項(xiàng)目4生產(chǎn)能源數(shù)據(jù)采集任務(wù)4.3設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù)采集振動(dòng)數(shù)據(jù)在設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)中的應(yīng)用非常廣泛。通過(guò)分析設(shè)備的振動(dòng)數(shù)據(jù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障模式和剩余壽命，從而采取相應(yīng)的維護(hù)措施，提高設(shè)備的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，避免設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)造成影響。通過(guò)配置WiFi無(wú)線模塊，搭建WiFi無(wú)線通信環(huán)境，利用西門(mén)子S7-1500PLC、觸摸屏、無(wú)線AP、RS485-WiFi模塊、溫振傳感器等硬件資源，采用Modbus-TCP通訊協(xié)議和WiFi無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。4.3.1任務(wù)要求1.任務(wù)要求（1）振動(dòng)簡(jiǎn)介振動(dòng)是一種普遍存在的現(xiàn)象，絕大多數(shù)故障都與機(jī)械運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)密切相關(guān)。一臺(tái)設(shè)計(jì)合理、運(yùn)轉(zhuǎn)健康的機(jī)械設(shè)備常規(guī)振動(dòng)烈度也較低，但當(dāng)其內(nèi)部零部件發(fā)生磨損、錯(cuò)位、松動(dòng)、密封不嚴(yán)等細(xì)微變化時(shí)，振動(dòng)的能量就會(huì)隨之產(chǎn)生不同的變化，因此振動(dòng)加劇是設(shè)備即將發(fā)生故障的重要標(biāo)志之一，也是設(shè)備運(yùn)維過(guò)程中判斷設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)健康與否的重要條件之一。通常用來(lái)描述設(shè)備振動(dòng)響應(yīng)的參數(shù)有位移、速度和加速度三種。一般情況下，低頻時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度由位移值度量；中頻時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度由速度值度量；高頻時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度由加速度值度量。對(duì)大多數(shù)設(shè)備來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的振動(dòng)測(cè)量是速度參數(shù)。1.振動(dòng)認(rèn)知4.3.2知識(shí)準(zhǔn)備（2）振動(dòng)傳感器振動(dòng)傳感器是一種將設(shè)備振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的傳感器。當(dāng)被測(cè)物體發(fā)生振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)傳感器內(nèi)部的敏感元件會(huì)感受到這種振動(dòng)，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。通過(guò)測(cè)量這些電信號(hào)的變化，可以得知被測(cè)物體的振動(dòng)情況。1.振動(dòng)認(rèn)知4.3.2知識(shí)準(zhǔn)備4.3.2知識(shí)準(zhǔn)備WLAN，全稱是WirelessLocalAreaNetwork，中文稱為無(wú)線局域網(wǎng)，指應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)將設(shè)備互聯(lián)起來(lái)，構(gòu)成可以互相通信和實(shí)現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)體系，主要用來(lái)彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)不足，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)延伸目的。無(wú)線局域網(wǎng)通過(guò)無(wú)線的方式連接，從而使網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和終端的移動(dòng)更加靈活。2.WLAN通信Wi-Fi也是WLAN大家族中一種通信協(xié)議4.3.2知識(shí)準(zhǔn)備WiFi（WirelessFidelity），又稱作“移動(dòng)熱點(diǎn)”，是當(dāng)今使用最廣的一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，遵循IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。Wi-Fi可傳輸大量信息，使用方便，使用距離較遠(yuǎn)（10m~100m左右）。早期，Wi-Fi的工作頻段為2.4GHz和5GHz，隨著傳輸數(shù)據(jù)逐漸增加，在最新的Wi-Fi7中，還增加了6GHz的頻段，這使得Wi-Fi有了更大的傳輸能力。3.Wi-Fi通信4.3.2知識(shí)準(zhǔn)備3.Wi-Fi通信在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中有兩個(gè)重要角色：(1)AP：也就是無(wú)線接入點(diǎn)，是網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，可以看成是一個(gè)服務(wù)器，其他的無(wú)線設(shè)備允許接入該節(jié)點(diǎn)，所有接入該節(jié)點(diǎn)設(shè)備要通過(guò)它才能進(jìn)行交換和互相訪問(wèn)。(2)STA：是Station的縮寫(xiě)，它是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)終端站點(diǎn)設(shè)備，可以看成是一個(gè)客戶端。每一個(gè)連接到AP的終端都可稱為STA，例如工業(yè)設(shè)備、手機(jī)、筆記本、電視等等。4.3.2知識(shí)準(zhǔn)備3.Wi-Fi通信任務(wù)選用了漢楓電子科技有限公司RS485-WiFi轉(zhuǎn)換模塊與無(wú)線AP網(wǎng)關(guān)搭建振動(dòng)傳感器無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖所示，可以將設(shè)備振動(dòng)信號(hào)通過(guò)Modbus協(xié)議傳輸給RS485-WiFi轉(zhuǎn)換模塊，并通過(guò)WiFi無(wú)線信號(hào)傳輸給無(wú)線AP，最終將MODBUS-TCP信號(hào)轉(zhuǎn)換到西門(mén)子S7-1500PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的振動(dòng)數(shù)據(jù)的無(wú)線采集。4.3.3任務(wù)實(shí)施（1）硬件準(zhǔn)備1.任務(wù)準(zhǔn)備序號(hào)硬件名稱型號(hào)數(shù)量備注1無(wú)線APTL-AP1900DG1配套網(wǎng)線2485-WiFi模塊Elfin-EW111說(shuō)明書(shū)3控制器（PLC）S7-15001

4振動(dòng)傳感器RS-WZ3-N011說(shuō)明書(shū)5串口調(diào)試器

1USB轉(zhuǎn)串口4.3.3任務(wù)實(shí)施（2）軟件準(zhǔn)備1.任務(wù)準(zhǔn)備序號(hào)軟件名稱型號(hào)數(shù)量備注1博圖TIAPortalV161V16及以上2網(wǎng)絡(luò)瀏覽器Edge、google等14.3.3任務(wù)實(shí)施（1）無(wú)線AP網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置①電腦IP設(shè)置設(shè)置電腦IP為自動(dòng)獲取模式。4.3.3任務(wù)實(shí)施（1）無(wú)線AP網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置②配置無(wú)線AP。首先，打開(kāi)瀏覽器，在地址欄輸入登錄無(wú)線AP管理的Web管理界面然后，填寫(xiě)用戶名、密碼，并再次輸入密碼確認(rèn)，點(diǎn)擊下一步進(jìn)行下一步設(shè)置。4.3.3任務(wù)實(shí)施（1）無(wú)線AP網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置③設(shè)置AP工作模式進(jìn)入快速設(shè)置菜單，選擇AP模式，點(diǎn)擊下一步：設(shè)置工作模式為：APWiFi多合一：打開(kāi)無(wú)線名稱：AP測(cè)試網(wǎng)絡(luò)名詞編碼：UTF-8無(wú)線密碼：123456784.3.3任務(wù)實(shí)施（1）無(wú)線AP網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置④設(shè)置AP系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置菜單，設(shè)置參數(shù)如下：連接方式：靜態(tài)IPIP地址：54子網(wǎng)掩碼：默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：首選DNS服務(wù)器：4.3.3任務(wù)實(shí)施（2）485-WiFi模塊網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置①電腦與485-WiFi模塊建立連接打開(kāi)電腦無(wú)線，連接網(wǎng)絡(luò)名為EW11_962C的無(wú)線網(wǎng)；連接后，在瀏覽器中輸入54的地址；用戶名：admin，密碼：admin登錄。4.3.3任務(wù)實(shí)施（2）485-WiFi模塊網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置②配置485-WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。廣域網(wǎng)設(shè)置：關(guān)閉DHCPWANIP:0子網(wǎng)掩碼：默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：DNS服務(wù)器：4.3.3任務(wù)實(shí)施（2）485-WiFi模塊網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置②配置485-WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：WIFI模式：AP+STAAPSSID：無(wú)線網(wǎng)名稱AP秘鑰：12345678STASSID：掃描無(wú)線AP的無(wú)線網(wǎng)名稱STA秘鑰：無(wú)線AP密碼123456784.3.3任務(wù)實(shí)施（2）485-WiFi模塊網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置③配置485-WiFi串口參數(shù)（串口設(shè)置菜單）。波特率：9600數(shù)據(jù)位：8停止位：1校驗(yàn)：無(wú)協(xié)議：MODBUS4.3.3任務(wù)實(shí)施（2）485-WiFi模塊網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置④配置485-WiFi通訊參數(shù)（通訊設(shè)置菜單）。協(xié)議：TCP_SERVER本地端口號(hào)：8899其余參數(shù)保持默認(rèn)值，修改完成后點(diǎn)擊提交。4.3.3任務(wù)實(shí)施（2）485-WiFi模塊網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置⑤重啟485-WiFi模塊，配置生效（其他菜單）。點(diǎn)擊重啟，重啟后修改的參數(shù)生效。4.3.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)編程①M(fèi)odbus客戶端通信塊調(diào)用。在指令庫(kù)中找到MB_CLIENT通信塊，將該指令塊拖到程序中實(shí)現(xiàn)調(diào)用。（1）配置通信模塊4.3.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)編程②Modbus-TCP客戶端通信塊參數(shù)配置。REQ：1，表示發(fā)送通信請(qǐng)求；DISCONNECT：0，MB_MODE：0，表示讀取請(qǐng)求MB_DATA_ADDR：40001MB_DATA_LEN：7MB_DATA_PTR：P#DBx.DBXxx.0INT7指向數(shù)據(jù)區(qū)CONNECT：連接網(wǎng)絡(luò)參數(shù)指針（1）配置通信模塊4.3.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)編程③配置網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)（TCON_IP_v4）InterfaceID：64，硬件標(biāo)識(shí)碼，表示PLC網(wǎng)口ID：16#03，系統(tǒng)不重復(fù)即可ActiveEstablished:1RemoteAddress:0,與485-WiFi通訊模塊WLANIP一致RemotePort:8899（1）配置通信模塊4.3.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)編程④編程振動(dòng)數(shù)據(jù)解析程序（2）PLC編程4.3.3任務(wù)實(shí)施4.系統(tǒng)調(diào)試（1）下載PLC程序并更改設(shè)備名稱4.3.3任務(wù)實(shí)施4.系統(tǒng)調(diào)試（3）在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和實(shí)物狀態(tài)4.3.3任務(wù)實(shí)施4.系統(tǒng)調(diào)試（3）在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和實(shí)物狀態(tài)4.3.3任務(wù)實(shí)施5.驗(yàn)收優(yōu)化本任務(wù)是利用PLC主站通過(guò)WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和RS485-WiFi模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)采集。PLC通過(guò)交換機(jī)與無(wú)線AP建立通信，無(wú)線AP與RS485-WiFi模塊通過(guò)無(wú)線WiFi信號(hào)建立無(wú)線連接，在這三者通信中需保證PLC與RS485-WiFi模塊實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通，RS485-WiFi模塊WLAN參數(shù)需要根據(jù)無(wú)線AP模塊網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。WiFi通信中需要重點(diǎn)關(guān)注WiFi名稱和密碼，建立AP和STA之間的連接；在設(shè)置RS485-WiFi模塊模塊參數(shù)時(shí)不僅要設(shè)置站號(hào)、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)、停止位等ModbusRTU通信數(shù)據(jù)，還要設(shè)置IP地址、端口號(hào)等ModbusTCP通信參數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)協(xié)議的正確轉(zhuǎn)換。4.3.4

拓展任務(wù)嘗試?yán)肞LC和RS485-WiFi模塊控制多種傳感器，配置不同傳感器的相關(guān)通信地址，應(yīng)用本任務(wù)方法，實(shí)現(xiàn)多種傳感器設(shè)備的無(wú)線數(shù)據(jù)采集。4.3.5課后習(xí)題1.填空題1）一般情況下，低頻時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度由________

值度量；中頻時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度由__________

值度量；高頻時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度由___________

值度量。。2）RS485-WiFi模塊同時(shí)具備AP+STA和Modbus功能，可以將數(shù)據(jù)采集到PLC中，在本任務(wù)重，RS485-WiFi模塊工作在MODBUS-TCP的

_________

模式，PLC工作在MODBUS-TCP的________

模式。2.判斷題1）在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中，STA和AP的數(shù)量只能有