文摘
旋转机械的状态监测关键应用起着重要的作用在减少停机时间。4.0与行业,物联网在电机的在线状态监测已获得相当大的意义。论文的主要目的是使用物联网等电机参数的在线监测电流、温度、振动、湿度和观察其在线趋势使用web服务器。在形式的图表和数据可以访问小部件通过访问web页面。这个项目的优势是电机的实时监控任何异常的偏远地区,以防操作人员可以采取必要的措施防止完全崩溃。拟议的工作可以帮助行业汽车和在线监测的人们在未来可以扩展故障预测和分类工作。
1。介绍
发动机的状态监测是非常重要的,和一个维修计划总是实现每一个电机。在拟议的工作使用物联网技术的电机参数,如温度,电流,电压,和振动可以无线访问。所有这些参数都可以分析由操作员从任何地方访问,而且任何故障条件的警报可以提高。基于物联网的状态监测,当与机器学习可以帮助分类和预测的缺点。电机是马对于任何行业工作1,2]。电机必须定期维护和监控。旋转机械故障或故障等可以用不同的方法阻碍了行业。方法监测汽车可以用于实时参数监测汽车和定期生成通知,以防任何参数芽从其正常价值(3,4]。
2。相关工作
在参考各种研究论文,物联网技术已经被用于数据收集和电机的故障预测。在这种方法中,像Arduino开发板,Nodemcu,和树莓作为处理器,和各种传感器界面的数据收集。使用无线模块,所有的参数都可以存储在云(1,5- - - - - -8]。在参考文献[4],Nodemcu已被用于获得牵引驱动电机参数并上传到云。
其他工作在这个领域是汽车使用GSM模块的状态监测和无线电波9,10]。硬件模块包括印刷电路板,以及这些传感器,ICs,处理器安装。收集的数据被发送到控制和监控的房间。因此,运营商可以通过所有的实时数据,可以根据要求做出决定2,3]。
在大多数之前的工作,传感器,用于参数集合ADXL 345年,ACS 7212和LM 35加速度,电流,和温度传感器,分别8,11]。相比之下在参考文献[9),马达压电振动传感器是用于收集数据并将其存储在云使用Nodemcu。
在参考文献[10),它可以分析,数据采集后,可以采用各种故障检测方法,它已经结束,MCSA方法最适合在电机故障检测12,13]。电机电流特征分析是一个流行的预测电机维修工具,和主要使用目前的频谱分析14,15]。
3所示。提出工作
提出工作,ESP32板用作处理器。传感器用于采集参数DHT 11日ACS 712, ADXL 345。从各种传感器收集的数据上传到云使用THINGSPEAK平台。所有参数的实时数据可以看到使用物联网平台通知图和部件(16,17]。组装硬件已经使用单相感应电动机,和结果进行了讨论。图1解释整个过程的流程图拟议的工作。当供应给ESP32板,它连接与访问点(18,19]。传感器连接到汽车公司开始提供信号ESP32董事会GPIO管脚。随着实时数据上传到云运营商领域可以监视电流、振动、温度和湿度的汽车从世界的任何一个地方都只有要求互联网的笔记本电脑或智能手机20.,21]。
操作人员在电动机可以实时监控数据。参数的情况下,任何穿过限制级(22,23]。操作者可以启动关闭过程将防止机器完全崩溃。事,说云平台限制可以设置每个字段(24]。如果在任何变态电动机参数值的增加和违反限量然后警报或通知可以发送给运营商。这样的协议可以为保护汽车[扮演非常重要的角色25,26]。
预测断层及其分类的工业机器也可以是可能的。汽车的实时数据可以给训练人工神经网络,和安的输出模型的预测断层及其类型(27]。如果故障的初期阶段,机器可以安排维修。在未来,该工作可以扩展为各种汽车故障预测和其分类。
4所示。硬件框图
图2显示了框图解释传感器和处理器之间的联系。框图也阐述了传感器的类型和数据收集从电动机。ESP32模块驱动一个5 V 2适配器。
4.1。开发板和传感器
以下4.4.1。ESP32
ESP32是一系列的低成本、低功耗系统与集成芯片单片机wi - fi和蓝牙(双模28]。ESP32委员会15 ADC针,每一针都有12位分辨率的范围从0到4095。
4.1.2。电流传感器
目前霍尔效应传感器称为ACS712是用来测量电流。它既划算又提供了一个精确的解决方案交流和直流电流检测。它的输出灵敏度范围从66到185 mV /。目前霍尔效应传感器称为ACS712是用来测量电流(29日]。它既划算又提供了一个精确的解决方案交流和直流电流检测。它的输出灵敏度范围从66到185 mV /。
4.1.3。振动传感器
振动传感器和加速度计利用ADXL 335年,一个小,薄,低功耗,三轴加速度计signal-conditioned电压输出。它有一个3 g范围和措施全面加速。静态和动态加速度测量。这就是造成的动态加速度运动,冲击或振动监测。可以选择不同的带宽三轴根据应用程序(30.]。的和轴有带宽从0.5赫兹到1600赫兹,而轴的带宽从0.5赫兹到550赫兹。它显示的三个值代表运动的三轴振动。振动测量是基于获得的值在三个轴。
4.1.4。电压传感器
电压传感电路测量电压和创建一个输出电压满足wi - fi董事会的要求。一个230 V / 12 V电压互感器采用,并通过整流器输出转换为直流。整流器的输出是波及使用电容器[31日]。输出保持足够高的传输到单片机。因此,潜在的分频器电路是利用获得必要的电压5 V,然后送入ESP32。
4.1.5。温度传感器
DHT11是温度和湿度传感器,被广泛使用。传感器包括一个专用的NTC温度测量和一个8位微处理器的串行数据输出的温度和湿度值。
4.1.6。单相感应电动机
测试目的的单相鼠笼式感应电动机,其评级表所示1。
4.2。技术的使用
在这个研究中,物联网技术(物联网)是用于监视一个感应电动机。在物联网(物联网),物联网(物联网)是一个网络的智能设备和东西配备不同的传感器和网络收集和传输数据。在物联网云平台,物联网平台是物联网的核心架构,因为它连接物理和虚拟世界,让物品相互沟通(32]。说话的是云平台通过数学工作。它被用作在这项研究物联网平台。它为数据生成图形显示设备实时上传到平台。说话的是经常用于原型和概念证明物联网应用程序。
5。实验装置和装配
图3显示了实验设置在本研究开发工作。1-pH感应电动机的实时监视的目标是通过不断监测参数使用不同的传感器(25]。电流传感器ACS 712 ADXL加速度传感器,DHT 11温度传感器和电压均方根电流传感器电路用于合理参数,振动,温度,电压,分别。感觉到的所有数据将按照指令编码ESP32模块。
ESP32模块已经十五ADC别针,可以感觉到0伏特之间的电压为3.3伏。可以分配对应于这个范围值在0到4095之间。模拟输入12位分辨率。收集到的数据可以分析并存储在云使用ESP32模块(17]。有各种各样的通用输入输出引脚在ESP32模块可用于读写数据。存储中的数据说话平台创建帐户,并生成一个新渠道。数量的字段必须选择与监测参数的数量成正比。每个字段被给定的参数,然后就可以使用各种图形可视化形式。在这工作,健康运动和异常运动的参数已被证明和比较。用户使用该系统可以访问的事情说网站,可以随时监控汽车从任何地方18,19]。在任何正常操作的情况下,紧急协议可以实现和电动机可以关闭(22]。因此,这种系统可以提高旋转机器的寿命和可靠性。
6。公式用于数据采集
6.1。交流电流的采样数据
交流电流退出感应电动机使用霍尔效应感觉到电流传感器。来自传感器的输出电压转换为3.3伏特电压下。信号调节电路的参考电压转换图所示4完成。因为ESP32阅读模拟值的参考电压为3.3伏。如前所述,ESP32是一个12位分辨率ADC因此量表从0到4095。ACS 712 05 b模块的灵敏度约185 mV。均方根电流的公式用于计算下面提到。
6.2。振动数据的抽样
ADXL 335 gy - 61传感器是用来检测电机的振动。最初,该传感器校准,减去的表达主要误差方程。gy - 61传感器用于这项工作的敏感性为330 mV / g加速度的公式用于计算如下所示。
6.3。采样的温度和湿度数据
指令代码上传到ESP32使用DHT 11图书馆获取数据值和定期更新。DHT-11传感器提供了温度和湿度数据使用其数据输出销(11]。单线双向通信用于数据检索过程。
6.4。电压采样数据
的输出电压传感器电路ESP32模块。ESP32模块中读取传感器的输出分辨率从0到4095的规模,和参考电压为3.3伏。变压器转换成240 V至12 V,二级连接到安排与齐纳二极管整流器。Five-volt逻辑在稳压二极管是减少比例3.3 V,并给出逻辑ESP32模块ADC销(9]。单相电源不同,逻辑电平ESP32模块也参考3.3 V的变化。根据给出的公式在代码中单相电压被记录并存储在云物联网平台。
7所示。实验结果
数据3和5显示整个组装电路设置。开发代码上传到模块。传感器是ESP32板的连接。一旦启动的模块,它被连接到互联网,和传感器开始积累数据。所有的数据被发送到事情讲物联网平台,用户可以监控参数图表的帮助下和小部件。从数据4- - - - - -8各种图表所示,参数可以监视电流、温度、湿度、振动、和权力。从图表可以评估轴包括日期和轴由参数的大小。系统开启时,深红色虚线点在图上显示参数的现值。的直线痕迹的不同日期显示了通过比较现在的状态变化与最后一段时间系统被打开。因此,它不应该得出的结论是,图形在本质上是线性的。参数可以被跟踪的现值的最新条目红色暗点,通过双击图形显示变得更有活力,因为它显示了每一分钟的条目的数据从传感器。
所有这些参数,可以设置任何阈值限制,如果限量所需的参数是交叉然后通知或提醒可以发送操作员使用物联网平台。因此,它可以评估,这样的系统可以用于各种电机的实时监测。
ADXL从电动机振动传感器是用于检索数据。传感器被放置在汽车的身体一旦汽车传感器开始值图上可以看到。ADXL传感器措施加速 , ,和 - - - - - -轴单位。从图形图6,电动机的振动值 。
单相感应电动机电流从电流传感器ACS 712年检索数据。从图形图7,大约一安培电流强度。ACS 712传感器输出误差的比例 。
温度和湿度数据取自DHT 11传感器已安装在电动机的身体。汽车开始温度的值开始增加,这种情况作为电机的绕组开始升温与绝缘安全点。在某个点之后汽车身体的温度达到一个饱和值约摄氏thirty-nine-degree(图9双氢睾酮),11个湿度传感器可以测量范围从百分之二十到百分之八十的准确性为百分之五。
8。结论
在这篇文章中,一个单相感应电动机实时监控环境。所有重要的参数可以使用事情峰可视化平台。任何偏差的参数可以被操作人员,并采取必要的行动可以提高电动机的寿命。在未来,这种方法可以用于从工业汽车数据采集,同时,所有的数据集可以给ANN模型故障预测和分类。处理器如覆盆子π可用于数据收集和运行安算法。安是用来实现故障预测和分类。提出研究的主要贡献在收集重要的电机参数,并提供通过云平台的监测手段。拟议的研究也有助于计划有效的汽车维修计划。开发基于物联网的方法是非常有效的实时监测汽车。
首字母缩略词
| 物联网: | 物联网 |
| MCSA: | 电机电流特征分析 |
| 安: | 人工神经网络 |
| RMS: | 均方根 |
| DHT: | 数字温度和湿度传感器。 |
数据可用性
所有数据用于支持本研究的结果都包含在这篇文章。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。