【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业设备监测领域，尤其涉及一种工业设备在线监测系统。
技术介绍
1、工业设备在线监测系统是一种采用现代传感器技术、数据采集、通信技术和数据分析技术的智能化系统，用于实时监测和分析工业设备的运行状态。这种系统可以对设备的温度、振动、图像、声音以及电力综合信息进行实时采集，利用物联网技术和智能算法对数据进行分析，以判断设备的运行健康状况，发现故障并提供预警。
2、公开号为cn105929781a的专利申请公开了一种工业设备在线监测系统，该申请中解决了现有的工业设备在线监控系统监测范围小，不能全面反应环境问题，但是该申请中的是通过采集工业设备的工作数据监测设备是否正常运行，在实际中，一些工业设备例如：缺少润滑油、链条松弛等存在不影响设备正常工作的微小故障环境中，设备的工作数据依旧正常，无法监测这些不影响设备正常工作的微小故障，虽然某些微小故障不会直接导致设备停机或性能明显下降，但它们仍然可能对设备产生一定的影响，进而影响设备的可靠性和寿命。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种工业设备在线监测系统，解决了目前工业设备在线监测系统无法监测工业设备微小故障的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种工业设备在线监测系统，包括：
3、传感器，用于实时采集工业设备的运行参数以及采集工业设备的运行声音，所述传感器可用于采集工业设备的运行参数以及不同类型运行声音，以提高故障判断的准确性；
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5、数据通信模块，用于将处理后的运行参数以及音频数据传输至数据分析单元，所述数据通信模块支持多种通信协议，如modbus、profinet、以太网等，以适应不同工业场景的需求；
6、数据分析单元，用于对接收到的运行参数和音频数据进行分析，以判断设备的运行健康状况，所述数据分析单元具备特征提取和预测分析功能，能有效发现设备潜在故障；
7、报警装置，用于接收故障预警信号并发出报警，所述报警装置具备声音识别功能，能区分不同类型的故障声音，从而实现精确报警，同时具备自适应响度调整功能；
8、用户界面，用于显示设备运行状态和报警信息，所述用户界面具备多语言支持，以满足不同用户的需求，同时界面设计简洁易操作；
9、控制单元，用于根据报警信号采取相应的控制措施，所述控制单元具备自动调整控制策略的功能，以实现节能和优化生产过程；
10、工业设备，用于连接至所述传感器、数据采集器、数据通信模块、数据分析单元、报警装置、用户界面和控制单元，所述工业设备具有良好的兼容性，可适用于不同类型和品牌的设备；
11、所述传感器、数据采集器、数据通信模块、数据分析单元、报警装置、用户界面和控制单元通过总线连接，具备较高的可靠性和稳定性，能适应恶劣的工业环境；
12、所述系统具备远程监控和诊断功能，使得维护人员能够实时了解设备运行状况，提高故障处理效率，同时支持远程升级和维护。
13、优选的，所述传感器包括但不限于温度传感器、振动传感器、声音传感器和电力综合信息传感器，所述传感器具备自校准功能，以减小测量误差。
14、优选的，所述数据分析单元进一步包括特征提取和大数据分析，所述特征提取包括声波信号的特征提取，通过对采集的音频数据进行频谱、功率谱密度、倒频谱和时频分析，可以得到一系列特征参数，如频率、幅度、相位、频谱熵等，这些特征参数可以用于故障诊断和分类；
15、具体特征提取方式采用以下公式：
16、频率特征：f_peak=max(x(f))，公式中，f_peak代表声波信号的峰值频率，即频谱中最高频率成分，max(x(f))表示频谱中最大值出现的频率。频率特征可以反映设备运行状态的正常与否，因为故障往往导致设备运行频率的变化；
17、幅度特征：a=max(|x(f)|)，公式中，a代表声波信号的幅度特征，即信号的最大幅度。max(|x(f)|)表示频谱中绝对值的最大值。幅度特征可以反映设备运行声音的强度，用于判断声音是否异常；
18、相位特征：φ=arg(x(f))，公式中，φ代表声波信号的相位特征，即频谱中各频率成分的相位差。arg(x(f))表示频谱中各频率成分的相位。相位特征可以反映声音的谐波特性，用于识别故障类型；
19、频谱熵：h(x)=-∑p(f)log(p(f))，公式中，h(x)代表声波信号的频谱熵，表示声波信号的频谱复杂度。熵值越大，信号越复杂。∑p(f)表示频谱中各频率成分的概率和。频谱熵可以用于分析声音的稳定性，故障往往导致频谱熵的变化。
20、优选的，所述报警装置为声光报警装置，所述报警装置具备声音识别功能，能区分不同类型的故障声音，从而实现精确报警，同时具备自适应响度调整功能，以适应不同环境和场景的需求。
21、优选的，所述用户界面为图形化界面，所述用户界面具备多语言支持，以满足不同用户的需求，同时界面设计简洁易操作，有利于提高用户体验。
22、优选的，所述控制单元为可编程逻辑控制器（plc）或工业控制计算机，所述控制单元能够根据设备运行状态和故障预警信号自动调整控制策略，实现节能和优化生产过程。
23、优选的，所述工业设备为工厂设备、生产线设备、电机、泵、风机、压缩机等，所述系统具备较高的兼容性，可适用于不同类型和品牌的设备。
24、优选的，所述数据通信模块为无线通信模块或有线通信模块，所述数据通信模块支持多种通信协议，如modbus、profinet、以太网等，以适应不同工业场景的需求，同时具备较强的抗干扰能力。
25、优选的，所述传感器、数据采集器、数据通信模块、数据分析单元、报警装置、用户界面和控制单元采用模块化设计，便于安装、维护和升级，同时降低系统故障率。
26、优选的，所述系统具备远程监控和诊断功能，使得维护人员能够实时了解设备运行状况，提高故障处理效率，同时支持远程升级和维护。
27、有益效果
28、本专利技术提供了一种工业设备在线监测系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
29、本专利技术中，通过采用多种传感器实时采集工业设备的运行参数和声音，系统能够全面掌握设备的运行状态，并通过对采集的音频数据进行频谱、功率谱密度、倒频谱和时频分析，系统可以得到一系列特征参数，如频率、幅度、相位、频谱熵等，这些特征参数可以用于故障诊断和分类，同时为预测设备未来的运行状况提供数据支持，结合数据通信模块支持的多种通信协议和数据分析单元的高效处理能力，系统能够准确识别不同类型的故障声音，例如：设备缺少润滑油，设备部件间的摩擦阻力增加，导致部件之间产生摩擦声以及链条松弛可能导致链条在运动时产生抖动，发出抖动声等，从而提高故障诊断的准确性，有助于及时发现设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工业设备在线监测系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述传感器包括但不限于温度传感器、振动传感器、声音传感器和电力综合信息传感器，所述传感器具备自校准功能，以减小测量误差。
3.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述数据分析单元进一步包括特征提取和大数据分析，所述特征提取包括声波信号的特征提取，通过对采集的音频数据进行频谱、功率谱密度、倒频谱和时频分析，可以得到一系列特征参数，如频率、幅度、相位、频谱熵等，这些特征参数可以用于故障诊断和分类；
4.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述报警装置为声光报警装置，所述报警装置具备声音识别功能，能区分不同类型的故障声音，从而实现精确报警，同时具备自适应响度调整功能，以适应不同环境和场景的需求。
5.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述用户界面为图形化界面，所述用户界面具备多语言支持，以满足不同用户的需求，同时界面设计简洁易操作，有利于提高用户体验。
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7.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述工业设备为工厂设备、生产线设备、电机、泵、风机、压缩机等，所述系统具备较高的兼容性，可适用于不同类型和品牌的设备。
8.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述数据通信模块为无线通信模块或有线通信模块，所述数据通信模块支持多种通信协议，如Modbus、Profinet、以太网等，以适应不同工业场景的需求，同时具备较强的抗干扰能力。
9.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述传感器、数据采集器、数据通信模块、数据分析单元、报警装置、用户界面和控制单元采用模块化设计，便于安装、维护和升级，同时降低系统故障率。
10.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述系统具备远程监控和诊断功能，使得维护人员能够实时了解设备运行状况，提高故障处理效率，同时支持远程升级和维护。
...【技术特征摘要】
1.一种工业设备在线监测系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述传感器包括但不限于温度传感器、振动传感器、声音传感器和电力综合信息传感器，所述传感器具备自校准功能，以减小测量误差。
3.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述数据分析单元进一步包括特征提取和大数据分析，所述特征提取包括声波信号的特征提取，通过对采集的音频数据进行频谱、功率谱密度、倒频谱和时频分析，可以得到一系列特征参数，如频率、幅度、相位、频谱熵等，这些特征参数可以用于故障诊断和分类；
4.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述报警装置为声光报警装置，所述报警装置具备声音识别功能，能区分不同类型的故障声音，从而实现精确报警，同时具备自适应响度调整功能，以适应不同环境和场景的需求。
5.根据权利要求1所述一种工业设备在线监测系统，其特征在于：所述用户界面为图形化界面，所述用户界面具备多语言支持，以满足不同用户的需求，同时界面设计简洁易操作，有利于提高用户体验。
6.根据权利要求1所述一种工业...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁荣余，郑东辉，崔玉礼，王韶霞，杜晓炜，于多，胡小林，李扬，
申请(专利权)人：烟台职业学院，
类型：发明
国别省市：
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