基于物联网技术的空压机全生命周期维护保养系统及方法

技术领域

本发明属于空压机的技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的空压机全生命周期维护保养系统及方法。

背景技术

压缩空气是一种重要的工业动力源，压缩空气的能耗约占一般工厂能耗的10％～20％。空压机是压缩空气的生产空压机，空压机基本都处于长时间、高负荷的工作状态，为保障压缩空气的正常供应，空压机全生命周期的维护和保养工作犹为重要。空压机全生命周期的维护和保养分为两部分，即损坏零部件的更换和耗材的定期更换。对于空压机这类重要的生产空压机而言，使用合格的零部件和耗材是空压机能够长期稳定运行的关键因素。但是1.目前的空压机控制器只能提示耗材使用时间无法通过互联网及时通知维保人员进行维保；无法判断耗材的选型是否匹配，品质是否合格。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于物联网技术的空压机全生命周期维护保养系统及方法，保障空压机使用合格的零部件以及定期更换合格的耗材，并可存储空压机全生命周期的维保记录。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基于物联网技术的空压机全生命周期维护保养系统，包括多台空压机、数据服务器和终端，所述多台空压机通过互联网与数据服务器和终端通信；

每台空压机包括空压机控制器、空压机维保模块、触摸屏以及多个耗材RFID标签；所述触摸屏与空压机控制器和空压机维保模块连接；所述空压机维保模块包括第一通信接口、第二通信接口、存储器、处理器、无线通信模块和RFID模块，所述处理器通过第二通信接口与空压机控制器连接，读取空压机的实时运行数据以及故障报警信息，所述实时运行数据包括压力、温度、电流、负荷率、运行时间和加载时间；所述处理器通过RFID模块读取耗材RFID标签，判断耗材的标签数量是否齐全，标签编号是否与空压机匹配；所述处理器通过第一通信接口与触摸屏连接，向触摸屏输出空压机唯一二唯码、耗材RFID信息；所述处理器与存储器连接，存储空压机的RFID标签数据、运行时间、加载时间、耗材使用时间以及故障报警信息；所述处理器通过无线通信模块连接互联网，与数据服务器连接，上传空压机的RFID标签数据、压力、温度、电流、负荷率、运行时间、加载时间、耗材使用时间以及故障报警信息，并接收服务器下发的指令。

作为优选的技术方案，所述耗材RFID标签记录了对应空压机中耗材的规格、型号、唯一标识号和生产批号。

作为优选的技术方案，所述空压机还包括变频器、阀门、传感器和电机，所述变频器、阀门和传感器均与空压机控制器连接，所述变频器由电机驱动。

作为优选的技术方案，所述终端包括监控计算机和手机。

第二方面，本发明提供了一种基于物联网技术的空压机全生命周期维护保养系统的方法，包括下述步骤：

获取零部件清单和耗材牌号清单，并将所述零部件清单和耗材牌号清单上传至数据服务器；

空压机上线后，不断上传空压机的RFID标签数据、压力、温度、电流、负荷率、运行时间、加载时间、耗材使用时间以及故障报警信息至数据服务器，数据服务器记录空压机的运行时间、耗材使用时间、故障发生时间及原因；如果该空压机是第一次上线，数据服务器创建该空压机的唯一限位开关、维保记录数据表，并下发空压机的唯一编号至空压机维保模块的存储器，空压机维保模块生成该空压机的唯一二维码，并发送至空压机的触摸屏；

数据服务器根据空压机上传数据判断空压机是否存在异常状态，如是则推送所述异常状态信息至终端；

维保人员对空压机进行维保时，先通过手机扫码功能扫描空压机触摸屏上的空压机二维码，手机将二维码的信息上传至数据服务器，数据服务器检索数据库，查找对应空压机的维保数据表，生成维保页面并通过手机向维保人员展示；

维保人员填写维保信息、更换的零部件和耗材编号并提交至数据服务器；服务器校验零部件和耗材编号是否真实以及匹配该空压机，若不能通过检验或匹配，数据服务器会要求维保人员重新填写；若通过检验，服务器会存储该次维保记录，并发送更换的零部件和耗材编号到空压机；空压机维保模块会更新当前使用的零部件和耗材编号，并清零耗材使用时间，同时空压机维保模块的RFID模块会读取新的耗材RFID标签。

作为优选的技术方案，所述零部件清单和耗材牌号清单是由空压机生产商统一编制的。

作为优选的技术方案，所述判断空压机是否存在异常状态包括：

耗材使用时间是否耗尽、空压机是否发生故障、耗材RFID标签是否不全或编号是否不匹配；

当耗材使用时间耗尽，则发送空压机异常信息；当耗材使用时间未耗尽，则判断空压机是否发送故障，如发送故障，则发送空压机异常信息；

当RFID模块检测耗材RFID标签不齐全或编号不符合，则送空压机异常信息。

作为优选的技术方案，当故障类型与RFID耗材无关时，故障包括排气压力过高、排气温度过高、电机绕组温度过高、电机过流、电机过载、相序错误、空气过滤器堵塞、油分离器堵塞、油过滤器堵塞、温度传感器故障、压力传感器故障和变频器故障。

作为优选的技术方案，当故障类型与RFID耗材相关时，包括润滑油运行时间超限、空气过滤器运行时间超限、油过滤器运行时间超限、油分离器运行时间超限、润滑油型号不匹配、空气过滤器型号不匹配、油过滤器型号不匹配、油分离器型号不匹配以及RFID标签不齐全；当故障类型为RFID标签不齐全时，空压机RFID检测模块必须要同时检测到空气过滤器、油过滤器、油分离器的RFID标签，否则产生RFID标签不齐全的故障。

作为优选的技术方案，所述互联网为GPRS、3G、4G、5G或NBIOT。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明可为同一型号空压机适配合格的零部件和耗材牌号，每一台空压机都有唯一编号和独立的维保历史数据表，同时空压机可通过互联网发送实时状态，通知用户和维保人员及时进行维护保养；此外，空压机维保模块还配置有RFID模块，各耗材还配置RFID标签，可实时检测耗材是否合格，数量是否齐全，保障空压机的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例基于物联网技术的空压机全生命周期维护保养系统的结构示意图；

图2为本发明实施例空压机的内部结构图；

图3为本发明实施例基于物联网技术的空压机全生命周期维护保养方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1、图2所示，本实施例基于物联网技术的空压机全生命周期维护保养系统，包括多台空压机、数据服务器和终端，所述多台空压机通过互联网与数据服务器和终端通信；

每台空压机包括空压机控制器、空压机维保模块、触摸屏以及多个耗材RFID标签；所述触摸屏与空压机控制器和空压机维保模块连接；所述空压机维保模块包括第一通信接口、第二通信接口、存储器、处理器、无线通信模块和RFID模块，所述处理器通过第二通信接口与空压机控制器连接，读取空压机的实时运行数据以及故障报警信息，所述实时运行数据包括压力、温度、电流、负荷率、运行时间和加载时间；所述处理器通过RFID模块读取耗材RFID标签，判断耗材的标签数量是否齐全，标签编号是否与空压机匹配；所述处理器通过第一通信接口与触摸屏连接，向触摸屏输出空压机唯一二唯码、耗材RFID信息；所述处理器与存储器连接，存储空压机的RFID标签数据、运行时间、加载时间、耗材使用时间以及故障报警信息；所述处理器通过无线通信模块连接互联网，与数据服务器连接，上传空压机的RFID标签数据、压力、温度、电流、负荷率、运行时间、加载时间、耗材使用时间以及故障报警信息，并接收服务器下发的指令。

本申请中，空压机控制器作为数据源，数据通过互联网发送到数据服务器。数据服务器提供数据存储、数据分析、数据发布等功能。互联网可采用常用的GPRS、3G、4G、5G或NBIOT等，当然本申请的通信方式不限于上述列举的类别，其他互联网通信方式均在本申请的保护范围之内。

在一个实施例中，触摸屏通过通信接口(可为以太网接口或RS-485接口)与空压机控制器和空压机维保模块连接；空压机维保模块通过通信接口(可为以太网接口或RS-485接口)与空压机控制器连接，实现数据的互联互通。

在另一个实施例中，所述空压机还包括变频器、阀门、传感器和电机，所述变频器、阀门和传感器均与空压机控制器连接，所述变频器由电机驱动。所述电机、变频器、阀门、传感器，以及空压机控制器、触摸屏实现空压机基本运行与控制功能，实现气压的恒定控制以及基本故障报警功能。

可以理解的是，常用的终端包括监控计算机和手机；监控计算机和手机作为使用终端，均可监控空压机的数据，监控计算机相比手机多了数据设置的功能。

如图3所示，在本申请的另一个实施例中，提供了一种基于物联网技术的空压机全生命周期维护保养系统的方法，包括下述步骤：

S1、获取零部件清单和耗材牌号清单，并将所述零部件清单和耗材牌号清单上传至数据服务器；

S2、空压机上线后，不断上传空压机的RFID标签数据、压力、温度、电流、负荷率、运行时间、加载时间、耗材使用时间以及故障报警信息至数据服务器，数据服务器记录空压机的运行时间、耗材使用时间、故障发生时间及原因；如果该空压机是第一次上线，数据服务器创建该空压机的唯一限位开关、维保记录数据表，并下发空压机的唯一编号至空压机维保模块的存储器，空压机维保模块生成该空压机的唯一二维码，并发送至空压机的触摸屏；

进一步的，故障原因分为两类，一类是与RFID耗材无关的，包括排气压力过高、排气温度过高、电机绕组温度过高、电机过流、电机过载、相序错误、空气过滤器堵塞、油分离器堵塞、油过滤器堵塞、温度传感器故障、压力传感器故障、变频器故障。另一类是与RFID耗材相关的，包括润滑油运行时间超限、空气过滤器运行时间超限、油过滤器运行时间超限、油分离器运行时间超限、润滑油型号不匹配、空气过滤器型号不匹配(即过滤器RFID标签信息与空压机机型信息不匹配)、油过滤器型号不匹配、油分离器型号不匹配，以及RFID标签不齐全(空压机RFID检测模块必须要同时检测到空气过滤器、油过滤器、油分离器的RFID标签，否则产生RFID标签不齐全的故障，这种做法是为了保障空压机使用原厂的正品耗材，避免因使用副厂的不合格耗材对空压机的寿命造成影响)。

S3、数据服务器根据空压机上传数据判断空压机是否存在异常状态，如是则推送所述异常状态信息至终端；

S4、维保人员对空压机进行维保时，先通过手机扫码功能扫描空压机触摸屏上的空压机二维码，手机将二维码的信息上传至数据服务器，数据服务器检索数据库，查找对应空压机的维保数据表，生成维保页面并通过手机向维保人员展示；

S5、维保人员填写维保信息、更换的零部件和耗材编号并提交至数据服务器；服务器校验零部件和耗材编号是否真实以及匹配该空压机，若不能通过检验或匹配，数据服务器会要求维保人员重新填写；若通过检验，服务器会存储该次维保记录，并发送更换的零部件和耗材编号到空压机；空压机维保模块会更新当前使用的零部件和耗材编号，并清零耗材使用时间，同时空压机维保模块的RFID模块会读取新的耗材RFID标签。

进一步的，所述零部件清单和耗材牌号清单是由空压机生产商统一编制的。

进一步的，所述判断空压机是否存在异常状态包括：

耗材使用时间是否耗尽、空压机是否发生故障、耗材RFID标签是否不全或编号是否不匹配；当耗材使用时间耗尽，则发送空压机异常信息；当耗材使用时间未耗尽，则判断空压机是否发送故障，如发送故障，则发送空压机异常信息；当RFID模块检测耗材RFID标签不齐全或编号不符合，则送空压机异常信息。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。