專(zhuān)利名稱(chēng)：用于系統(tǒng)監(jiān)控的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般說(shuō)來(lái)，本申請(qǐng)涉及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，更確切地說(shuō)，涉及用于系 統(tǒng)監(jiān)控的數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)器往往受到監(jiān)控以檢測(cè)和測(cè)量某些運(yùn)行條件。例如，可能期望 監(jiān)控具有運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)器中的振動(dòng)或震蕩。作為另一個(gè)實(shí)例，可能期 望測(cè)量機(jī)器中使軸旋轉(zhuǎn)的負(fù)荷，比如轉(zhuǎn)矩。有時(shí)，機(jī)器自身可以提供
某種能力監(jiān)控運(yùn)行條件，比如旋轉(zhuǎn)軸的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)。不過(guò)， 在許多情況下，對(duì)于操作員可能希望跟蹤的運(yùn)行特征，機(jī)器不具有提 供與其中至少某一些有關(guān)的數(shù)據(jù)的能力。
已經(jīng)提出的監(jiān)控系統(tǒng)能夠執(zhí)行所期望的測(cè)量任務(wù)。例如，已經(jīng)提 出的系統(tǒng)包括便攜式手持測(cè)量裝置。該測(cè)量裝置由傳輸電纜連接到機(jī) 器上受到震蕩激勵(lì)的某個(gè)點(diǎn)，該測(cè)量裝置用于測(cè)量這個(gè)點(diǎn)處的若干運(yùn) 行條件。使用中心計(jì)算機(jī)處理來(lái)自該測(cè)量裝置的測(cè)量數(shù)據(jù)。該中心計(jì) 算機(jī)也存儲(chǔ)著由該測(cè)量裝置收集的數(shù)據(jù)。
這樣的手持測(cè)量裝置能夠測(cè)量機(jī)器上某一位置處的條件，在采集 數(shù)據(jù)之時(shí)提供某特定點(diǎn)處瞬間的若干運(yùn)行條件的"快照"。需要能夠 同時(shí)監(jiān)控機(jī)器的許多運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
在某些方面，提供的方法和監(jiān)控系統(tǒng)用于跟蹤受監(jiān)控系統(tǒng)的若干 運(yùn)行參數(shù)，所述受監(jiān)控系統(tǒng)包括由驅(qū)動(dòng)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件，所述驅(qū)動(dòng) 電機(jī)通過(guò)包括齒式聯(lián)軸器的驅(qū)動(dòng)裝置與所述構(gòu)件可有效地連接。在所 述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述齒式聯(lián)軸器之一上提供了傳感器單元。所述傳感器單元包括響應(yīng)所述受監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行條件而產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳感器， 以及處理由所述傳感器產(chǎn)生的模式信號(hào)的集成本地處理器。所述集成 本地處理器具有相關(guān)聯(lián)的計(jì)時(shí)器，用于處理所述傳感器產(chǎn)生的模擬信 號(hào)，(i)產(chǎn)生第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣以及(ii)將所述第一多個(gè)數(shù)字 信號(hào)采樣封裝在一起作為傳輸數(shù)據(jù)包。所述數(shù)據(jù)包包括所述多個(gè)數(shù)字 信號(hào)采樣的某個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣的相關(guān)聯(lián)時(shí)間戳值，以及可以據(jù)其確定 其他數(shù)字信號(hào)采樣的相對(duì)時(shí)間的相關(guān)聯(lián)報(bào)告速率值。
在附圖和以下說(shuō)明中闡述了本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。根 據(jù)所述說(shuō)明和附圖以及根據(jù)權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的其他特性、目的和 優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。


圖l是使用監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控機(jī)器的方法和裝置的實(shí)施例圖示； 圖2是在圖l的監(jiān)控系統(tǒng)中使用的傳感器單元的實(shí)施例圖示； 圖3A是傳感器單元外殼部位實(shí)施例的俯視圖； 圖3B是去除了圖3A部位后，傳感器單元實(shí)施例的平面圖； 圖3C是圖3A部位的側(cè)視圖3D是去除了圖3A部位后，圖3B傳感器單元的側(cè)視圖4A是顯示印刷電路板的傳感器單元實(shí)施例的平面圖4B是圖4A傳感器單元的部分部件分解的側(cè)視圖5A是顯示印刷電路板的傳感器單元另 一個(gè)實(shí)施例的平面圖5B是圖5A傳感器單元的側(cè)視圖
圖6監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖的實(shí)施例；
圖7是記錄的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
為了介紹實(shí)施例的目的，本說(shuō)明書(shū)將集中在對(duì)滾軋機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系 統(tǒng)的監(jiān)控。不過(guò)，這個(gè)實(shí)施例是示范性的并且絕非意在作為限制，因 為也可以監(jiān)控其他傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)器類(lèi)型?？梢允艿奖O(jiān)控的其他機(jī)器和
裝備包括例如高空起重機(jī)的齒輪傳動(dòng)、加工機(jī)械比如包含動(dòng)力傳動(dòng)的 縱剪機(jī)、矯直機(jī)和剪切傳動(dòng)，以及可以期望監(jiān)控運(yùn)行條件的其他傳動(dòng) 應(yīng)用。
參考圖1，圖中顯示了滾軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)IO，具有與其連接的監(jiān)控 系統(tǒng)12，例如用于軋制金屬比如鋼。滾軋才幾傳動(dòng)系統(tǒng)10包括電機(jī)14， 它通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)而有效地連接到工作輥16和18。傳動(dòng)系統(tǒng) 包括齒輪減速器20、小齒輪裝配件22以及顯示為聯(lián)軸器24和26的 連接。支承輥28和30的位置鄰近工作輥16和18以形成間隙即輥隙， 被加工件(如金屬板)在軋制操作期間能夠通過(guò)它。電機(jī)14和齒輪減 速器20位于車(chē)間的電機(jī)室部分32，而小齒輪裝配件22、聯(lián)軸器24 和26、工作輥16和18以及支承輥28和30則位于與電機(jī)室部分32 分離的車(chē)間部分34。
在所展示的實(shí)例中，監(jiān)控系統(tǒng)12用于監(jiān)控和評(píng)估若干運(yùn)行條件， 比如滾軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)若干部件的振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)矩、電流、速度、轉(zhuǎn) 動(dòng)位置等。監(jiān)控系統(tǒng)12包括許多傳感器單元，通常指定為42、 44和 46，它們被局部地固定到(即處于或接近)各種傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)部 件上，比如以上介紹的部件。通過(guò)將傳感器單元42、 44和46局部地 固定到傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)的許多部件上，能夠使用由這些傳感器單元 產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對(duì)這些部件的運(yùn)行條件進(jìn)行相對(duì)的比較，在某些場(chǎng)合中， 可以對(duì)滾軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)10的若干運(yùn)行條件提供更為可靠的分析。正如 以下更加詳細(xì)的介紹，傳感器單元42、 44和46既包括傳感器也包括 微處理器，它們將數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)聯(lián)的通信裝置，通常指定為收集該 數(shù)據(jù)的38 (有時(shí)稱(chēng)作集線器或集電器)。收集到的數(shù)據(jù)然后例如通過(guò) 因特網(wǎng)發(fā)送到連接遠(yuǎn)程服務(wù)器系統(tǒng)(未顯示)的網(wǎng)關(guān)40(如服務(wù)器)。
仍然參考圖1，電機(jī)14包括有效地固定其上的傳感器單元42a、 42b和44,其中傳感器單元44還連接著接近傳感器46和變流器48。 更確切地說(shuō)，傳感器單元42a固定在電機(jī)14的軸承箱(未顯示)上， 并且用于監(jiān)控軸承箱的振動(dòng)。固定到電機(jī)14對(duì)面軸承箱(未顯示)的 是傳感器單元42b，它也用于監(jiān)控對(duì)面軸承箱的振動(dòng)。傳感器單元44
固定在電機(jī)14的底板并也連接著外部傳感器的輸入，例如，如圖中所 示，接近傳感器46和變流器48。接近傳感器46可以用于測(cè)量電機(jī)14 的軸速，在某些實(shí)施例中通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖實(shí)現(xiàn)。變流器48提供的信 號(hào)輸出表示提供給電機(jī)14的電流波形。傳感器單元44能夠使用接近 傳感器46和變流器48提供的信號(hào)收集數(shù)據(jù)，以監(jiān)控電機(jī)運(yùn)行。
齒輪減速器20包括42c、 42d、 42e和42f四個(gè)傳感器單元。傳 感器單元42c、 42d固定在輸出齒輪50的傳動(dòng)軸的軸承箱52上，用于 監(jiān)控軸承箱52的振動(dòng)和溫度。傳感器單元42e、 42f固定在輸入小齒 輪54的輸入傳動(dòng)軸的軸承箱上，用于監(jiān)控齒輪54的軸承箱振動(dòng)和溫 度。
小齒輪裝配件22包括42g、 42h、 42i和42j四個(gè)傳感器單元，每 個(gè)都固定在相關(guān)聯(lián)的軸承箱64、 66、 68、 70上。傳感器單元42g和 42h固定在小齒輪軸56的軸承箱64和66上。傳感器單元42i和42j 固定在小齒輪軸58的軸承箱68和70上。每個(gè)傳感器單元42g、 42h、 42i和42j都用于監(jiān)控其各自軸承箱64、 66、 68、 70的振動(dòng)和溫度。
每個(gè)聯(lián)軸器24和26都包括固定在其上并隨聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)并的各自 傳感器單元46a、 46b。傳感器單元46a、 46b用于監(jiān)控它們各自聯(lián)軸 器24和26的振動(dòng)、轉(zhuǎn)矩、溫度和軸位置。在包括電池的某些傳感器 單元46a、 46b的實(shí)施例中，傳感器單元46a、 46b用于監(jiān)控電池電壓， 以指示電池功率電平以及電池更換和/或再充電的需要。
工作輥16、 18包括固定在其上的傳感器單元42k、 421、 42m和 42n的相關(guān)聯(lián)配對(duì)。傳感器單元42k和421固定在工作輥軸43的各自 軸承72和74上，而傳感器單元42m和42n固定在工作輥軸75的各 自軸承76和78上。每個(gè)傳感器單元42k至42n都用于監(jiān)控其各自軸 承位置處的振動(dòng)和溫度。
為了將傳感器單元42、44和46有效地安裝到機(jī)器的傳動(dòng)系統(tǒng)10， 可以采用任何適合的方法。在某些實(shí)施例中，為了永久安裝，傳感器 單元42、 44和46用緊固件固定到機(jī)器的傳動(dòng)系統(tǒng)10，比如螺釘、螺 栓等。其他安裝方法也是可能的，比如焊接。
正如圖l所表示，每個(gè)傳感器單元42、 44和46都能夠與通信裝 置38a、 38b、 38c、 38d通信(如通過(guò)RS 458、 4線連接和/或無(wú)線連 接比如RF發(fā)射)，其中傳感器單元42a、 42b和44連接到通信裝置 38a，傳感器單元42c至42f連接到通信裝置38b，傳感器單元42g至 42j以及傳感器單元46a和46b連接到通信裝置38c，而傳感器單元 42k至42n連接到通信裝置38d。傳感器單元46a和46b (如使用RF 發(fā)射機(jī)45 )與通信裝置38c (如使用包括全方位RF天線47的RF接 收機(jī))進(jìn)4于無(wú)線通信，而其他傳感器單元42a至42n以及44通過(guò)有線 連接與它們各自的通信裝置38a至38d進(jìn)行通信。使用全方位RF天 線可以減少因?yàn)閭鞲衅鲉卧?6a和46b隨聯(lián)軸器24和26的轉(zhuǎn)動(dòng)而造 成的傳感器單元46a、 46b與通信裝置38c之間的通信中斷。 一個(gè)或多 個(gè)傳感器單元42a至42n、 44無(wú)線通信的其他配置也是可能的。在某 些實(shí)施例中，全部傳感器單元都不能進(jìn)行無(wú)線通信。例如，傳感器單 元42a至42n、 46a、 46b和44的每一個(gè)都可以通過(guò)有線連接與通信 裝置相連。通信裝置38a至38d通過(guò)這些有線連接向相關(guān)聯(lián)的傳感器 單元42a至42n和44供電(如DC低電壓，比如8-28 V的DC )。傳 感器單元46a和46b的每一個(gè)都包括向其提供電力的內(nèi)部電源(如電 池)。通信裝置38b至38d的每一個(gè)都通過(guò)通信裝置38a連接(如線 80所示)到電源86 (比如，110/220V的AC電源)。
通信裝置38收集從傳感器單元42、 44、 46收到的數(shù)據(jù)，并且將 數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)40。網(wǎng)關(guān)40用作本地服務(wù)器，主管來(lái)自每個(gè)通信裝 置38的通信，并且能夠通過(guò)由虛線82和橋式組件84所展示的本地網(wǎng) 絡(luò)連接(如LAN連接)提供向遠(yuǎn)程系統(tǒng)主機(jī)的因特網(wǎng)連接。網(wǎng)關(guān)40 通過(guò)線88連接到電源86。
參考圖2的圖解展示，傳感器單元42、 44和46可以包括傳感器 92 (如加速度計(jì))或一組傳感器以及完整的本地微處理器90作為同一 單元的一部分。在某些實(shí)施例中，比如所示的這個(gè)，微處理器90和傳 感器92的電子器件都駐留在同一電路板96上。在其他實(shí)施例中，微 處理器卯的電子器件可以駐留在同一模塊中，但是與安裝傳感器92
的電子器件的電路板不在一起。
正如以上指出，傳感器單元42和46通過(guò)使用傳感器92采集特 定的運(yùn)行數(shù)據(jù)，以確定例如振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)矩/應(yīng)變、電流、轉(zhuǎn)速和/ 或轉(zhuǎn)動(dòng)位置，它們反映了該機(jī)器的若干運(yùn)行條件。利用傳感器單元44, 它可以包括標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流輸出傳感器，也有可能采集另外的物理 數(shù)據(jù)。
圖3A至圖3D顯示了傳感器單元42的實(shí)施例，它包括響應(yīng)振動(dòng) 的三軸的傳感器92a以及響應(yīng)溫度或在某些實(shí)施例中應(yīng)變的傳感器 92b。傳感器92a可以安裝在電路板96上，它還安裝著微處理器90， 而傳感器92b包括與遠(yuǎn)程溫度探測(cè)器相連的輸入。在某些實(shí)施例中， 所包括的傳感器92a可能與安裝微處理器90的電路板96不在一起。 在某些事例中，傳感器42可以不包括溫度和/或應(yīng)變傳感器92b。
參考圖4A和圖4B，傳感器單元44包括三個(gè)土10伏的輸入95、 三個(gè)4-20毫安的電流輸入97、光編碼器輸入99和接近開(kāi)關(guān)輸入101。 傳感器單元44還可以包括溫度傳感器92b和電源，比如電池。
參考圖5A和圖5B，傳感器單元46是無(wú)線的，而且能夠連接到 轉(zhuǎn)軸。傳感器單元46包括一個(gè)軸振動(dòng)傳感器92a和三個(gè)溫度和/或應(yīng) 變傳感器92b。如圖所示，傳感器92a和92b的每一個(gè)都包括在與微 處理器90相同的電路板96上。電源93向傳感器單元46提供電力。 在某些實(shí)施例中，傳感器單元46包括傳感器92b與安裝微處理器90 的電路板96不在一起。
現(xiàn)在參考圖3A至圖5B，傳感器92和微處理器90包裝在機(jī)殼內(nèi)， 在某些實(shí)施例中，由能夠安裝到傳動(dòng)系統(tǒng)10各自部件的基底部分118 和能夠連接到基底部分的罩部分122形成機(jī)殼。在某些實(shí)施例中，當(dāng) 軍部分122與基底部分118連接在一起時(shí)便形成密封(如防水的密封)。
微處理器90可以從傳感器92接收信息或數(shù)據(jù)，例如以模擬電 信號(hào)的形式，以便對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后再將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信裝置38 (圖l)。微處理器90可以包括整數(shù)計(jì)時(shí)器、只讀存儲(chǔ)器、閃存、串 行通信和/或模數(shù)(A/D )轉(zhuǎn)換器(在某些實(shí)施例中，8信道10位A/D
轉(zhuǎn)換器)。模擬信號(hào)從傳感器92發(fā)出(在某些實(shí)施例中，連續(xù)地)并 被微處理器90俘獲。微處理器90在傳感器單元42、 44、 46中將該模 擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。微處理器90以預(yù)定時(shí)間間隔測(cè)量模擬信號(hào)的 電平(有時(shí)稱(chēng)為采樣)并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為例如0至1023之間的整 數(shù)值(有時(shí)稱(chēng)為計(jì)數(shù))。例如微處理器可以以大約8000赫茲或更高的 速率對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行采樣。整數(shù)值后來(lái)可以使用變換公式轉(zhuǎn)換為
"實(shí)"數(shù)值(如在遠(yuǎn)程主機(jī)處理器處)，取決于測(cè)量和傳感器單元的 類(lèi)型。例如在一個(gè)實(shí)施例中，從圖3A傳感器單元的板下溫度傳感器 92b所收到的數(shù)據(jù)可以使用下式從數(shù)字計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換為溫度值 Temp(F)=-0.457478(count)+500.0
從以上論述應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，由傳感器單元42、 44、 46能夠產(chǎn)生眾 多數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄，每個(gè)記錄都與相關(guān)聯(lián)的機(jī)器部件的運(yùn)行條件有關(guān)。 為了管理數(shù)據(jù)記錄巻，微處理器90可以具有相應(yīng)的報(bào)告速率，微處理 器據(jù)此選擇A/D轉(zhuǎn)換器輸出的若干預(yù)定數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值，進(jìn)行報(bào)告和進(jìn)一 步處理。在這些實(shí)施例中，才艮告速率(如100Hz、 1000 Hz等)可以 低于采樣率(如8000 Hz)。這就可以通過(guò)減少使用微處理器卯處理 的記錄量而減少數(shù)據(jù)處理量，同時(shí)提供連續(xù)的數(shù)據(jù)釆集。優(yōu)選情況下， 這能夠?yàn)樵鰷p傳感器單元42、 44、 46的報(bào)告速率提供靈活性，而根本 不需要改變傳感器92的輸出或微處理器90的采樣率。
傳感器單元42、 44、 46的微處理器90標(biāo)記由A/D轉(zhuǎn)換器輸出的 數(shù)字?jǐn)?shù)值的至少某些或全部，以方便下游處理和分析。為了展示，每 臺(tái)微處理器90都可以按指定報(bào)告速率在每個(gè)傳感器單元42、 44、 46 處為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值加注時(shí)間戳，例如以32位整數(shù)。時(shí)間戳能夠以零開(kāi)始 并能夠以預(yù)定間隔遞增，比如每隔1/125秒(如與釆樣率對(duì)應(yīng))或更 低。在某些實(shí)施例中，監(jiān)控系統(tǒng)12的全部傳感器單元42、 44、 46都 實(shí)質(zhì)上同時(shí)地啟動(dòng)或復(fù)位(在某些實(shí)施例中，在用戶命令后或自動(dòng)地 進(jìn)行)，以便全部傳感器單元的時(shí)間戳實(shí)質(zhì)上在同一事例時(shí)間(比如 彼此大約在土0.5毫秒之內(nèi))以相同的數(shù)值開(kāi)始。在某些事例中，如一 旦該整數(shù)達(dá)到了其最大值，每個(gè)微處理器90的時(shí)間戳轉(zhuǎn)回零。時(shí)間戳
能夠以數(shù)字化的數(shù)據(jù)從傳感器單元42、 44、 46傳輸?shù)酵ㄐ叛b置38, 并且在下游處理期間使用，例如數(shù)據(jù)同步、分選操作、查詢(xún)等。
微處理器90可以對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行其他預(yù)處理。在某些實(shí)施 例中，微處理器90可以使數(shù)據(jù)通過(guò)警報(bào)和處理濾波器。警報(bào)跳閘(如 數(shù)值落到預(yù)定范圍之外時(shí)所產(chǎn)生的)和處理后的數(shù)值可以報(bào)告給關(guān)聯(lián) 的通信裝置38。在某些實(shí)施例中，微處理器90能夠進(jìn)行快速傅里葉 變換(FFT)，并且產(chǎn)生由FFT頻鐠結(jié)果中閾值所觸發(fā)的警報(bào)和進(jìn)一 步處理。在某些實(shí)施例中，微處理器90可以使數(shù)據(jù)通過(guò)其他濾波器， 例如低通濾波濾器或移動(dòng)平均濾波器。
傳感器單元42、 44、 46的數(shù)字化數(shù)據(jù)記錄可以包括傳感器類(lèi)型 標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)報(bào)告速率、數(shù)據(jù)類(lèi)型標(biāo)識(shí)符(如實(shí)時(shí)、移動(dòng)平均、濾波 后的數(shù)據(jù))、傳感器信道(它標(biāo)識(shí)該數(shù)據(jù)是從哪個(gè)傳感器獲得的)以 及時(shí)間戳。在某些實(shí)施例中，多個(gè)數(shù)字信號(hào)數(shù)值可以經(jīng)過(guò)封裝(如在 各自傳感器42、 44、 46處使用微處理器90進(jìn)行)，并且每個(gè)數(shù)據(jù)包 可以進(jìn)一步包括該數(shù)據(jù)包中的采樣數(shù)目、數(shù)據(jù)包中第一個(gè)數(shù)據(jù)采樣的 時(shí)間戳以及包括每個(gè)活動(dòng)傳感器信道讀數(shù)的采樣流。在某些實(shí)施中， 可以將大約100個(gè)或更多的數(shù)字信號(hào)值比如大約200個(gè)數(shù)字信號(hào)值封 裝在一起進(jìn)行傳輸。以下提供了示范的數(shù)據(jù)記錄或數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)記錄/數(shù)據(jù)包
(2個(gè)字節(jié))傳感器類(lèi)型
(2個(gè)字節(jié))數(shù)據(jù)報(bào)告速率
(2個(gè)字節(jié))數(shù)據(jù)類(lèi)型掩碼
(2個(gè)字節(jié))A/D信道選擇掩碼
(4個(gè)字節(jié))第一個(gè)數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間戳
(2個(gè)字節(jié))數(shù)據(jù)包中的釆樣數(shù)目
(x個(gè)字節(jié))數(shù)據(jù)釆樣，其中
x-(每個(gè)數(shù)據(jù)釆樣的字節(jié)x采樣數(shù)目xA/D信道的 數(shù)目x數(shù)據(jù)類(lèi)型的數(shù)目)
在這個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)數(shù)字信號(hào)值(即采樣)封裝在一起進(jìn)行傳輸，
其中單一的時(shí)間戳用于第一個(gè)采樣。通過(guò)在數(shù)據(jù)包中包括報(bào)告速率， 遠(yuǎn)程處理單元能夠確定數(shù)據(jù)包中每個(gè)后續(xù)采樣的相對(duì)時(shí)間。雖然有可 能在數(shù)據(jù)包中包括每個(gè)采樣的時(shí)間戳，但是這樣做將需要更大的數(shù)據(jù) 文件。
參考圖6，圖中顯示了示范的數(shù)據(jù)流圖。為了易于說(shuō)明，傳感器 單元42、 44、 46在此統(tǒng)稱(chēng)為100，它們被局部地安裝到滾軋機(jī)10 (由 虛線表示)。每個(gè)傳感器單元100都能夠產(chǎn)生滾軋機(jī)的運(yùn)行條件所對(duì) 應(yīng)的數(shù)據(jù)，如上所述。傳感器單元100連接到通信裝置38，以允許傳 感器單元向該通信裝置發(fā)送預(yù)處理后的數(shù)據(jù)。雖然顯示了四臺(tái)通信裝 置38連接到網(wǎng)關(guān)40，但是對(duì)給定的網(wǎng)關(guān)40，可以有更多的通信裝置， 比如六臺(tái)通信裝置，或者作為替代，可以少于四臺(tái)通信裝置，比如兩 臺(tái)通信裝置。
通信裝置38可以是中間設(shè)備，為傳感器單元100的相關(guān)聯(lián)組102、 103、 104、 105與網(wǎng)關(guān)40提供橋接和后控制器。每臺(tái)通信裝置38都 有六個(gè)串行的通信信道，每個(gè)信道都提供了到各自傳感器單元100的
連接。例如，通信裝置38a有6個(gè)串行的通信信道i至vi,每個(gè)信道 都提供了到各自傳感器單元a至f的連接。每個(gè)通信信道由專(zhuān)用的微 處理器控制，例如，在各自的通信裝置38處每信道一臺(tái)微處理器。數(shù) 字信號(hào)值(如在數(shù)據(jù)包中)例如每?jī)擅腌娋拖蚓W(wǎng)關(guān)40傳遞一次。在某 些實(shí)施例中，在通信裝置38處可以包括另外的微處理器，以控制與無(wú) 線傳感器單元進(jìn)行通信的無(wú)線通信信道(比如，見(jiàn)圖1的傳感器單元 46a和46b)。通信裝置38可以進(jìn)一步包括另一臺(tái)微處理器，以控制 與網(wǎng)關(guān)40的網(wǎng)絡(luò)連接(如LAN連接，IP協(xié)議)。在某些事例中，通 信裝置38對(duì)每個(gè)相關(guān)聯(lián)的傳感器單元100都提供了自恢復(fù)的直流電 源，并且能夠停止所選中信道的通信，同時(shí)允許剩余信道的通信。
在某些實(shí)施例中，監(jiān)控系統(tǒng)12在一個(gè)或多個(gè)信道線路上包括若 干獨(dú)立的限流穩(wěn)壓器。這些穩(wěn)壓器可以由專(zhuān)用的信道微處理器監(jiān)視和 控制以提供自恢復(fù)，因?yàn)樾诺离娫茨軌蜃R(shí)別配線和/或傳感器的電故 障，而且能夠從其中恢復(fù)。例如，在傳感器電源對(duì)地短路的情況下，
限流穩(wěn)壓器能夠?qū)⒃搨鞲衅鞯墓悍嫡垡苑乐辜纯虛p壞。信道微處理 器能夠檢測(cè)出信道電壓不正常，并且能夠停止對(duì)故障傳感器的供電并 發(fā)布故障消息。在某些實(shí)施例中，信道微處理器能夠定期重試施加傳 感器電源以檢測(cè)正常運(yùn)行。
網(wǎng)關(guān)40可以是服務(wù)器或個(gè)人計(jì)算機(jī)(比如基于Intel⑧的計(jì)算機(jī)， 具有開(kāi)放源碼的Linux操作系統(tǒng)和若干軟件工具)。在某些實(shí)施例中， 網(wǎng)關(guān)40包括多個(gè)網(wǎng)卡，例如一個(gè)用于連接通信裝置38，另一個(gè)用于 提供對(duì)用戶網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的訪問(wèn)。在某些實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)40可以多于 一臺(tái)。在包括多個(gè)網(wǎng)關(guān)40的這些實(shí)施例的某些中， 一臺(tái)網(wǎng)關(guān)可以用作 主控并處理全部因特網(wǎng)通信。
網(wǎng)關(guān)40連接到通信裝置38并接收由傳感器單元所產(chǎn)生的時(shí)間戳 并向其添加如精確到秒的日期/時(shí)間值和通信裝置標(biāo)識(shí)符。由網(wǎng)關(guān)40 添加的日期和時(shí)間值以及在每個(gè)傳感器單元100處產(chǎn)生的時(shí)間戳用作 每個(gè)數(shù)據(jù)記錄值數(shù)據(jù)包的標(biāo)識(shí)符。在某些實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)對(duì)收到的數(shù) 據(jù)還進(jìn)行另外的處理，比如報(bào)警處理以及涉及來(lái)自不止一個(gè)傳感器單 元100或模塊A/D信道的數(shù)據(jù)的處理。網(wǎng)關(guān)40可以將數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器 中存儲(chǔ)一段時(shí)間，并且能夠?qū)?shù)據(jù)(以及相關(guān)聯(lián)的警報(bào)信息和其他處 理結(jié)果)連續(xù)地發(fā)送到一組服務(wù)器，如顯示服務(wù)器108、數(shù)據(jù)服務(wù)器 110和/或過(guò)程服務(wù)器112。
由網(wǎng)關(guān)40服務(wù)器添加的傳感器單元100的硬件時(shí)間戳與日期/時(shí) 間值的組合能夠用于在時(shí)間上精確地定位每個(gè)數(shù)據(jù)記錄釆樣。UDP協(xié) 議可以用于在網(wǎng)關(guān)40與通信裝置38之間通信。UDP協(xié)議可能需要的 數(shù)據(jù)管理成本更低(例如與完全同步協(xié)議如TCP相比)，并且允許為 數(shù)據(jù)保留帶寬。因?yàn)閁DP是異步的，所以網(wǎng)關(guān)收到的數(shù)據(jù)包可能不按 次序。無(wú)論數(shù)據(jù)包如何來(lái)到，硬件時(shí)間戳與日期/時(shí)間值的組合都允許 例如在系統(tǒng)中再建時(shí)間上的數(shù)據(jù)包流。
網(wǎng)關(guān)40可以使用任何適宜的方式與顯示服務(wù)器108、數(shù)據(jù)服務(wù)器 110和過(guò)程服務(wù)器112進(jìn)行通信。在某些實(shí)施例中，使用HTTP協(xié)議 和TCP/IP實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)40與服務(wù)器108、 110和112之間的通信。網(wǎng)關(guān)40提供了若干診斷工具以監(jiān)視滾軋機(jī)10的狀態(tài)，并且能夠通過(guò)電 子郵件、電話、尋呼機(jī)以及其他通信設(shè)備向用戶通報(bào)警報(bào)和處理結(jié)果。
月良務(wù)器108、 110和112可以是任何適宜的配置，比如基于Intel 的、具有開(kāi)放源碼的Linux操作系統(tǒng)和若干軟件工具。顯示服務(wù)器108 處于遠(yuǎn)離電機(jī)室部分32 (圖1)，并且能夠?yàn)樗械姆?wù)器提供中央 通信點(diǎn)。顯示服務(wù)器108從所有的網(wǎng)關(guān)(即網(wǎng)關(guān)40)收集數(shù)據(jù)并向用 戶提供基于網(wǎng)絡(luò)的接口 114。支持服務(wù)器，例如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器110和 過(guò)程服務(wù)器112，存在于防火墻106之內(nèi)并且包括為了分析目的專(zhuān)用 于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)、圖形產(chǎn)生和數(shù)據(jù)處理的若干服務(wù)器和服務(wù)器集群。
數(shù)據(jù)服務(wù)器IIO使用第一個(gè)數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間戳值、數(shù)據(jù)包尺寸、
數(shù)據(jù)報(bào)告速率和A/D通道數(shù)目進(jìn)行數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)采樣的同步。這種信 息用于計(jì)算每個(gè)個(gè)別數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間戳，例如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上的
dwdata過(guò)程期間，它讀取顯示服務(wù)器108從網(wǎng)關(guān)40所收集的數(shù)據(jù)采 樣，并且將這些數(shù)據(jù)包拆分并將這些數(shù)據(jù)采樣存儲(chǔ)為一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù) 庫(kù)表中的若干個(gè)別行。
依據(jù)例如用戶命令可以使數(shù)據(jù)采樣同步，用于在報(bào)告或圖形中顯 示以及/或者用于事后分析比如創(chuàng)建振動(dòng)數(shù)據(jù)的快速傅里葉變換。使用 位于用戶規(guī)定范圍內(nèi)的日期/時(shí)間值可以選擇數(shù)據(jù)采樣的數(shù)據(jù)包。然后 可以依據(jù)時(shí)間戳分選位于用戶規(guī)定范圍內(nèi)數(shù)據(jù)采樣數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)采 樣，如上所述。
按照數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間戳進(jìn)行分選，無(wú)論是在傳感器單元處例如分 配給數(shù)據(jù)包的第一個(gè)數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間戳，還是如上所述由數(shù)據(jù)服務(wù)器 110所計(jì)算的時(shí)間戳，都將更好地確保若干傳感器的數(shù)據(jù)釆樣對(duì)齊、 合拍。數(shù)據(jù)采樣的這種對(duì)齊對(duì)顯示傳動(dòng)系統(tǒng)上多個(gè)位置處的運(yùn)行條件 可能很重要，例如當(dāng)振動(dòng)穿過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)。在某些實(shí)施例中，通過(guò)將 所有傳感器實(shí)際上同時(shí)(即彼此在1/2毫秒的可接受誤差帶內(nèi))設(shè)置 為時(shí)間戳O,源自約100個(gè)傳感器或更多比如420個(gè)傳感器或更多傳 感器的數(shù)據(jù)采樣能夠使用例如時(shí)間戳同步。
監(jiān)控系統(tǒng)12中包括傳感器單元100的若干部件是可以自動(dòng)地和/
或通過(guò)用戶命令重新配置的。在某些實(shí)施例中，通過(guò)從網(wǎng)關(guān)40和/或 通信裝置38經(jīng)過(guò)其間的串行通信鏈接向傳感器單元發(fā)送的命令，傳感 器單元100的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)報(bào)告可配置。利用若干參數(shù)可以配置從 傳感器單元100向通信裝置38的數(shù)據(jù)報(bào)告，比如將要報(bào)告的報(bào)告速率、 數(shù)據(jù)類(lèi)型以及A/D信道。在某些實(shí)施中，報(bào)告速率根據(jù)例如某組件給 定數(shù)據(jù)位置的所測(cè)出的轉(zhuǎn)速自動(dòng)改變。實(shí)現(xiàn)這樣的重新配置通過(guò)在傳 感器單元IOO中設(shè)置微處理器90,如上所述，它為每個(gè)處理器單元都 提供了本地處理輸入數(shù)據(jù)的能力。在某些事例中，可以例如通過(guò)因特 網(wǎng)從中心位置遠(yuǎn)程地重新編程傳感器單元100和通信裝置38中微處理 器的操作軟件，它們可以用于升級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)12安裝的若干組件。
網(wǎng)關(guān)40包括的軟件運(yùn)行多種過(guò)程，包括dwconfig、 dwmonitor 和dwsend。 dwconfig檢索來(lái)自服務(wù)器108、 110和112的掛起命令， 并且將dwmonitor的命令排為隊(duì)列。dwmonitor將這些命令傳遞到通 信裝置/傳感器單元網(wǎng)絡(luò)，接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(如在本 地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)處)。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)以及在運(yùn)行期間響應(yīng)從網(wǎng)關(guān)40收到命令， 可以將報(bào)警和處理應(yīng)用程序連到dwmonitor過(guò)程。dwsend檢索已存 儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器108、 110和112。顯示服務(wù)器108 包括一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，它接收來(lái)自網(wǎng)關(guān)40的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在分段 數(shù)據(jù)庫(kù)的表中。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器110運(yùn)行著dwdata過(guò)程，它從分段數(shù) 據(jù)庫(kù)提取數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)散布在一系列數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)表中。每個(gè)傳 感器單元100都可以具有數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的相應(yīng)表序列，并且每個(gè)傳感 器單元100的A/D信道都可以在表序列中具有相應(yīng)的表。過(guò)程服務(wù)器 112運(yùn)行著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如能夠?yàn)轱@示服務(wù)器108產(chǎn)生圖形并能夠提供 立即響應(yīng)的處理后數(shù)據(jù)。
監(jiān)控系統(tǒng)12可以包括許多軟件工具和應(yīng)用程序，它們可用于分 析機(jī)器的運(yùn)行條件。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)控系統(tǒng)12包括基于范例的推 理(CBR)，它是模仿人類(lèi)大腦如何存儲(chǔ)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的人工智能技術(shù)。 若干情況被特征化為稱(chēng)為范例的 一 系列參數(shù)。若干新范例按要求創(chuàng)建 并由往往不完全的參數(shù)集所特征化。最近鄰算法從數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇若干 范例，它們類(lèi)似于新范例的參數(shù)集并用于為如何對(duì)新范例進(jìn)行反應(yīng)即
做進(jìn)一步處理提供方向。CBR可以用于模仿振動(dòng)和維護(hù)人員的基本經(jīng) 驗(yàn)知識(shí)。
圖7顯示的示范報(bào)告120展示了使用監(jiān)控系統(tǒng)12所測(cè)出的振動(dòng) 值。報(bào)告120可以例如經(jīng)過(guò)用戶接口遠(yuǎn)程地訪問(wèn)，比如能夠與服務(wù)器 108、 110和112進(jìn)行通信的個(gè)人計(jì)算機(jī)，如上所述。
以上介紹的監(jiān)控系統(tǒng)12可以提供智能數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。做到這一 點(diǎn)部分地通過(guò)在傳感器單元100處設(shè)置微處理器90，它們能夠接收和 執(zhí)行多種數(shù)據(jù)采集命令。監(jiān)控系統(tǒng)12可以設(shè)置為多種不同的數(shù)據(jù)采集 模式。在一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)控系統(tǒng)12可以包括常規(guī)模式和分析模式。 在常規(guī)模式中，監(jiān)控系統(tǒng)12能夠以預(yù)定、 一致和可重復(fù)的方式采集數(shù) 據(jù)以便提供趨勢(shì)分析。如果檢測(cè)出了潛在的問(wèn)題(如由監(jiān)控系統(tǒng)12 和/或由用戶例如遠(yuǎn)程地)，就可以啟動(dòng)分析模式以便為詳細(xì)診斷目的 提供數(shù)據(jù)采集。由網(wǎng)關(guān)40所添加的日期/時(shí)間值可以準(zhǔn)確到一秒。傳 感器單元施加的時(shí)間戳可以準(zhǔn)確到0.000125秒。這能夠允許監(jiān)控系統(tǒng) 12以高達(dá)大約8000 Hz的報(bào)告速率保持?jǐn)?shù)據(jù)采樣的同步。監(jiān)控系統(tǒng)的 體系結(jié)構(gòu)可以適于多種協(xié)議，以便容納其他現(xiàn)有的內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng)，并 且能夠增加到現(xiàn)有的裝備監(jiān)控系統(tǒng)中。監(jiān)控系統(tǒng)12的軟件可以包含對(duì) 傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行診斷的分析能力。也可以包括部件的地理和規(guī)格信息， 它們可以對(duì)運(yùn)行條件提供詳細(xì)而準(zhǔn)確的評(píng)估。
已經(jīng)介紹了許多詳細(xì)實(shí)施例。不過(guò)應(yīng)當(dāng)理解，可以進(jìn)行多種修改。 所以，其他實(shí)施例也在以下權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種跟蹤滾軋機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的方法，所述滾軋機(jī)系統(tǒng)包括可旋轉(zhuǎn)工作輥，由通過(guò)包括齒式聯(lián)軸器的驅(qū)動(dòng)裝置與所述工作輥有效地連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述方法包括在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)上提供第一傳感器單元，所述第一傳感器單元既包括響應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行條件而產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳感器，也包括處理由所述傳感器產(chǎn)生的所述模擬信號(hào)的集成本地處理器，所述集成本地處理器具有相關(guān)聯(lián)的計(jì)時(shí)器；使用所述第一傳感器單元的所述集成本地處理器，在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行期間處理由所述第一傳感器單元的所述傳感器產(chǎn)生的所述模擬信號(hào)，以便產(chǎn)生具有至少一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)時(shí)間戳的第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣；將所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣從所述第一傳感器單元傳達(dá)到遠(yuǎn)離所述第一傳感器單元的遠(yuǎn)程處理單元；在所述齒式聯(lián)軸器上提供第二傳感器單元，所述第二傳感器單元既包括響應(yīng)所述齒式聯(lián)軸器的運(yùn)行條件而產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳感器，也包括處理由所述第二傳感器單元的所述傳感器產(chǎn)生的所述模擬信號(hào)的集成本地處理器，所述集成本地處理器具有相關(guān)聯(lián)的計(jì)時(shí)器；使用所述第二傳感器單元的所述集成本地處理器，在所述齒式聯(lián)軸器的運(yùn)行期間處理由所述第二傳感器單元的所述傳感器產(chǎn)生的所述模擬信號(hào)，以便產(chǎn)生具有至少一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)時(shí)間戳的第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣；將所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣從所述第二傳感器單元傳達(dá)到所述遠(yuǎn)程處理單元，其中所述遠(yuǎn)程處理單元遠(yuǎn)離所述第二傳感器單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述遠(yuǎn)程處理單元至少部分 地基于與所述采樣相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳數(shù)據(jù)，使所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采 樣與所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣同步。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述第二傳感器單元隨所述 齒式聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)并包括RF發(fā)射機(jī)，所述RF發(fā)射機(jī)用于將所述第二 多個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣至少部分地經(jīng)過(guò)RF通信信號(hào)傳達(dá)到所述處理單 元，所述遠(yuǎn)程處理單元包括相關(guān)聯(lián)的RF接收機(jī)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，所述RF接收機(jī)包括相關(guān)聯(lián)的 全方位天線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述滾軋機(jī)系統(tǒng)位于廠房?jī)?nèi)， 所述第一傳感器單元、第二傳感器單元和遠(yuǎn)程處理單元位于所述廠房 內(nèi)，所述遠(yuǎn)程處理單元將日期和時(shí)間分配給所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采 樣，并且經(jīng)過(guò)全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將它們轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)離所述廠房的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)中心，所述遠(yuǎn)程處理單元將日期和時(shí)間分配給所述第二多個(gè)數(shù)字 信號(hào)采樣，并且經(jīng)過(guò)全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將它們轉(zhuǎn)發(fā)到所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 中心。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)提供經(jīng)過(guò)網(wǎng) 站遠(yuǎn)程訪問(wèn)的步驟，所述運(yùn)行數(shù)據(jù)是從同步的第 一多個(gè)數(shù)字信號(hào)記錄 和第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)記錄得到的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述使用所述第一傳感器單元的所述集成本地處理器，在所述驅(qū) 動(dòng)電機(jī)運(yùn)行期間處理由所述第一傳感器單元的所述傳感器產(chǎn)生的所述 模擬信號(hào)的步驟，包括通過(guò)由所述第一傳感器單元所收到的第一控制 信號(hào)以第 一 固定采樣率采樣所述模擬信號(hào)，并且以能夠改變的第 一報(bào)告速率收集數(shù)字信號(hào)采樣；以及所述使用所述第二傳感器單元的所述集成本地處理器，在所述齒 式聯(lián)軸器的運(yùn)行期間處理由所述第二傳感器單元的所述傳感器產(chǎn)生的 所述模擬信號(hào)的步驟，包括通過(guò)由所述第二傳感器單元所收到的第二 控制信號(hào)以第二固定采樣率采樣由所述第二傳感器單元的所述傳感器 產(chǎn)生的所述模擬信號(hào)，并且以能夠改變的第二報(bào)告速率收集數(shù)字信號(hào)采樣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述第一和第二報(bào)告速率至 少其中之一根據(jù)相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)釆集位置的轉(zhuǎn)速自動(dòng)改變。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，利用第一對(duì)應(yīng)報(bào)告速率值和 所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣中單個(gè)采樣的第一對(duì)應(yīng)單個(gè)時(shí)間戳值，將 所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣封裝在一起，利用第二對(duì)應(yīng)報(bào)告速率值和 所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣中單個(gè)采樣的第二對(duì)應(yīng)單個(gè)時(shí)間戳值，將 所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣封裝一起。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，包括根據(jù)所述第一對(duì)應(yīng)報(bào)告速率值 和所述第一對(duì)應(yīng)單個(gè)時(shí)間戳值，對(duì)所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)釆樣的每一 個(gè)都遠(yuǎn)程地確定對(duì)應(yīng)時(shí)間戳，以及根據(jù)所述第二對(duì)應(yīng)報(bào)告速率值和所 述第二對(duì)應(yīng)單個(gè)時(shí)間戳值，對(duì)所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣的每一個(gè)都 遠(yuǎn)程地確定對(duì)應(yīng)時(shí)間戳的下游步驟。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，進(jìn)一步包括使用所述第一傳感器單 元的所述集成本地處理器，將由所述第一傳感器單元的所述傳感器產(chǎn) 生的所述模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)值與閾值數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比的步驟。
12. —種跟蹤滾軋機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述滾軋機(jī) 系統(tǒng)包括可旋轉(zhuǎn)工作輥，由通過(guò)包括齒式聯(lián)軸器的驅(qū)動(dòng)裝置與所述工 作輥有效地連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括包含處理器的通信裝置；局部地安裝在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的第一傳感器單元，所述第一傳感 器單元既包括響應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行條件而產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳感 器，也包括處理在所述第一傳感器單元的運(yùn)行期間由所述傳感器產(chǎn)生 的所述模擬信號(hào)的集成本地處理器，以便產(chǎn)生第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣； 以及局部地安裝在所述齒式聯(lián)軸器上的第二傳感器單元，所述第二傳 感器單元既包括響應(yīng)所述齒式聯(lián)軸器的運(yùn)行條件而產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳 感器，也包括處理在所述第二傳感器單元的運(yùn)行期間由所述傳感器產(chǎn) 生的所迷模擬信號(hào)的集成本地處理器，以便產(chǎn)生第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)釆 樣。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，所述第一傳感器 單元的所述集成本地處理器和所述第一傳感器單元的所述傳感器，位 于由所述第 一傳感器單元封裝的第 一公共電路板上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，所述第二傳感器 單元的所述集成本地處理器和所述第二傳感器單元的所述傳感器，位 于由所述第二傳感器單元封裝的第二公共電路板上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一通信裝 置，遠(yuǎn)離所述第一傳感器單元并與之通信，所述第一通信裝置包括處 理所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣的處理器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，所述第一傳感器 單元與所述第 一通信裝置進(jìn)行無(wú)線通信。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，所述第一傳感器 單元隨所述齒式聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)并包括RF發(fā)射機(jī)，所述RF發(fā)射機(jī)將所 述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣至少部分地經(jīng)過(guò)RF通信信號(hào)傳達(dá)到所述第 一通信裝置，而且所述第一通信裝置包括RF接收機(jī)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的數(shù)據(jù)釆集系統(tǒng)，其中，所述RF接收機(jī)包 括相關(guān)聯(lián)的全方位天線。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，所述第一傳感器 單元包括本才幾電源。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二通信裝 置，遠(yuǎn)離所述第二傳感器單元并使用有線連接與之通信，所述第二通 信裝置包括處理所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣的處理器。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，所述第二通信裝 置使用所述有線連接向所述第二傳感器單元供電。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步包括網(wǎng)關(guān)，所述 網(wǎng)關(guān)包括的處理器將日期和時(shí)間值分配給所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣 并將日期和時(shí)間值分配給所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中，所述滾軋機(jī)系統(tǒng) 位于廠房?jī)?nèi)，所述第一傳感器單元、第二傳感器單元、第一通信裝置、 第二通信裝置和網(wǎng)關(guān)位于所述廠房?jī)?nèi)的現(xiàn)場(chǎng)，并且所述第一多個(gè)數(shù)字 信號(hào)采樣和第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)釆樣經(jīng)過(guò)全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從所述網(wǎng)關(guān)傳 達(dá)到遠(yuǎn)離所述廠房、不在現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。
24. —種跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的方法，所述系統(tǒng)包括構(gòu)件，由通過(guò) 包括齒式聯(lián)軸器的驅(qū)動(dòng)裝置與所述構(gòu)件有效地連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 所述方法包括在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)上提供第一傳感器單元，所述第一傳感器單元既 包括響應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行條件而產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳感器，也包括 處理由所述傳感器產(chǎn)生的所述模擬信號(hào)的集成本地處理器，所述集成 本地處理器具有相關(guān)聯(lián)的計(jì)時(shí)器；使用所述第一傳感器單元的所述集成本地處理器，在所述驅(qū)動(dòng)電 機(jī)運(yùn)行期間處理由所述第 一傳感器單元的所述傳感器產(chǎn)生的所述模擬 信號(hào)，以便產(chǎn)生具有至少一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)時(shí)間戳的第一多個(gè)數(shù) 字信號(hào)采樣；將所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣從所述第一傳感器單元傳達(dá)到遠(yuǎn) 離所述第一傳感器單元的遠(yuǎn)程處理單元；在所述齒式聯(lián)軸器上提供第二傳感器單元，所述第二傳感器單元 既包括響應(yīng)所述齒式聯(lián)軸器的運(yùn)行條件而產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳感器，也 包括處理由所迷第二傳感器單元的所述傳感器產(chǎn)生的所述模擬信號(hào)的 集成本地處理器，所述集成本地處理器具有相關(guān)聯(lián)的計(jì)時(shí)器；使用所述第二傳感器單元的所述集成本地處理器，在所述齒式聯(lián) 軸器的運(yùn)行期間處理由所述第二傳感器單元的所述傳感器產(chǎn)生的所述 模擬信號(hào)，以便產(chǎn)生具有至少一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)時(shí)間戳的第二多 個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣；將所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣從所述第二傳感器單元傳達(dá)到所 述遠(yuǎn)程處理單元，其中所述遠(yuǎn)程處理單元遠(yuǎn)離所述第二傳感器單元。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，所述遠(yuǎn)程處理單元至少部 分地基于與所述采樣相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳數(shù)據(jù)，使所述第 一 多個(gè)數(shù)字信號(hào) 采樣與所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)釆樣同步。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，所述滾軋機(jī)系統(tǒng)位于廠房 內(nèi)，所述第一傳感器單元、第二傳感器單元和遠(yuǎn)程處理單元位于所述 廠房?jī)?nèi)，所述遠(yuǎn)程處理單元將日期和時(shí)間分配給所述第一多個(gè)數(shù)字信 號(hào)采樣，并且經(jīng)過(guò)全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將它們轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)離所述廠房的遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，所述遠(yuǎn)程處理單元將日期和時(shí)間分配給所述第二多個(gè) 數(shù)字信號(hào)采樣，并且經(jīng)過(guò)所迷全球計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將它們轉(zhuǎn)發(fā)到所述遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中，根據(jù)所述日期和時(shí)間數(shù)據(jù) 以及所述時(shí)間戳數(shù)據(jù)，在所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心或另一個(gè)處理位置， 使所述第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)記錄與所述第二多個(gè)數(shù)字信號(hào)記錄同步。
28. —種跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的方法，所述系統(tǒng)包括構(gòu)件，由通過(guò) 包括齒式聯(lián)軸器的驅(qū)動(dòng)裝置與所述構(gòu)件有效地連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 所述方法包括在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述齒式聯(lián)軸器之一上提供傳感器單元，所述 傳感器單元既包括響應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行條件而產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳 感器，也包括處理由所述傳感器產(chǎn)生的所述模擬信號(hào)的集成本地處理 器，所述集成本地處理器具有相關(guān)聯(lián)的計(jì)時(shí)器；使用所述集成本地處理器處理由所述傳感器產(chǎn)生的所述模擬信 號(hào)，以便(i)產(chǎn)生第一多個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣以及(ii)將所述第一多 個(gè)數(shù)字信號(hào)釆樣封裝在一起作為傳輸數(shù)據(jù)包，所述數(shù)據(jù)包包括所述數(shù) 字信號(hào)采樣中單個(gè)數(shù)字信號(hào)采樣的相關(guān)聯(lián)時(shí)間戳值，以及可以據(jù)其確 定其他數(shù)字信號(hào)采樣的相對(duì)時(shí)間的相關(guān)聯(lián)報(bào)告速率值。
全文摘要
一種跟蹤受監(jiān)控系統(tǒng)中傳動(dòng)系統(tǒng)的若干運(yùn)行參數(shù)的方法和監(jiān)控系統(tǒng)，包括固定到傳動(dòng)系統(tǒng)的傳感器單元。所述傳感器單元包括響應(yīng)所述受監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行條件而產(chǎn)生模擬信號(hào)的傳感器，以及處理由所述傳感器產(chǎn)生的模式信號(hào)的集成本地處理器。
文檔編號(hào)G01M13/02GK101371123SQ200680036000
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日
發(fā)明者J·L·威爾斯, L·D·奧庫(kù)爾, S·A·考克斯, V·M·埃維爾斯 申請(qǐng)人:Xtek公司