[发明专利]铝型材挤压机实时能耗监测及能耗异常检测系统

摘要

本发明一种铝型材挤压机实时能耗监测及能耗异常检测系统，包括智能电表、智能天然气表、串口服务器、交换机以及监控服务器，智能电表和智能天然气表等负载通过RS‑485总线与串口服务器相连接，串口服务器将RS485串口转换为TCP/IP网络接口，实现RS‑485串口到TCP/IP网络接口的数据双向透明传输，监控服务器实时监测负载能耗数据并记录不同负载的能耗数据，并用历史能耗数据以回归型支持向量机方法计算单位铝型材能耗的正常检测区间，还可以根据预测能耗数据与实际记录能耗数据进行比较，对挤压生产进行节能评估。该技术方案不仅可以实时地采集车间内挤压机组的能耗数据，还可以通过对历史能耗数据的分析，检测生产中的能源泄露、待机时间过长、挤压参数不恰当等能耗异常现象。

主权项

一种铝型材挤压机实时能耗监测及能耗异常检测系统，其特征在于，包括：安装于挤压机用电线路上的智能电表；安装于辅助加热炉供热管道上的智能天然气表；所述智能电表和智能天然气表均连接至串口服务器；所述串口服务器连接至交换机；所述交换机连接至监控服务器；还包含数据采集模块和服务器控制模块；其中所述数据采集模块运行于所述串口服务器，采集来自智能电表及智能天然气表的负载能耗数据，并将负载能耗数据传递至服务器控制模块；所述服务器控制模块运行于监控服务器，包含数据存储模块，训练模型模块，预测能耗区间模块，能耗比较模块；所述数据存储模块接收数据采集模块传递的负载能耗数据，将负载能耗数据根据采集时间存储至数据库中，同时数据存储模块还存储对能耗产生影响的生产数据；所述训练模型模块是基于回归型支持向量机，使用监控服务器数据库中的历史负载能耗数据和生产数据训练回归型支持向量机；所述预测能耗区间模块，以统计分析方法计算单位产品能耗的置信区间；所述能耗比较模块，读取实时能耗数据，与能耗置信区间进行比较，得出挤压能耗正常或能耗异常；其中，所述训练模型模块包括：将监控服务器数据库中读取出的负载能耗数据和生产数据转换为回归型支持向量机模型的训练数据的输入预处理，训练回归型支持向量机模型中的回归函数f(x)；其中，所述输入预处理是将负载能耗数据和生产数据转换为回归型支持向量机模型的训练数据，即按照采集的时间，将负载能耗数据{f(x₁),f(x₂),...,f(x_n)}和对应的生产数据{x₁,x₂,...,x_n}作为一组数据<f(x_i),x_i>,i＝1,2,...,n，用于训练回归函数f(x)＝w·x+b，w和b分别是拟合训练数据的超平面参数，训练过程即是通过求解方程的形式，用多组数据<f(x_i),x_i>,i＝1,2,...,n计算超平面参数w和b的过程；其中，所述生产数据包含：挤压温度、挤压速度、冷却速度、铝棒类型、合金成分。