置通过无线通信模块三与iot网关连接，所述智能电表通过无线通信模块四将电参数数据传输给iot网关。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电机健康管理系统，其特征在于：所述iot网关能够进行2.4g无线通讯、zigbee、lora无线接入，iot网关设置有高增益天线，所述iot网关通过高增益天线将增加无线信号覆盖，所述iot网关同时支持通过rs485、rj45、can总线协议，所述iot网关能够通过rs485、rj45、can总线协议接入监控系统平台服务器中，将各电机温湿度数据、电机振动数据和电机的电参数数据传送监控系统平台。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电机健康管理系统，其特征在于：所述无线通信模块一、无线通信模块二、无线通信模块三均和无线通信模块四采用sx1276芯片和cc1101芯片，所述cpu模块一、cpu模块二、cpu模块三和cpu模块四均采用arm32位微处理器芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电机健康管理系统，其特征在于：所述磁吸式温湿度采集模块采用ds18b20温湿度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电机健康管理系统，其特征在于：所述振动采集模块集成三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和三轴地磁力计。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电机健康管理系统，其特征在于：所述润滑油自动注油装置包括壳体、控制电路、推油装置、贮油箱和电池，所述控制电路、推油装置、贮油箱和电池安装于壳体上，所述推油装置包括推油电机和活塞，所述推油电机通过活塞将贮油箱中润滑油推出。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的电机健康管理系统，其特征在于：所述磁吸式温湿度采集模块、振动采集模块、润滑油自动注油装置和智能电表均采用电池供电。
技术总结