一种远程设备工作状态监控系统及方法与流程

1.本发明涉及设备监控领域，尤其涉及一种远程设备工作状态监控系统及方法。


背景技术：

2.随着科学技术的不断发展，现今生活的自动化程度越来越高，有些场合下需要对设备的工作状态进行远程监控，并对数据进行分析、状态预警、告警以及控制等。特别是环保部门，经济社会面临着越来越严峻的环境污染问题。现有技术中企业多，环保监管人员少，企业违规生产；环保设施运行工况监管难，传统稽查取证难，使违规排污企业存在侥幸心理；监管部门多依靠执法人员的经验及能力，缺乏科学有力的工具支撑精准稽查；污染企业限产停产效果无法监管和量化，核查难度大。而大型工厂设备停运无法实时掌控，设备运行出现异常、故障等信息不能实时预警，伴随的生产事故无法预判；而且还存在一定程度过度治理产生的能耗浪费。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种远程设备工作状态监控装置，能够实时监控设备的工作状态，应用范围广，可用于不同规模、不同类型企业的精细化管控。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种远程设备工作状态监控系统，包括壳体、振动传感器、数据通信模块及电源模块，所述振动传感器、数据通信模块及电源模块电连接置于所述壳体内，所述振动传感器包括三轴向振动采集电路和振动数据分析模块，所述三轴向振动采集电路通电后触发采集信号采集待监控设备的x、y、z轴三方向的振动值，所述振动数据分析模块对三轴向振动采集电路采集的振动值进行时域、频域分析获得设备振动幅度信号；所述振动数据分析模块输出端与所述数据通信模块相连，所述数据通信模块与云平台服务器通信。
5.进一步的，所述壳体外表面设有安装板，所述安装板将壳体与待监控设备紧密连接。
6.进一步的，所述安装板为3m双面强力胶，所述壳体通过3m双面强力胶粘贴在待监控设备上。
7.进一步的，所述三轴向振动采集电路还包括信号触发采集电路和定时采集电路，所述信号触发采集电路设定采样的时间间隔，设定频率为1次/分钟，定时采集电路设定每天5分钟/次，每天采集288次。
8.进一步的，所述振动数据分析模块将分析获得设备振动幅度信号打包发送给数据通信模块，所述数据通信模块每间隔一段时间与云平台服务器通信，在不发送数据期间，进入低功耗工作模式。
9.进一步的，所述数据通信模块包括无线通信传输模块，无线通信传输模块包括wifi、lora、nb-iot、蓝牙无线接口中的任意一种。
10.进一步的，还包括监控分析平台，所述监控分析平台用于人机交互，所述监控分析平台调取云平台服务器数据，用户可以通过监控分析平台界面实时了解被监控设备的开机、停机、不同档位运行状态。
11.进一步的，所述监控分析平台根据云平台服务器数据进行分析获取监测图表和历史趋势图，并对监测图表和历史趋势图进行数据建模，对监控设备的运动状态进行评估。
12.本发明还提供如上任一所述的一种远程设备工作状态监控系统的使用方法，包括如下步骤：
13.s10、将壳体固定至待监控设备上；
14.s20、扫码关联企业信息二维码，将远程设备工作状态监控系统与关联企业信息进行绑定；
15.s30、启动远程设备工作状态监控系统，三轴向振动采集电路通电后触发采集信号采集待监控设备的x、y、z轴三方向的振动值；
16.s40、振动数据分析模块对三轴向振动采集电路采集的振动值进行时域、频域分析获得设备振动幅度信号；
17.s50、振动数据分析模块输出端与所述数据通信模块相连，数据通信模块将振动数据分析模块分析的数据传输至云平台服务器。
18.进一步的，所述s50步骤中，还包括监控分析平台，监控分析平台用于人机交互，监控分析平台调取云平台服务器数据，用户可以通过监控分析平台界面实时了解被监控设备的开机、停机、不同档位运行状态。
19.本发明的有益效果在于：本远程设备工作状态监控系统安装简单，只需要将该装置固定至待监控设备上，待监控设备可以为生产设备或治污设备。用手机扫码关联企业设备，就可以运行。三轴向振动采集电路通电后触发采集信号采集待监控设备的x、y、z轴三方向的振动值，振动数据分析模块对三轴向振动采集电路采集的振动值进行时域、频域分析获得设备振动幅度信号，数据通信模块与云平台服务器进行通信。通过对设备振动幅度信号是否异常进行判断，设备是否正常运行，环保部门可识别企业违规行为，日常监管中非允许时段开工，监控片区餐饮店的废气处理装置是否正常开启等等；企业自身也可以判断设备是否正常运行，当设备振动幅度信号出现异常时，及时检测到设备异常，组织检修避免设备故障加剧导致的维修费用和停工损失等。本远程设备工作状态监控系统应用范围广，可用于不同规模、不同类型企业的精细化管控。维护便利，内置电池不依赖现场电源、网络。实时性好，支持实时查看企业生产线、设备运行状态。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明远程设备工作状态监控系统原理结构示意图；
22.图2为本发明远程设备工作状态监控系统监控设备振动幅度信号趋势图；
23.图3为本发明远程设备工作状态监控系统使用方法流程图。
24.标号说明：
25.10、振动传感器；11、三轴向振动采集电路；
26.12、振动数据分析模块；111、信号触发采集电路；112、定时采集电路
27.20、数据通信模块；30、电源模块；40、云平台服务器；
28.50、监控分析平台。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.如图1～3所示，本发明实施例一种远程设备工作状态监控系统，包括壳体、振动传感器10、数据通信模块20及电源模块30，所述振动传感器10、数据通信模块20及电源模块30电连接置于所述壳体内，所述振动传感器10包括三轴向振动采集电路11和振动数据分析模块12，所述三轴向振动采集电路12通电后触发采集信号采集待监控设备的x、y、z轴三方向的振动值，所述振动数据分析模块12对三轴向振动采集电路采集的振动值进行时域、频域分析获得设备振动幅度信号；所述振动数据分析模块12输出端与所述数据通信模块20相连，所述数据通信模块20与云平台服务器40通信。
34.本实施例中，待监控设备可以为生产设备或治污设备，三轴向振动采集电路每轴向的振动采集电路结构相同，每轴向的振动采集电路包括滤波电路和放大电路；三轴向振动采集电路每轴向的振动感应元件得到对应方向的振动加速度数据，对该方向的加速度数据进行一次积分，得出振动速度信号，对振动速度信号进行第二次积分，得出振动幅度信号；振动数据分析模块采用低功耗处理器及adc接口采集每一方向的振动加速度、振动速度和振动幅度信号。振动数据分析模块内部软件算法实现数据的滤波与识别，得到有用的特征值信息，并保存原始的连续信号数据，数据获取并计算完成后通讯接口将记录的数字信号发送给云平台服务器。如图2所示，监控到1号振幅、2号振幅设备振动幅度信号趋势图，可
以看出在相应的振动时间点对应的振动幅度信号不一样，从而可以得出相应时间点生产设备或治污设备未按规定运行。还可以在壳体内设有光敏传感器，光敏传感器的光敏电阻设于壳体的开口处，当拆下该远程监控装置时，光敏电阻感应光线的变化，输出电信号，光敏传感器通过数据传输模块发送数据进行异常报警，可以自动检测、查看该远程监控装置的安装位置是否被移动或强拆。通过将外壳固定至待监控设备上，定时采集监控设备x、y、z 三方向的振动值，并进行时域、频域分析，获得设备振动能量、振动主频、振动时域特征等，接着通过数据通知模块进行通讯，将分析结果数据传输至云平台服务器，最后通过待监控设备振动特征值识别待监控设备的开机、停机、不同挡位、异常等状态。本远程设备工作状态监控系统应用范围广，可用于不同规模、不同类型企业的精细化管控。维护便利，内置电池不依赖现场电源、网络，实时性好，减少了布线的不便；实时查看企业设备运行状态。
35.进一步的，所述壳体外表面设有安装板，所述安装板将壳体与待监控设备紧密连接。安装方便，步骤少，设置简单，仅停产数小时即可。
36.进一步的，所述安装板为3m双面强力胶，所述壳体通过3m双面强力胶粘贴在待监控设备上。通过3m双面强力胶粘贴，更加方便、快速安装后调试。
37.进一步的，所述三轴向振动采集电路还包括信号触发采集电路111和定时采集电路112，所述信号触发采集电路111设定采样的时间间隔，设定频率为1 次/分钟，定时采集电路112设定每天5分钟/次，每天采集288次。使得三轴向振动采集电路能耗低，无需一直工作，在不工作时，进行低功耗工作模式，大大提高了工作寿命，节约成本。
38.进一步的，所述振动数据分析模块12将分析获得设备振动幅度信号打包发送给数据通信模块20，所述数据通信模块每间隔一段时间与云平台服务器40通信，在不发送数据期间，进入低功耗工作模式。
39.进一步的，所述数据通信模块20包括无线通信传输模块，无线通信传输模块包括wifi、lora、nb-iot、蓝牙无线接口中的任意一种。通过无线通信，现场无需进行布线。
40.进一步的，还包括监控分析平台50，所述监控分析平台用于人机交互，所述监控分析平台调取云平台服务器数据，用户可以通过监控分析平台界面实时了解被监控设备的开机、停机、不同档位、异常运行状态。
41.进一步的，所述监控分析平台50根据云平台服务器数据进行分析获取监测图表和历史趋势图，并对监测图表和历史趋势图进行数据建模，对监控设备的运动状态进行评估。通过监控分析平台依据振动数据综合分析，设备振动幅度信号明显异常，可识别企业违规行为，日常监管中非允许时段开工，监控片区餐饮店的废气处理装置是否正常开启，判断设备是否正常运行等。
42.本发明还提供如上任一所述的一种远程设备工作状态监控系统的使用方法，包括如下步骤：
43.s10、将壳体固定至待监控设备上；
44.s20、扫码关联企业信息二维码，将远程设备工作状态监控系统与关联企业信息进行绑定；
45.s30、启动远程设备工作状态监控系统，三轴向振动采集电路通电后触发采集信号采集待监控设备的x、y、z轴三方向的振动值；
46.s40、振动数据分析模块对三轴向振动采集电路采集的振动值进行时域、频域分析
获得设备振动幅度信号；
47.s50、振动数据分析模块输出端与所述数据通信模块相连，数据通信模块将振动数据分析模块分析的数据传输至云平台服务器。
48.进一步的，所述s50步骤中，还包括监控分析平台，监控分析平台用于人机交互，监控分析平台调取云平台服务器数据，用户可以通过监控分析平台界面实时了解被监控设备的开机、停机、不同档位运行状态。
49.本实施例中，根据排污企业生产工艺流程，建立产污、治污、排污设备振动监控，在监控分析平台上进行数据分析与挖掘，可实现自动识别生产线运行状态、设备运行状态，进而推断出可疑排污企业、生产线及设备，进行监管，随着数据的积累，分析结果越来越精确、快速。创新监管工作模式，变“人防”为“技防”，“事后处罚”为“介入式执法”，彻底扭转传统依靠人力、经验及有限在线监测数据进行稽查的状态，有效实现精准稽查、非现场执法，有的放矢、事半功倍。
50.综上所述，本发明提供的一种远程设备工作状态监控系统及方法，安装简单，只需要将该监控设备固定至待监控设备上，用手机扫码关联企业设备，企业的相关信息包括企业的唯一标识用于确定一个企业，例如，企业的工商编号等。三轴向振动采集电路通电后触发采集信号采集待监控设备的x、y、z轴三方向的振动值，振动数据分析模块对三轴向振动采集电路采集的振动值进行时域、频域分析获得设备振动幅度信号，数据通信模块与云平台服务器进行通信。通过设备振动幅度信号是否异常进行判断，设备是否正常运行，环保部门可识别企业违规行为，日常监管中非允许时段开工，监控片区餐饮店的废气处理装置是否正常开启等等；企业自身也可以判断设备是否正常运行，在设备出现劣化初期，及时检测到异常，组织检修避免设备故障加剧导致的维修费用和停工损失等。本远程设备工作状态监控系统应用范围广，可用于不同规模、不同类型企业的精细化管控。维护便利，内置电池不依赖现场电源、网络。实时性好，支持实时查看企业生产线、设备运行状态。多源数据综合分析，支持与在线监测等数据综合分析，识别企业违规行为，如振动数据判断设备正常运行，在线监测数据发现异常。
51.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。