[发明专利]轴承磨床生产车间能耗的感知和分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造行业中生产车间能耗的感知规划设计，具体的，涉及一种轴承磨床生产车间能耗的感知和分析方法。

背景技术

当今世界能源问题日益突出，能源消耗巨大，环境污染严重，特别是全球变暖、酸雨危害等全球性问题日益突出。有研究表明制造业的能耗比例高达全球能耗总量的30-50％，而我国加工制造业的能源消耗占全国能源消耗总量的60％左右，且这一数据呈增长趋势。能源消耗巨大，继而伴随着CO2、SO2、废水等有害物产生，对人们的生产生活带来一定的危害。但是，目前生产车间能耗进行监控并进行节能分析的工厂、单位并不多。对许多企业而言，能耗管理成本在企业运营成本中所占的比重越来越大，企业管理者也逐渐重视对生产车间产生的能耗数据进行记录、管理和查询，从而调整能源消费结构，科学地制定高效的节能减排策略。

现有轴承磨床生产车间中，除了有数控机床(像西门子840D数控系统、840D sl等)，还有普通机床(摇臂钻床等)。所以对车间的能耗进行感知还是比较困难的。

另一方面，虽然现在有一些能耗监测分析的软件，但是价格高、需要对操作人员进行培训还有后期的维护等等都是需要很大的成本。因此，企业也不是很愿意花高价钱进行购买。所以，对于以上出现的问题，开发轴承磨床生产车间能耗网络感知规划是值得研究的一个焦点问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提出一种轴承磨床生产车间能耗的感知和分析方法，以实现生产车间管理层对于轴承磨床生产车间能源消耗的实时感知，进而进行合理的能源分配，提高车间的能源使用效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：把车间内的能源消耗分为：辅助加工设备能耗、生产设备能耗与运输设备能耗，其中辅助加工设备包括照明、空调与风扇；生产设备包括普通机床和数控机床；运输设备包括行车和平板车；分别进行能耗感知：

a.对辅助加工设备和运输设备，采用功率传感器测量其工作时的功率P_g，并记录下其在各个时间段开始和结束的工作时间T_si、T_ei，按照公式(1)得到能耗的具体值，

其中，E表示在各个工作时段总的能量消耗，P_gi表示在时段i的功率，T_ei表示时段i的结束时间，T_si表示时段i的开始时间，i表示时段的序列号，n表示工作时段的个数；把这些数据存储在后台服务器；

b.对普通机床的能耗感知，一方面采用智能电表测量机床总的用能情况，另一方面安装功率传感器测量待测量机床各个进给轴和主轴的电功率数据，同时记录下各个轴电机的运行开始时间和运行结束时间，按照公式(1)计算出各个能量源的能耗信息并进行存储；

c.对数控机床的能耗感知，步骤如下：

在数控机床的进线端安装智能电表检测机床总的耗电量；

在数控机床开发软件环境下，编写程序嵌入到源操作代码中，把所需的机床运行数据和机床配置数据采集上来并保存到数据库中，用来计算机床各个轴消耗的功率；

通过机床人机界面上的Ethernet网口与数据采集器组成局域网，进行数据的实时传输，把采集的数据传输到数据采集器上，最后传输到数据库服务器，进行能耗的计算和分析。

本发明还对于计算出的能耗数据进行多维度的分析处理生成多维数据集立方体，维度包括：时间维度、设备维度与区域维度；基于生成的多维数据集立方体，对能耗设备进行能耗分析。所述设备维度包括：辅助加工设备、生产设备和运输设备，所述区域维度包括：每个车间。

所述多维数据集立方体中的能耗数据存储于关系型数据库中。

本发明具有以下优点：

1：本发明提供的轴承磨床生产车间的能耗感知对于合理分配能源，杜绝能源的不合理使用具有极大的参考价值，对于有效减少环境污染方面也是值得借鉴的。

2：基于感知网络采集的制造车间内能耗数据，在“完整性、简明性、重要性、层次性、可比性”原则的基础上，基于数据仓库，可以建立能效管理评价指标。进而对车间的能源利用率进行计算，可以感知整个车间和具体生产设备的能源利用情况。

3：本发明可操作性强，简单易行，成本低，并且采集到的车间能耗数据可以为整个车间的优化布局提供借鉴，对于单台加工设备的能耗预测和评估、机床节能技术研究等也提供了一种方法。

附图说明

图1是本发明的总体流程图。

图2是整个车间能源消耗图。