机械设备智慧监测虚拟实验室
Machinery PHM Smart Virtual Lab
平台介绍
随着工业4.0和工业物联网技术的迅速发展，设备健康监测和故障诊断领域已经进入智能化阶段，此外元宇宙 的概念也如火如荼，虚拟和现实的结合将进一步影响到 工业应用。在这种情况下，昇阳科技推出了机械设备智 慧监测虚拟实验室(简称智慧实验室)产品。该产品集成了高性能边缘计算和高精度数据采集模块，将数据采 集以及实时控制结合到真实的3D实验设备模型上，形成一个强大的研究和教学工具。
智慧实验室产品可以结合应用的诊断和寿命预测实验台架有以下这些：
| 序号 | 名称 | 序号 | 名称 |
|---|---|---|---|
| 1 | 机械故障综合实验台-MCDS | 7 | 轴承预测模拟实验台-BPS |
| 2 | 动力传动故障模拟实验台-DCDS | 8 | 转子动力学模拟教学实验台-RTS |
| 3 | 风力发电传动故障模拟实验台-WCDS | 9 | 齿轮箱故障模拟教学实验台-GTS |
| 4 | 电机故障模拟实验台-MDS | 10 | 综合故障模拟教学实验台-RGTS |
| 5 | 动力传动故障预测综合实验台-DPS | 11 | 机泵循环和故障模拟实验台-PFS |
| 6 | 列车转向架故障模拟实验台-TSFS | *此外，我们可以根据客户的需求进行设备定制。 | |
以下是一个典型的风力发电模拟实验台架和智慧实验室的结合展示：
功能介绍
- 真实的3D实验模型，可以对部件进行拆解显示；
- 预定义好的测点和采集数据及计算参数链接，实时更新；
- 可根据参数阈值进行故障点高亮标注；
- 可以对实验台架进行转速和负载控制；
- 边缘系统可以对参数和原始数据进行存储和展示；
- 图谱包括参数历史图谱、时域信号，频谱图，包络 谱，倒频谱，并可对加速度信号进行积分至速度和位移；
- 实验室视频监控（需要云端支持，本地化部署不支持）；
- 存储的原始数据可以导出；
- 支持多用户登录（但只有一个用户可以进行采集和 设备操作）；
- 用户管理和系统管理。
智慧实验室边缘处理模块参数如下：
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 处理器 | 四核64位Cortex-A55处理器，22nm先进工艺，主频最高2.0GHz |
| NPU | 集成高效能AI加速器RKNN NPU，0.8Tops@INT8。支持Caffffe/TensorFlow/ TFLite/ONNX/PyTorch/Keras/Darknet主流架构模型的一键转换 |
| GPU | ARM G52 2EE 支持OpenGL ES 1.1/2.0/3.2，OpenCL 2.0，Vulkan 1.1 内嵌高性能2D加速硬件 |
| 运行内存 | 4GB / 8GB LPDDR4 |
| 存储容量 | 8GB / 16GB / 32GB / 64GB / 128GB eMMC 16 MB SPI Flash |
| 外部存储（可选项） | 512GB（M.2 NVMe固态硬盘），最大可扩展至2TB |
| 数字量输出 | 4通道 24V 1A 开关量输出 |
| 数采板卡数 | 支持4块USB数据采集板卡 |
| 数采板卡接口类型 | 20pin 插针接口 |
| 显示器接口 | HDMI2.0x1 |
| 有限通讯方式 | 2×（10/100/1000M）自适应网口，单口支持标准POE协议af/at |
| 无线通讯方式 | 可选WIFI IEEE802.11b/g/n/ac与BLE5.0功能模块 |
| 供电电源 | 支持DC 48V 0.65A或标准POE af/at |
| 功耗 | ≤25W |
| 尺寸 | 100mm×146mm×30mm |
| 工作温度 | -40℃～85℃ |
| 存储温度 | -40℃～125℃ |
高精度数据采集模块参数如下：
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 输入通道数 | 4（可拓展至8、12、16通道） |
| 模数转换精度 | 24 bits |
| 模数转换方式 | Delta-Sigma |
| 输入范围 | ±10V |
| 输入阻抗 | 1Mohm |
| 最高采样率 | 128kHz |
| 通频带 | 0.43xSampling frequency (-3dB) |
| IEPE供电电流 | 4mA |
| 输入过电保护 | ±40V |
| 信噪比 | 106dB |
| 动态范围 | 120dB(typical) |
| 数字通道个数 | 1 |
| 数字通道时钟 | 2MHz |
| 供电电压 | 5V |
| 功耗 | 3W |
| 工作温度 | -40℃~85℃ |
| 存储温度 | -50℃~105℃ |
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