[發明專利]一種用于注塑機的液壓故障預警系統

在審

• 申請號: 202010283000.2
• 申請日: 2020-04-08
• 公開（公告）號: CN111483125A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 黃晁;張波;羅郁梅;王益雷;胡剛
• 申請（專利權）人: 寧波中國科學院信息技術應用研究院;寧波中科集成電路設計中心有限公司
• 主分類號: B29C45/76
• 分類號: B29C45/76
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于注塑機的液壓故障預警系統，所述系統包括數據輸入、智能硬件、算法程序、云平臺和Web瀏覽器，其特征在于：

所述數據輸入、智能硬件、云平臺和Web瀏覽器，按順序連接。

2.根據權利要求1所述的一種用于注塑機的液壓故障預警系統，其特征在于：數據輸入包括監控注塑機的各類傳感器和注塑機控制器的數據接口。

3.根據權利要求2所述的一種用于注塑機的液壓故障預警系統，其特征在于：各類傳感器包含有采集注塑機工作狀態屬性(壓力、流量、位移、電流)的傳感器一個或者多個，有采集注塑機工作環境屬性(加速度、溫度、濕度)的傳感器一個或多個。注塑機控制器采集量有注塑機工藝動作觸發時刻和位移量。

4.根據權利要求1所述的一種用于注塑機的液壓故障預警系統，其特征在于：智能硬件由計算處理單元、最小系統、系統配置擴展、FRAM和系統接口組成。

5.根據權利要求3所述的一種用于注塑機的液壓故障預警系統，其特征在于：計算處理單元包括CPU、GPU或FPGA的一種或幾種。最小系統包含電源和復位電路、RTC和內存。系統配置擴展包含外部RTC、指示燈和數碼管。系統接口包含連接設備和現場警報的GPIO，用于采集注塑機動作信號的輸入和現場報警信號的輸出；連接注塑機控制器的串口，用于采集注塑控制器中工藝動作和射膠位移量；連接傳感器模擬量接口，用于采集注塑機工作狀態和工作環境參量；連接云平臺的EtherNET接口，用于數據傳輸和模型更新。

6.根據權利要求1所述的一種用于注塑機的液壓故障預警系統，其特征在于：算法程序提供注塑機液壓故障分析和預測的算法。算法實現的流程有配置初始化、數據采集、故障規則分析和預警自適應分析、故障條件判斷和根據是否故障設備執行相應動作。

7.根據權利要求6所述的一種用于注塑機的液壓故障預警系統，其特征在于：故障規則分析是通過對數據的閾值設定比較來判斷當前工作狀態是否處于故障狀態。故障規則分析的流程有數據存儲、按工藝過程提取數據的時域特征(最大/最小值)、與設定閾值進行比較、當不處于閾值范圍時發出報警信號，這種方式用于注塑工作狀態下不同工藝工作的壓力、流量和溫度傳感器信號作數據源。

8.根據權利要求6所述的一種用于注塑機的液壓故障預警系統，其特征在于：預警自適應分析是通過機器學習方法，建立預測模型來對注塑機液壓故障發生的提前預測，具體實現流程分為三步：

步驟1，在云平臺中建立數值預測模型，智能硬件采集注塑機在正常和故障工作狀態下的傳感器數據作為樣本、對數據作預處理(按注塑機工作的注射和保壓工藝動作提取時域數據子序列組，分類訓練和驗證集)、特征提取(提取時域子序列數據的均值、方差、最大/最小值、峭度、波形和脈沖指標，使用PCA降維得到主成分)、通過訓練引擎(SVM模型)得出預測注塑機液壓故障的數值預測模型。

步驟2，通過OTA把模型部署到智能硬件上。

步驟3，預警系統使用，過程有在注塑機工作時采集數據、根據數值預測模型計算結果和以計算結果分類故障的類型和程度。其中預測模型的迭代更新通過控制模塊設定規則觸發(時間觸發、故障是否或手動觸發等方式)；反饋數據是通過在人為判斷是否故障后，把當前的采集所有數據作為訓練引擎的數據樣本，以提高預測模型的準確率。這種方式用于注塑機工作時分工藝動作下所有傳感器數據作數據源。

9.根據權利要求1所述的一種用于注塑機的液壓故障預警系統，其特征在于：云平臺作為服務器用于數據存儲、處理和轉發，實現注塑機故障預測系統的數值預測模型訓練和更新。

10.根據權利要求1所述的一種用于注塑機的液壓故障預警系統，其特征在于：Web瀏覽器用于注塑機故障預警系統的數據可視化。