带式输送机滚筒智能检测方法

774 编辑：中冶有色技术网来源：天津成科传动机电技术股份有限公司

2024-01-05 11:35:51

权利要求书： 1.带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、初始化：

S2、数据采集：包括角度信号采集、温度信号采集、振动信号采集、远端温度信号采集、超声波信号采集，其中温度信号与振动信号采用同一方式进行采集；

S3、采集完所有数据后，单片机通过RS485lora无线通信模块与其它设备实现无线连接，通过RS485信号采集与发送模块将数据发送至其它设备；

S4、完成上述步骤后，重复执行上述S2和S3的流程。

2.根据权利要求1所述的带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，在步骤S1中，参与初始化的模块包括LCD显示屏模块、ADC模拟信号采集模块、RS485信号采集与发送模块、定时器模块。

3.根据权利要求1所述的带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，在步骤S2中（1）将角度传感器连接至轴承中心后，通过ADC模拟信号采集模块获取角度传感器的转动，采集角度信号，然后将采集的角度累加信号换算为旋转圈数，最后将旋转的圈数换算为电机的旋转速度，取得电机的实时转速；

（2）以1秒为单位，采集5次为一个采样周期，通过ADC模拟信号采集模块实现对温度和振动的数据进行定时采集，具体如下：当定时器每计时到达1秒时，温度传感器和振动传感器的采集一次数据，累计采集一个周期后，对采集的所有数据进行处理；其中温度数据的处理为：将温度采集的5次数据进行平均计算后取平均值，振动数据的处理为：在振动采集的5次数据中选取最大值；以此取得轴承座的温度和振动的数据；

（3）单片机通过RS485lora无线通信模块与远端温度传感器实现无线连接，通过RS485信号采集与发送模块获取远端温度数据；具体如下：单片机将编写好的MODBUS协议通过通信模块发送至远端温度传感器，然后远端温度传感器接收到MODBUS协议后，将采集的温度数据发送至单片机，取得远端温度数据；

（4）通过超声波传感器和ADC模拟信号采集模块采集距离数据；当检测到的距离数据在一定范围内时，调用LCD显示屏模块开启屏幕，实现数据的显示。

4.根据权利要求1所述的带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，在S3中，首先整合所有数据，然后将其写入的MODBUS协议，最后通过lora无线通信模块将数据发送至上位机等其它设备，以此实现后台监控。

5.根据权利要求1所述的带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，在硬件方面，以STM32单片机为处理核心，采用温度传感器，振动传感器，角度传感器，远端温度传感器，进行滚筒数据的采集。

6.根据权利要求5所述的带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，采用超声波传感器控制屏幕的开启。

7.根据权利要求5所述的带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，采用lora无线通信模块，实现远端数据的无线采集，同时将采集的数据发送至其它设备。

8.根据权利要求5所述的带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，每个模块均与STM32单片机连接，进行数据的转换与处理。

9.根据权利要求1所述的带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，ADC模拟信号采集模块负责采集模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号；RS485信号采集与发送模块负责采集传感器通过RS485传输的数据，并将采集到的所有数据发送至其它设备；定时器模块负责数据的采集频率，以及数据的发送频率；LCD屏幕显示模块负责实时显示所有采集的数据，帮助用户了解并掌握设备运行准备阶段、设备运行阶段的操作及注意事项。

说明书：带式输送机滚筒智能检测方法技术领域[0001] 本发明属于设备检测领域，尤其是涉及一种带式输送机滚筒智能检测方法。背景技术[0002] 带式运输机是现代最主要的散壮物输送设备之一。广泛应用于冶金、矿山、煤炭、交通、能源、建材等行业。滚筒是带式输送机的关键部件，同时也是旋转部件，它的作用有两个：一是传递动力，二是改变输送带运行方向。带式输送机滚筒的设计和加工质量，关系到整个输送机系统的性能、安全性和可靠性。[0003] 目前，国内滚筒的设计一般采用近似公式，对于中小型滚筒已经能够满足工程需求，但对于大型滚筒这种设计方法其结果与工程实际有一定的差距，他的安全性和可靠性难以保障。由于缺乏精确的计算方法，如果盲目的增大安全系数，会是结构尺寸变大，重量增加，强度得不到显著的提高同时又增加了成本。同时，在实际的应用场合中，由于加工过程中产生的不平衡质量、轴的机械弯曲、安装的不对中性以及基础支架的稳定性等原因，滚筒在转动过程中必然会产生振动。同时还可能导致滚筒内部发生摩擦，长时间运行会产生较高的温度，并引起转速的偏差，最终导致设备无法正常运行。[0004] 上述问题会对整个设备造成很大的影响。虽然在滚筒的相关数据方面已经存在相关的计算方法，但其中滚筒每一项数据都会收到非常多因素的影响，理论的计算并不能客观的反映实际的震动情况。所以，需要进行现场的数据检测，获取实际的数据。滚筒的实际振动数据对设备的设计优化和日常维护都有重大的意义。如果能够定期检测重要滚筒的振动数据，通过前后数据的对比可以尽早的发现滚筒的运行的异常，提早防范，避免重大安全事故或停产现象的发生。[0005] 在实际的运行环境中，其工况环境较复杂，一直以来，对于滚筒的检测主要采用人工方式进行实地的检测，人工检测不仅效率低，检测周期与耗费时间长，而且还存在发现问题不及时或是误判等问题。发明内容[0006] 有鉴于此，需要研究利用先进的设备和仪器来进行现场的数据监测，高效的进行设备的检测，从而及时准确的得到更有实际价值的数据。[0007] 带式输送机滚筒智能检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、初始化：

S2、数据采集：包括角度信号采集、温度信号采集、振动信号采集、远端温度信号采集、超声波信号采集，其中温度信号与振动信号采用同一方式进行采集；

S3、采集完所有数据后，单片机通过RS485lora无线通信模块与其它设备实现无线连接，通过RS485信号采集与发送模块将数据发送至其它设备；

S4、完成上述步骤后，重复执行上述S2和S3的流程。

[0008] 进一步，在步骤S1中，参与初始化的模块包括LCD显示屏模块、ADC模拟信号采集模块、RS485信号采集与发送模块、定时器模块。[0009] 进一步，在步骤S2中（1）将角度传感器连接至轴承中心后，通过ADC模拟信号采集模块获取角度传感器的转动，采集角度信号，然后将采集的角度累加信号换算为旋转圈数，最后将旋转的圈数换算为电机的旋转速度，取得电机的实时转速；（2）以1秒为单位，采集5次为一个采样周期，通过ADC模拟信号采集模块实现对温度和振动的数据进行定时采集，具体如下：

当定时器每计时到达1秒时，温度传感器和振动传感器的采集一次数据，累计采集一个周期后，对采集的所有数据进行处理。其中温度数据的处理为：将温度采集的5次数据进行平均计算后取平均值，振动数据的处理为：在振动采集的5次数据中选取最大值。以此取得轴承座的温度和振动的数据；

（3）单片机通过RS485lora无线通信模块与远端温度传感器实现无线连接，通过RS485信号采集与发送模块获取远端温度数据；具体如下：

单片机将编写好的MODBUS协议通过通信模块发送至远端温度传感器，然后远端温度传感器接收到MODBUS协议后，将采集的温度数据发送至单片机，取得远端温度数据。

[0010] （4）通过超声波传感器和ADC模拟信号采集模块采集距离数据；当检测到的距离数据在一定范围内时，调用LCD显示屏模块开启屏幕，实现数据的显示。[0011] 进一步，在S3中，首先整合所有数据，然后将其写入的MODBUS协议，最后通过lora无线通信模块将数据发送至上位机等其它设备，以此实现后台监控。[0012] 进一步，在硬件方面，以STM32单片机为处理核心，采用温度传感器，振动传感器，角度传感器，远端温度传感器，进行滚筒数据的采集。[0013] 进一步，采用超声波传感器控制屏幕的开启。[0014] 优选的，采用lora无线通信模块，实现远端数据的无线采集，同时将采集的数据发送至其它设备。[0015] 优选的，每个模块均与STM32单片机连接，进行数据的转换与处理。[0016] 进一步，ADC模拟信号采集模块负责采集模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号；RS485信号采集与发送模块负责采集传感器通过RS485传输的数据，并将采集到的所有数据发送至其它设备；定时器模块负责数据的采集频率，以及数据的发送频率；LCD屏幕显示模块负责实时显示所有采集的数据，帮助用户了解并掌握设备运行准备阶段、设备运行阶段的操作及注意事项。[0017] 本发明实现了对滚筒设备数据的本地查看和后台监测的智能化检测方式，不仅可以高效及时准确的取得实际数据，还可以根据实际情况设置数据的采样时间频率，增加或减少实际需要采集的数据种类，实现定制化采集。附图说明[0018] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为检测方法的流程图。

具体实施方式[0019] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0020] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0021] 在硬件方面，以STM32单片机为处理核心，采用温度传感器，振动传感器，角度传感器，远端温度传感器，进行滚筒数据的采集。并采用超声波传感器控制屏幕的开启，以便在现成观察采集的数据。同时采用lora无线通信模块，实现远端数据的无线采集，同时将采集的数据发送至上位机等其它设备。每个模块都会与STM32单片机连接，进行数据的转换与处理。[0022] 软件方面主要分为4个模块：ADC模拟信号采集模块、RS485信号采集与发送模块、定时器模块、LCD屏幕显示模块。[0023] 其中，ADC模拟信号采集模块主要负责采集模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号。[0024] RS485信号采集与发送模块主要负责采集传感器通过RS485传输的数据，并将采集到的所有数据发送至上位机等其它设备。[0025] 定时器模块主要负责数据的采集频率，以及数据的发送频率。[0026] LCD屏幕显示模块主要负责实时显示所有采集的数据，帮助用户了解并掌握设备运行准备阶段、设备运行阶段的操作及注意事项。[0027] 系统运行流程如图1所示，具体流程可分为如下几步：1、系统开始运行时，首先进行LCD显示屏模块、ADC模拟信号采集模块、RS485信号采集与发送模块、定时器等模块的初始化

2、初始化完成后，开始数据采集，数据采集可分为5部分，分别为角度信号采集、温度信号采集、振动信号采集、远端温度信号采集、超声波信号采集，其中温度信号与振动信号采用同一方式进行采集。

[0028] （1）将角度传感器连接至轴承中心后，通过ADC模拟信号采集模块获取角度传感器的转动，采集角度信号，然后将采集的角度累加信号换算为旋转圈数，最后将旋转的圈数换算为电机的旋转速度，取得电机的实时转速。[0029] （2）以1秒为单位，采集5次为一个采样周期，通过ADC模拟信号采集模块实现对温度和振动的数据进行定时采集。具体如下：当定时器每计时到达1秒时，温度传感器和振动传感器的采集一次数据，累计采集一个周期后，对采集的所有数据进行处理。其中温度数据的处理为：将温度采集的5次数据进行平均计算后取平均值，振动数据的处理为：在振动采集的5次数据中选取最大值。以此取得轴承座的温度和振动的数据。

[0030] （3）单片机通过RS485lora无线通信模块与远端温度传感器实现无线连接，通过RS485信号采集与发送模块获取远端温度数据。具体如下：单片机将编写好的MODBUS协议通过通信模块发送至远端温度传感器，然后远端温度传感器接收到MODBUS协议后，将采集的温度数据发送至单片机，取得远端温度数据。

[0031] （4）通过超声波传感器和ADC模拟信号采集模块采集距离数据。当检测到的距离数据在一定范围内时，调用LCD显示屏模块开启屏幕，实现数据的显示。[0032] 3、采集完所有数据后，单片机通过RS485lora无线通信模块与其它设备实现无线连接，通过RS485信号采集与发送模块将数据发送至其它设备。[0033] 首先整合所有数据，然后将其写入的MODBUS协议，最后通过lora无线通信模块将数据发送至上位机等其它设备，以此实现后台监控。[0034] 4、完成上述流程后，系统会进入循环，重复执行上述第2项和第3项的流程。[0035] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。