[發(fā)明專利]一種用于注塑機(jī)的液壓故障預(yù)警系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010283000.2
• 申請(qǐng)日: 2020-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111483125A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃晁;張波;羅郁梅;王益雷;胡剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波中國(guó)科學(xué)院信息技術(shù)應(yīng)用研究院;寧波中科集成電路設(shè)計(jì)中心有限公司
• 主分類號(hào): B29C45/76
• 分類號(hào): B29C45/76
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種用于注塑機(jī)的液壓故障預(yù)警系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)輸入、智能硬件、算法程序、云平臺(tái)和Web瀏覽器。數(shù)據(jù)輸入包括監(jiān)控注塑機(jī)的各類傳感器和注塑機(jī)控制器的數(shù)據(jù)接口，各類傳感器用于感知注塑機(jī)設(shè)備物理性能參數(shù)和環(huán)境狀態(tài)；智能硬件用于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理分析和信息上報(bào)；算法程序提供注塑機(jī)液壓故障分析和預(yù)測(cè)的算法；云平臺(tái)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和轉(zhuǎn)發(fā)，并實(shí)現(xiàn)預(yù)警算法模型更新；Web瀏覽器用于注塑機(jī)故障預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化。該系統(tǒng)為解決注塑機(jī)液壓故障預(yù)警提供新的解決方案，提高了故障處理的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及注塑機(jī)故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于注塑機(jī)的液壓故障預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

注塑機(jī)是高分子材料加工設(shè)備，其中油壓式驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)大量使用，此種注塑機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障由于故障頻次高、隱蔽性強(qiáng)、反應(yīng)不明顯和呈現(xiàn)效果滯后，對(duì)故障排查維修帶來(lái)困難。通過(guò)對(duì)注塑機(jī)注射液壓故障搭建預(yù)測(cè)性系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)液壓故障提前診斷、預(yù)警，防止注塑生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量降低、生產(chǎn)效率下降，甚至強(qiáng)制停機(jī)情況。

注塑機(jī)液壓故障的診斷方式有傳統(tǒng)人工檢驗(yàn)方法、專家診斷系統(tǒng)和智能算法系統(tǒng)。傳統(tǒng)人工檢驗(yàn)沒(méi)有預(yù)測(cè)性，只能做事后處理；專家診斷系統(tǒng)是使用知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)完成故障定位和診斷，但知識(shí)庫(kù)更新緩慢，系統(tǒng)缺乏泛化性；智能算法系統(tǒng)能提前預(yù)測(cè)故障原因，具有適應(yīng)能力，但實(shí)用性、準(zhǔn)確性有待提高。

注塑機(jī)現(xiàn)有的故障診斷和預(yù)警系統(tǒng)是在線下進(jìn)行，其實(shí)施具有高額成本、效率底下的特點(diǎn)，系統(tǒng)推廣使用有難度。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于注塑機(jī)的液壓故障預(yù)警系統(tǒng)，采用基于智能硬件和云平臺(tái)的故障預(yù)警系統(tǒng)，引入基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自適應(yīng)故障預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)液壓故障實(shí)時(shí)預(yù)警。使用基于云平臺(tái)的故障預(yù)警系統(tǒng)能明顯降低成本和提高預(yù)警效率，使用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的故障預(yù)警方法能明顯提升診斷效率和準(zhǔn)確性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

1.一種用于注塑機(jī)注射液壓故障預(yù)警系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)輸入、智能硬件、算法程序、云平臺(tái)和Web瀏覽器，其特征在于：

所述數(shù)據(jù)輸入、智能硬件、云平臺(tái)和Web瀏覽器，按順序連接。算法程序中模型訓(xùn)練部分在云平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)，算法程序中液壓故障預(yù)警功能應(yīng)用在智能硬件上實(shí)現(xiàn)。

2.數(shù)據(jù)輸入是連接各類傳感器和注塑機(jī)控制器與智能硬件之間的數(shù)據(jù)接口。傳感器包含有采集注塑機(jī)工作狀態(tài)屬性(壓力、流量、位移、電流)的傳感器一個(gè)或者多個(gè)，有采集注塑機(jī)工作環(huán)境屬性(加速度、溫度、濕度)的傳感器一個(gè)或多個(gè)。注塑機(jī)控制器采集量有注塑機(jī)工藝動(dòng)作觸發(fā)時(shí)刻和位移量。

3.智能硬件用于注塑機(jī)上數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理和傳輸，并實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)的液壓故障預(yù)警功能，它是由計(jì)算處理單元、最小系統(tǒng)、系統(tǒng)配置擴(kuò)展、FRAM和系統(tǒng)接口組成。計(jì)算處理單元包括CPU、GPU或FPGA的一種或幾種。最小系統(tǒng)包含電源、復(fù)位電路、RTC和內(nèi)存。系統(tǒng)配置擴(kuò)展包含外部RTC、指示燈和數(shù)碼管。系統(tǒng)接口包含連接設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)警報(bào)的GPIO，用于采集注塑機(jī)動(dòng)作信號(hào)的輸入和現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警信號(hào)的輸出；連接注塑機(jī)控制器的串口，用于采集注塑控制器中工藝動(dòng)作和射膠位移量；連接傳感器模擬量接口，用于采集注塑機(jī)工作狀態(tài)和工作環(huán)境參量；連接云平臺(tái)的EtherNET接口，用于數(shù)據(jù)傳輸和模型更新。

4.算法程序提供注塑機(jī)液壓故障分析和預(yù)測(cè)的算法。算法實(shí)現(xiàn)的流程有配置初始化、數(shù)據(jù)采集、故障規(guī)則分析和預(yù)警自適應(yīng)分析、故障條件判斷和根據(jù)是否故障設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。

5.故障規(guī)則分析是通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的閾值設(shè)定比較來(lái)判斷當(dāng)前工作狀態(tài)是否處于故障狀態(tài)。故障規(guī)則分析的流程有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、按工藝過(guò)程提取數(shù)據(jù)的時(shí)域特征(最大/最小值)、與設(shè)定閾值進(jìn)行比較、當(dāng)不處于閾值范圍時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這種方式用于注塑工作狀態(tài)下不同工藝工作的壓力、流量和溫度傳感器信號(hào)作數(shù)據(jù)源。