[發明專利]一種智能生產設備中能耗監控裝置及其運行方法

有效

• 申請號: 202011640533.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112859769B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王美林;呂逸夫;劉金剛;彭希靈;曾俊杰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發明涉及一種智能生產設備中能耗監控裝置及其運行方法，具體如下：實時采集各信息采集點的原始數據，做數據預處理并放入流式消息隊列，利用大數據技術從流式消息隊列收集數據，對數據進行預處理，構建設備的運行狀態視圖，利用數據挖掘技術建立復雜生產環境下的運行狀態標準，對設備進行能耗狀態的監控，判斷設備是否處于正常運行狀態，對結果進行展示，并做相應預警操作。本發明使用大數據挖掘技術，靈活地分析復雜情況下設備運行狀態，建立不同設備間運行狀態關聯模型，優化了原本使用的機械的，僅基于單一標的預警方式，使得監控結果更有說服力，為企業節約成本。

技術領域

本發明涉及智能制造技術領域，更具體的，涉及一種智能生產設備中能耗監控裝置及其運行方法。

背景技術

近年來，大數據技術對智能制造的發展起到了舉足輕重的作用；在生產中，類似PVC壓延機的各類生產機器的設備運行狀態一直是很重要的指標，更是智能制造重點監控的指標。在生產流程中，設備的任意一次運行異常就能給企業帶來不菲的損失，設備電機能耗等指標的異常也會使得生產的產品質量受到影響，如能耗非正常地過高也會導致能源浪費，進而直接或間接地給企業帶來損失。而在智能制造背景下，大部分指標都需要人工查表、計算來獲得，不僅人工成本較大，操作復雜度高，而且無法達到實時性監控的要求，因此難以實現生產制造智能化。所以在大數據技術獲得長足發展的今天，人們終于得以將目光聚焦在智能制造上。

公開號為CN202677152U的中國實用新型專利于2013年1月16日公開了一種能耗監控裝置，通過在中央管控裝置中預設各種運行參數，并連接至少一個遠程監控裝置和至少一個實時信號采集裝置，各遠程監控裝置可隨時查詢監控各實時信號采集裝置采集來的各種運行及能耗參數，并和預設的值以及數據庫中歷史數據進行比較和分析，以便制定切實可行的節能降耗措施，并及時的加以干預和執行，大大的提高了工作的效率，并實現了能耗數據信息化、實時化和可控化，實現精確監控和有效節能，但該裝置預警方式單一，監控的結果存在一定的不確定性。

發明內容

本發明為克服現有的能耗監控裝置存在預警方式單一、監控結果不確定的技術缺陷，提供一種智能生產設備中能耗監控裝置及其運行方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種智能生產設備中能耗監控裝置，包括數據采集模塊、數據預處理模塊、設備電流分組模塊、設備運行狀態模塊和在線監控模塊；其中：

所述數據采集模塊設置于智能生產設備上，采集智能生產設備能耗數據，并將能耗數據傳輸至所述數據預處理模塊；

所述數據預處理模塊對能耗數據進行預處理，得到設備的節點分組狀態SnSn節點1電流，Sn節點2電流，Sn節點3電流...和運行狀態Un設備n所有節點數據，其中n∈1,2,3...；

所述設備電流分組模塊用于構建設備電流分組模型，并根據設備的節點分組狀態判斷分組內設備之間能耗的關聯異常，輸出能耗異常；

所述設備運行狀態模塊用于構建設備運行狀態模型，根據設備的運行狀態及能耗異常，判斷單個設備的能耗異常；

所述在線監控模塊根據所述設備電流分組模塊、設備運行狀態模塊的輸出結果，對能耗異常設備進行顯示和報警提示。

其中，所述數據采集模塊包括若干個傳感器和數據解析器；其中：

所述傳感器內置或外接在智能生產設備上，用于采集智能生產設備能耗數據；并將能耗數據傳輸至所述數據解析器；

所述數據解析器用于對能耗數據進行解析處理，并將解析后的數據傳入流式消息隊列，等待所述數據預處理模塊調用處理。

其中，所述能耗數據包括每臺智能生產設備各采集節點的開關量、溫度、電流、轉速和壓力。

其中，在所述數據預處理模塊中，所述預處理過程包括：