一种工业设备有序运行的控制策略制造技术

本发明专利技术公开了一种工业设备有序运行的控制策略，工业设备包括若干条生产线，设置有中心控制器，所述中心控制器汇总各生产线的生产状态数据，所述生产状态数据包括生产就绪信号、周期结束信号、工艺参数信号和用电功率，然后通过对所有生产线下一周期负荷曲线的预测，计算出能够使用电总负荷峰值为最低的生产序列排布，据此在不同时间点分别控制各生产线启动生产。本发明专利技术可以避免扎堆生产，使当前时刻至所有生产线完成下一次生产周期的时间内功率波峰值最低，确保生产系统的正常运转以及厂内供电的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种工业设备有序运行的控制策略
本专利技术涉及一种实现工业设备有序运行的控制策略。
技术介绍
目前，对于具有多条生产线的大型生产系统，各条生产线分别执行各自的生产任务，总控系统仅能够对各生产线进行简单的监视，无法对各生产线的生产执行进行智能化调控，因此常出现多条生产线同时或在短时内“扎堆”投料生产的情况，导致电力负荷大幅波动、峰值过高，严重影响生产系统的正常运转以及厂内供电的安全性。因此，厂用变电站需要根据所有生产线的额定功率之和考虑配电容量，不能有效地利用配电容量。
技术实现思路
本专利技术提出了工业设备有序运行的控制策略，其目的是：对各生产线的执行情况进行智能化实时调控，避免扎堆生产，确保生产系统的正常运转以及厂内供电的安全性。一种工业设备有序运行的控制策略，工业设备包括若干条生产线，设置有中心控制器；所述中心控制器汇总各生产线的生产状态数据，所述生产状态数据包括生产就绪信号、周期结束信号、工艺参数信号和用电功率，然后通过对所有生产线下一周期负荷曲线的预测，计算出能够使用电总负荷峰值为最低的生产序列排布，据此在不同时间点分别控制各生产线启动生产。进一步的，所述中心控制器执行以下有序生产控制策略：(1)通过采集各生产线的用电功率，提取各生产线每执行一次生产过程的功率特征曲线：punit,i(tcycle)，0≤tcycle≤tunit,i；上式中，i为生产线序号，tunit,i为第i条生产线的每执行一次生产周期所需要的时间；则在当前时刻tnow的状态下，第i条生产线在下一次生产就绪时刻tready,i的基础上进行延迟tdelay,i后，各时间段的功率曲线为：式中，为第i条生产线正在执行的生产周期的开始时刻，为正在执行的生产周期内的功率曲线，该段功率曲已经无法进行延迟控制；pfree,i为当前生产周期之后、开始下一次生产周期之前的功率曲线，该时间段内生产线空闲；为下一次执行生产的功率曲线；(2)每当生产系统中有生产线发出就绪信号时，进行如下调整：计算所有生产线的已确定负荷即当前无法调整的负荷曲线为：式中，表示当前处于生产状态；tdelay.min为进行延迟时间计算所需要的时间，表示第i条生产线当前所确定的下一次生产开始时刻距离当前时刻tnow的时间差小于等于tdelay.min，即已经来不及进行延迟计算；若第i条生产线是新就绪的生产线，还未针对下一次生产开始时刻进行过调整计算，则等于第i条生产线当前生产周期的结束时刻；计算所有生产线的可调整的负荷曲线为：式中，表示当前第i条生产线下一次生产已经就绪且当前所确定的下一次生产开始时刻距离当前时刻tnow的时间差大于tdelay.min，即来得及重新调整进行优化调整：对于的生产线，选择一组tdelay,i，达成如下优化目标：即使得从当前时刻到下一次所有生产线的生产过程都结束时，总负荷的峰值最低；优化过程的约束条件为：twait,i≤tdelay,i≤tdelay.max+twait,i；式中，tdelay.max为预设的两次生产过程之间所允许的最大延时，twait,i为第i条生产线的固有等待时间：进一步的，通过枚举法选择tdelay,i。进一步的，利用枚举法选择tdelay,i时，通过增大延时调节颗粒度Δt的方式减小计算量。进一步的，调整计算前，将准备就绪的生产线划分为若干组；在调整计算时，根据组内各生产线的tready,i之间的间隔值，设定各生产线的tdelay,i间的间隔值，使组内各生产线调整后的相等。进一步的，利用采样点间距tsample对时间值进行离散化：tn·tsample；设定一起优化的生产线最大数量为nplant.max,利用枚举法选择tdelay,i时的调节颗粒度为Δt，当有nplant.ready条生产线就绪时，分为组，按以下公式计算完成一次调整计算最多需要进行的加法运算的次数：式中，调整计算前，选择nplant.max，使Fmax≤F′，F′为预设的计算次数阈值。进一步的，若某生产线退出有序生产控制或经过最大等待时间仍未给出生产就绪信号，中心控制器自动在计算时剔除该生产线。相对于现有技术，本专利技术具有以下积极效果：(1)本专利技术根据整个生产系统的功率曲线对各生产线的生产执行分别采取智能化延迟控制，避免扎堆生产，使当前时刻至所有生产线完成下一次生产周期的时间内功率波峰值最低，确保生产系统的正常运转以及厂内供电的安全性，增大了厂用变电站的带载能力，有效地降低生产设备的总峰值负荷，进而使原有变电站有更多的配电容量来做他用；(2)调整策略充分考虑了各生产线是否来得及调整的情况，根据生产线的状态信息将负荷分为已确定负荷和未确定负荷，对未确定部分进行调整；(3)每当有生产线就绪后，重新启动优化，实时动态调整，避免遗漏，确保优化的持续性和及时性；(4)通过调整颗粒度和动态分组的方式进一步提高优化速度，满足动态实时智能化控制的要求。附图说明图1为本控制策略的流程示意图。图2为功率曲线随调整而变化的示意图。图3为本专利技术涉及的工业设备的结构示意图。图4为站内控制柜与生产线之间的结构关系图。具体实施方式下面详细说明本专利技术的技术方案：如图1，工业设备有序运行的控制策略，工业设备包括若干条生产线；设置有中心控制器，所述中心控制器汇总各生产线的生产状态数据，所述生产状态数据包括生产就绪信号、周期结束信号、工艺参数信号和用电功率，生产就绪信号表示生产线已准备好下一次生产周期的准备工作，然后通过对所有生产线下一周期负荷曲线的预测，计算出能够使用电总负荷峰值为最低的生产序列排布，据此在不同时间点分别控制各生产线启动生产。具体的，所述中心控制器执行以下有序生产控制策略：(1)如图2，通过采集各生产线的用电功率，提取各生产线每执行一次生产过程的功率特征曲线：punit,i(tcycle)，0≤tcycle≤tunit,i；上式中，i为生产线序号，tunit,i为第i条生产线的每执行一次生产周期所需要的时间；则在当前时刻tnow的状态下，第i条生产线在下一次生产就绪时刻tready,i的基础上进行延迟tdelay,i后，各时间段的功率曲线为：式中，为第i条生产线正在执行的生产周期的开始时刻，为正在执行的生产周期内的功率曲线，该段功率曲已经无法进行延迟控制；pfree,i为当前生产周期之后、开始下一次生产周期之前的功率曲线，该时间段内生产线空闲；为下一次执行生产的功率曲线；(2)每当生产系统中有生产线发出就绪信号时，进行如下调整：计算所有生产线的已确定负荷即当前无法调整的负荷曲线为：式中，表示当前处于生产状态；tdelay.min为进行延迟时间计算所需要的时间，表示第i条生产线当前所确定的下一次生产开始时刻距离当前时刻tnow的时间差小于等于tdelay.min，即已经来不及进行延迟计算；若第i条生产线是新就绪的生产线，还未针对下一次生产开始时刻进行过调整计算，则等于第i条生产线当前生产周期的结束时刻；计算所有生产线的可调整的负荷曲线为：式中，表示当前第i条生产线下一次生产已经就绪且当前所确定的下一次生产开始时刻距离当前时刻tnow的时间差大于tdelay.min，即来得及重新调整进行优化调整：对于的生产线，选择一组tdelay,i，达成如下优化目标：即使得从当前时刻到下一次所有生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业设备有序运行的控制策略，所述工业设备包括若干条生产线，其特征在于：设置有中心控制器；所述中心控制器汇总各生产线的生产状态数据，所述生产状态数据包括生产就绪信号、周期结束信号、工艺参数信号和用电功率，然后通过对所有生产线下一周期负荷曲线的预测，计算出能够使用电总负荷峰值为最低的生产序列排布，据此在不同时间点分别控制各生产线启动生产。

【技术特征摘要】
1.一种工业设备有序运行的控制策略，所述工业设备包括若干条生产线，其特征在于：设置有中心控制器；所述中心控制器汇总各生产线的生产状态数据，所述生产状态数据包括生产就绪信号、周期结束信号、工艺参数信号和用电功率，然后通过对所有生产线下一周期负荷曲线的预测，计算出能够使用电总负荷峰值为最低的生产序列排布，据此在不同时间点分别控制各生产线启动生产。2.如权利要求1所述的工业设备有序运行的控制策略，其特征在于：所述中心控制器执行以下有序生产控制策略：(1)通过采集各生产线的用电功率，提取各生产线每执行一次生产过程的功率特征曲线：punit，i(tcycle)，0≤tcycle≤tunit，i；上式中，i为生产线序号，tunit，i为第i条生产线的每执行一次生产周期所需要的时间；则在当前时刻tnow的状态下，第i条生产线在下一次生产就绪时刻tready，i的基础上进行延迟tdelay，i后，各时间段的功率曲线为：式中，为第i条生产线正在执行的生产周期的开始时刻，为正在执行的生产周期内的功率曲线，该段功率曲已经无法进行延迟控制；pfree，i为当前生产周期之后、开始下一次生产周期之前的功率曲线，该时间段内生产线空闲；为下一次执行生产的功率曲线；(2)每当生产系统中有生产线发出就绪信号时，进行如下调整：计算所有生产线的已确定负荷即当前无法调整的负荷曲线为：式中，表示当前处于生产状态；tdelay.min为进行延迟时间计算所需要的时间，表示第i条生产线当前所确定的下一次生产开始时刻距离当前时刻tnow的时间差小于等于tdelay.min，即已经来不及进行延迟计算；若第i条生产线是新就绪的生产线，还未针对下一次生产开始时刻进行过调整计算，则等于第i条生产线当前生产周期的结束时刻；计算所有生产线的可调整的负荷曲线为：式中，表示当前第i条生产线下...

【专利技术属性】
技术研发人员：任志远，朱卫东，安朝封，向成兵，徐卿涛，李艳萍，于振涛，王君胜，王建文，杨璐，张新祥，张鑫，姜凯，
申请(专利权)人：烟台东方能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37