[發明專利]一種機床能耗監測系統及方法

在審

• 申請號: 202011244971.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112255968A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 鄭志剛;黃金
• 申請（專利權）人: 蘇州艾匯格物聯科技有限公司
• 主分類號: G05B19/4065
• 分類號: G05B19/4065
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 張天會

1.一種機床能耗監測系統，包括客戶端（1）、服務器（2）、能耗監測系統（3）和中央處理模塊（4），所述客戶端（1）和服務器（2）之間通過以太網實現雙向連接，所述服務器（2）和能耗監測系統（3）之間通過以太網實現雙向連接，所述能耗監測系統（3）和中央處理模塊（4）之間通過以太網實現雙向連接，其特征在于：所述中央處理模塊（4）分別與圖表生成單元（5）、信息存儲模塊（6）和告警定位單元（7）實現雙向連接，所述中央處理模塊（4）的輸入端與數據監測單元（8）的輸出端連接，所述中央處理模塊（4）的輸出端與無線發送模塊（9）的輸入端連接，所述無線發送模塊（9）的輸出端與展示單元（10）的輸入端連接，所述信息存儲模塊（6）分別與圖表生成單元（5）、告警定位單元（7）和建模測試單元（11）實現雙向連接，所述告警定位單元（7）的輸出端與信息輸入單元（12）的輸入端連接，所述信息輸入單元（12）與建模測試單元（11）實現雙向連接，所述建模測試單元（11）的輸出端與維護指導模塊（13）的輸入端連接，所述維護指導模塊（13）的輸出端與信息存儲模塊（6）的輸入端連接。

2.根據權利要求1所述的一種機床能耗監測系統，其特征在于：所述數據監測單元（8）包括板塊設定模塊（14）、第一功率傳感器監測模組（15）、第二功率傳感器監測模組（16）和第N功率傳感器監測模組（17），所述板塊設定模塊（14）分別與第一功率傳感器監測模組（15）、第二功率傳感器監測模組（16）和第N功率傳感器監測模組（17）實現雙向連接。

3.根據權利要求1所述的一種機床能耗監測系統，其特征在于：所述圖表生成單元（5）包括時間輸入模塊（18）、功率輸入模塊（19）和走勢曲線生成模塊（20），所述時間輸入模塊（18）和功率輸入模塊（19）的輸出端均與走勢曲線生成模塊（20）的輸入端連接。

4.根據權利要求1所述的一種機床能耗監測系統，其特征在于：所述告警定位單元（7）包括閾值設定模塊（21）、信息實時更新模塊（22）、同比標注模塊（23）、環比標注模塊（24）、數據比較模塊（25）和數據信息傳輸模塊（26），所述閾值設定模塊（21）的輸出端與信息實時更新模塊（22）的輸入端連接，所述信息實時更新模塊（22）的輸出端分別與同比標注模塊（23）和環比標注模塊（24）的輸入端連接，所述同比標注模塊（23）和環比標注模塊（24）的輸出端均與數據比較模塊（25）的輸入端連接，所述數據比較模塊（25）的輸出端與數據信息傳輸模塊（26）的輸入端連接。

5.根據權利要求1所述的一種機床能耗監測系統，其特征在于：所述建模測試單元（11）包括走勢曲線對比模塊（27）、最優結果展示模塊（28）、信息整合分析模塊（29）、時間設定模塊（30）和功率設定模塊（31），所述走勢曲線對比模塊（27）的輸出端與最優結果展示模塊（28）的輸入端連接，所述最優結果展示模塊（28）的輸出端與信息整合分析模塊（29）的輸入端連接，所述時間設定模塊（30）和功率設定模塊（31）的輸出端均與最優結果展示模塊（28）的輸入端連接。

6.根據權利要求1所述的一種機床能耗監測系統，其特征在于：所述信息輸入單元（12）包括產出信息設定模塊（32）、工時信息設定模塊（33）和功率極值設定模塊（34）。

7.根據權利要求1所述的一種機床能耗監測系統，其特征在于：所述展示單元（10）包括無線接收模塊（35）、信息轉碼器（36）、微型處理器（37）、LED顯示屏（38）、散熱組件（39）、控制開關（40）和供電組件（41），所述無線接收模塊（35）的輸出端與信息轉碼器（36）的輸入端連接，所述信息轉碼器（36）的輸出端與微型處理器（37）的輸入端連接，所述控制開關（40）分別與微型處理器（37）和供電組件（41）實現雙向連接，所述微型處理器（37）與散熱組件（39）實現雙向連接，所述微型處理器（37）的輸出端與LED顯示屏（38）的輸入端連接。

8.根據權利要求1-7中任意一項所述的一種機床能耗監測系統，其特征在于：其工作方法具體包括以下步驟：

步驟一、能耗監測安裝：利用板塊設定模塊（14）對不同生產線上的機床進行分組排列，并依次進行標號標記，如通過第一功率傳感器監測模組（15）中的多個功率傳感器對應的安裝到同一條生產線的機床上，將第二功率傳感器監測模組（16）中的多個功率傳感器對應的安裝到另一條生產線的機床上，直至將第N功率傳感器監測模組（17）中的多個功率傳感器對應的安裝到最后一條生產線的機床上；

步驟二、能耗曲線生成：機床開始工作后，步驟一中安裝的功率傳感器將功率信息傳輸到圖表生成單元（5）中，機床開始工作的時間導入到時間輸入模塊（18）中，作為坐標原點，時間值走向構成X軸，功率信息導入到功率輸入模塊（19）中，作為Y軸走向，此時就形成了一個笛卡爾坐標系，一個時間點和與之對應的功率值構成一個固定的坐標，連貫起來所有的坐標后，即可生成在該段時間內功率走勢曲線圖，即能耗曲線，位于能耗曲線波谷處的功率值最低，波峰處的功率值最大；

步驟三、能耗最優值建模：將步驟三中生成的能耗曲線輸入到走勢曲線對比模塊（27）中，再將信息輸入單元（12）中的機床做工產出的產品量信息輸入到建模測試單元（11），通過最優結果展示模塊（28）得到一個曲線相對穩定的能耗走勢圖；

步驟四、能耗最優值穩定控制：利用閾值設定模塊（21）設定功率值在步驟三中得到的最優曲線上波動的區域值，并且利用信息實時更新模塊（22）實時更新加工信息，同時利用同比標注模塊（23）和環比標注模塊（24）對加工信息進行標注，在數據比較模塊（25）的作用下，得到直觀的工作狀態圖，在超出設定閾值時，直接通過數據信息傳輸模塊（26）將工作信息傳輸到信息輸入單元（12）中，之后協同該板塊的產出信息一同發送到建模測試單元（11）中，在工作人員通過時間設定模塊（30）和功率設定模塊（31）向最優結果展示模塊（28）中輸入對應的信息后，信息整合分析模塊（29）根據產出信息得到最佳的功率控制方案，然后將方案發送到維護指導模塊（13）中，指導工作人員進行工作；

步驟五、大屏展示：步驟四中的指導信息經過無線發送模塊（9）發送到展示單元（10）中，由無線接收模塊（35）接收后，經過信息轉碼器（36）進行數據轉換，在微型處理器（37）的控制下，直接在LED顯示屏（38）上進行展示。