[實用新型]鋁型材擠壓機實時能耗監測及能耗異常檢測系統

有效

• 申請號: 201420316343.4
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN203909597U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 梁鵬
• 申請（專利權）人: 廣東興發鋁業有限公司;廣東技術師范學院;廣東工業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

技術領域

本實用新型涉及一種鋁型材擠壓機實時能耗監測及能耗異常檢測技術領域。

背景技術

鋁型材生產企業屬于高能耗、高排放制造企業，擠壓生產的成本控制是企業關注的重點問題之一。為了保證擠壓生產穩定、經濟地運行，對擠壓機能耗進行實時監測以及能耗異常檢測，是實現制造自動化和清潔生產的發展趨勢。此外，以擠壓機組、車間為單位對生產節能情況進行評估，可以有效地減少能源泄露、待機時間過長、擠壓參數不恰當等能耗異常現象。

目前鋁型材生產能源計量大部分采用人工計量的方式，需要工作人員走遍各個擠壓機組記錄儀表數據，不僅由于廠房面積過大不能及時采集生產數據(一天采集一次)，還不能對生產現場中的能耗異常問題進行及時的處理。

目前采用的節能評估手段是采用未采用節能措施的單位產品的能耗與采用節能措施后的單位產品的能耗進行對比。然而這一方法存在嚴重的滯后性，隨著生產時間的不同、機組工作人員的不同、生產產品的不同，這種評估方法會產生較大的誤差。

實用新型內容

本實用新型目的在于，提出一種應用于鋁型材擠壓機的實時能耗監測系統及能耗異常檢測系統，從而實時地監測擠壓生產中的能耗數據，并可以根據能耗預測發現擠壓生產中的能耗異常現象。

為達此目的，本實用新型首先提供一種鋁型材擠壓機實時能耗監測系統，包括：安裝于擠壓機用電線路上的智能電表；安裝于輔助加熱爐供熱管道上的智能天然氣表；所述數字儀表均連接至串口服務器；所述串口服務器連接至交換機；所述交換機連接至監控服務器。

如此設置，可以實現在鋁型材擠壓過程中的實時能耗采集和處理，節省人力操作，提高效率，能夠實施檢測擠壓生產過程中的能耗數據，及時處理能耗異常的現象。

其次，本實用新型提供了一種鋁型材擠壓機實時能耗監測及能耗異常檢測系統，其包括：安裝于擠壓機用電線路上的智能電表；安裝于輔助加熱爐供熱管道上的智能天然氣表；所述數字儀表均連接至串口服務器；所述串口服務器連接至交換機；所述交換機連接至監控服務器；

還包含數據采集模塊和服務器控制模塊；

其中所述數據采集模塊運行于所述串口服務器，采集來自智能電表及智能天然氣表的負載能耗數據，并將負載能耗數據傳遞至服務器控制模塊；

所述服務器控制模塊運行于監控服務器，包含數據存儲模塊，訓練模型模塊，預測能耗區間模塊，能耗比較模塊；

所述數據存儲模塊接收數據采集模塊傳遞的負載能耗數據，將負載能耗數據根據采集時間存儲至數據庫中，同時數據存儲模塊還存儲對能耗產生影響的生產數據；

所述訓練模型模塊是基于回歸型支持向量機，使用監控服務器數據庫中的歷史負載能耗數據和生產數據訓練回歸型支持向量機；

所述預測能耗區間模塊，以統計分析方法計算單位產品能耗的置信區間；

所述能耗比較模塊，讀取實時能耗數據，與能耗置信區間進行比較，得出擠壓能耗正常或能耗異常。

其中，所述能耗比較模塊是從監控服務器數據庫中讀取出擠壓機組單位產品能耗的實際值X_t，以及回歸型支持向量機計算的單位產品能耗的預測值X_p，根據公式計算所述單位產品的節能效果η。

其中，所述訓練模型模塊包括：將監控服務器數據庫中讀取出的負載能耗數據和生產數據轉換為回歸型支持向量機模型的訓練數據的預處理，訓練回歸型支持向量機模型中的回歸函數f(x)。

其中，所述輸入預處理是將負載能耗數據和生產數據轉換為回歸型支持向量機模型的訓練數據，即按照采集的時間，將負載能耗數據{f(x₁),f(x₂),...,f(x_n)}和對應的生產數據{x₁,x₂,...,x_n}作為一組數據<f(x_i),x_i>,i＝1,2,...,n，用于訓練回歸函數f(x)＝w·x+b，w和b分別是擬合訓練數據的超平面參數，訓練過程即是通過求解方程的形式，用多組數據<f(x_i),x_i>,i＝1,2,...,n計算超平面參數w和b的過程。

其中，所述預測能耗區間模塊還包括：用于根據置信區間估計方法對監控服務器數據庫中的歷史能耗數據進行分析，給定置信度1-α，獲得能耗預測的正常區間。