工业互联网设备数据采集 课件 第13课时 采集其他传感器-噪声传感器

第十三课时采集其他传感器数据——噪声传感器工业互联网设备数据采集（初级）讲师：XXX202X.XX.XX选择工业网关01CONTENTS目录测试工业互联网设备数据采集系统03工业智能网关的采集参数设置021选择工业网关PartOne知识目标：1.认识噪声传感器及其主要技术参数；2.熟悉通信电缆制作和检测过程中使用的工具；3.熟悉工业智能网关基本参数设置步骤；4.熟悉工业智能网关采集参数设置步骤。能力目标：1.能够正确识别噪声传感器参数；2.能够正确制作、检测通信电缆；3.能够正确配置工业智能网关参数；4.能够正确连接工业智能网关与传感器采集接口；5.测试工业互联网设备数据采集系统，并判断采集的数据是否准确。为了加深同学们对传感器数据采集流程的印象，请同学们根据所学的知识采集噪声传感器的数据。本节的应用场景是利用噪声传感器采集通过电动机的电流值。噪声传感器技术参数如夏天用所示。学习目标创设情景1.1选择工业网关概念学习2.常见的使用场景在第3章中，我们提到过产生振动的电动机，它是驱动各种机械和工业设备、家用电器的通用装置。为保证其安全稳定运行，维护人员常常需要定期检修、维护。电动机在发生故障时，维护人员听电动机发出的声音，用人工方式判断故障的类型要耗费大量人力，而且无法保证能及时检测出故障。1.认识噪声传感器噪声传感器是能感受噪声并将其转换成可用输出信号的传感器，作用相当于一个麦克风。它被用来接收声波，显示声音的振动图像，但不能对噪声的强度进行测量。噪声传感器内置了一个对声音敏感的电容式驻极体麦克风，声波使麦克风内的驻极体薄膜振动，导致电容变化，产生对应变化的微小电压，从而实现光信号到电信号的转换。噪声传感器实物如右图所示。1.1选择工业网关概念学习基于噪声传感器收集声音信号，通过声纹识别系统，将提取的音频特征与某一类型的故障联系起来，可实现电动机在带负载运行、不停机的情况下，对电动机产生的异响进行识别，对各种类型的故障进行检测，例如，线圈破碎和定子线圈短路等。3.噪声传感器的主要信息本节的应用场景是利用噪声传感器采集电动机振动产生的噪声值。（1）基本信息设备类型设备名称生产厂家设备型号设备数量备注传感器噪声传感器上海搜博事业有限公司SM8765B1（2）设备参数通过查阅该款传感器的产品说明书，我们能够了解到本任务中所选用的SM8765B型号噪声传感器的全部技术参数如下页表所示。1.1选择工业网关需重点收集的设备参数信息如右表所示：序号参数技术指标1量程30～130DB2输出方式RS4853工作电压DC12～24V4接线方式二线制5准确度±3%6运行环境温度-40℃～+80℃7运行环境湿度5%RH～90%RH（3）数据信息噪声传感器采集的数据为声音信号，即噪声。序号设备参数技术指标1输出方式RS4852接线方式二线制3量程30～130DB4准确度±3%1.1选择工业网关概念学习噪声是什么？是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音，这里主要从物理学的角度讲：是发声体做无规则振动时发出的声音，单位为分贝（dB），传播途径分为气体、液体、固体。噪声产生的方式有很多，本项目主要收集的是由电机振动产生的噪声。4.选择工业智能网关噪声传感器各部分的组成如图1所示。噪声传感器尾线定义如图2所示。由以上信息可知，本任务需要采集RS485接口的噪声传感器，需要使用工业智能网关的RS485采集功能。图

噪声传感器各部分组成图

噪声传感器尾线定义2工业智能网关的采集参数设置PartTwo2.2工业智能网关的采集参数配置1.系统配置在本配置页面中，只有“设备ID”可以进行设置（无特殊要求可不修改）。2.网络配置ETH2以太网口为数据接口，与PC端连接。其IP地址可进行重新配置，需要注意的是，ETH2以太网口应与计算机的网络配置处于同一网段。3.串口配置ModbusRTU协议使用串口上传，此处应配置成与传感器相同的串口通信参数，COM1下的通信模式一栏下拉后可选概念学习图

智能网关串口配置界面择3种标准的通信方式，根据相同的方式配置数据长度、停止位、校验位。另外，波特率可直接输入，无须配置。根据传感器的上传方式，此处配置为RS485、9600、8位数据、1、无校验。智能网关串口配置界面如下图所示。1.2设备的技术参数信息4.数据采集配置根据采集的传感器参数，修改智能网关数据。修改智能网关数据界面如下图所示。3测试工业互联网设备数据采集系统PartThree3.1测试网关数据通信的连通性和准确性1.

测试网络连通性测试网络是否连通如图所示，通过ping命令查看PC端与智能网关的网络连通性。2.测试网络传输的准确性（1）登录Web客户端打开浏览器输入http://localhost:8081，进入Web客户端界面。图

测试网络是否连通（2）进入对应任务-噪声传感器项目输入对应的智能网关的IP（如01，根据选择网关不同IP会不同）和端口号（默认502）点击连接，右侧就会出现采集到的振幅值，每点击一次连接更新一次采集的数据，如下页图。图

登录工业互联网设备数据采集系统3.2测试网关数据通信的准确性图

IP地址输入错误，弹出连接错误提示框图

采集噪声传感器数据初始界面如果想增大变化值，则可敲击附近金属结构件查看数据变化。最终采集的噪声传感器数据结果如下页图所示。如果IP地址不对或智能网关连接错误，采集噪声传感器数据初始界面会出现错误信息提示。IP地址输入错误，弹出连接错误提示框如右图所示。3.3测试网关数据通信的准确性和实时性3.

测试网络传输的实时性智能网关采集传感器模组，上传数据通信地址及寄存器定义。VT-EDU-N001智能网关ModbusTCP寄存器定义如图2所示。下面我们使用ModbusPoll测试采集的实时性。图1

最终采集的噪声传感器数据结果①关闭Web页面，打开ModbusPoll。②在PC端打开ModbusPoll客户端。ModbusPoll客户端图标如图3所示。图2VT-EDU-N001智能网关ModbusTCP寄存器定义图3ModbusPoll客户端图标③单击Connection，选择Connect。Connect按钮界面如图4所示。④在ConnectionSetup下选择ModbusTCP/IP，输入网关Web登录IP地址（01）及Modbus端口号（502），然后单击OK。ConnectionSetup界面如图5所示。3.4测试网关数据通信的实时性采集的噪声数据在智能网关寄存器的地址为30000，寄存器数量为1。设置参数步骤如图6所示。图4

Connect按钮界面ModbusPoll获取的数据是实际值的10倍，因此真实值为寄存器值除以10。例如，寄存器地址30000读数为718，那么实际噪声值为71.8dB。如果想增大变化值，则可敲击附近金属结构件查看数据变化。图5

ConnectionSetup界面图5

设置参数步骤3.5采集数据存储配置及历史数据查询1.

使用Web客户端查看采集的数据（1）登录Web客户端打开浏览器输入http://localhost:8081，进入Web客户端界面。图

采集电流传感器数据界面图

登录工业互联网设备数据采集系统（2）进入对应任务-电流传感器项目输入对应的智能网关的IP（如01，根据选择网关不同IP会不同）和端口号（默认502）点击连接，右侧就会出现采集到的振幅值，每点击一次连接更新一次采集的数据，如下图。3.2采集数据存储配置及历史数据查询（3）存盘时间设置可以根据所采集的设备数据需求设置存盘时间间隔即采样频率，通过点击下左图右上方的“数据存储”按钮，进入存储设置页面如下图所示，可以设置存盘时间间隔和是否保存数据。（4）

历史数据查询及导出如果选择了存储采集数据，可以通过数据查询查看历史数据。点击界面右上方的“历史数据”按钮，进入相对应页面选择查询的时间段，点击查询，右侧列表显示查询结果如下图所示。7.5采集数据存储配置及历史数据查询单击“导出”按钮，导出所查询的历史数据，以Excel格式保存数据。查询结果数据导出如图1所示，历史数据导出结果如图2所示。测试报告一、填空题1．

是能感受噪声并转换成可用输出信号的传感器，其作用相当于一个麦克风。它用来接收声波，显示声音的振动图像。2．SM8765B型号噪声传感器采用的接口类型为

。3．本实训任务所使用的工业智能网关型号为