本实用新型专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术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。【专利说明】铝型材挤压机实时能耗监测及能耗异常检测系统
本技术涉及一种铝型材挤压机实时能耗监测及能耗异常检测
。
技术介绍
铝型材生产企业属于高能耗、高排放制造企业，挤压生产的成本控制是企业关注 的重点问题之一。为了保证挤压生产稳定、经济地运行，对挤压机能耗进行实时监测以及能 耗异常检测，是实现制造自动化和清洁生产的发展趋势。此外，以挤压机组、车间为单位对 生产节能情况进行评估，可以有效地减少能源泄露、待机时间过长、挤压参数不恰当等能耗 异常现象。 目前铝型材生产能源计量大部分采用人工计量的方式，需要工作人员走遍各个挤 压机组记录仪表数据，不仅由于厂房面积过大不能及时采集生产数据（一天采集一次），还 不能对生产现场中的能耗异常问题进行及时的处理。 目前采用的节能评估手段是采用未采用节能措施的单位产品的能耗与采用节能 措施后的单位产品的能耗进行对比。然而这一方法存在严重的滞后性，随着生产时间的不 同、机组工作人员的不同、生产产品的不同，这种评估方法会产生较大的误差。
技术实现思路
本技术目的在于，提出一种应用于铝型材挤压机的实时能耗监测系统及能耗 异常检测系统，从而实时地监测挤压生产中的能耗数据，并可以根据能耗预测发现挤压生 产中的能耗异常现象。 为达此目的，本技术首先提供一种铝型材挤压机实时能耗监测系统，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 数字仪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。 如此设置，可以实现在铝型材挤压过程中的实时能耗采集和处理，节省人力操作， 提高效率，能够实施检测挤压生产过程中的能耗数据，及时处理能耗异常的现象。 其次，本技术提供了一种铝型材挤压机实时能耗监测及能耗异常检测系统， 其包括：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；所述数字仪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，所述能耗比较模块是从监控服务器数据库中读取出挤压机组单位产品 能耗的实际值x t，以及回归型支持向量机计算的单位产品能耗的预测值xp，根据公式 X -X A/ 〃_1()()%计算所述单位产品的节能效果Π 。 ^ Ρ 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( Xl)，f (χ2)，. . .，f(xn)}和对应的生 产数据{χ^ X2, · · ·，xn}作为一组数据〈f(Xi)，Xi>，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 (Xi)，Xi>, i = 1，2, · · ·，n计算超平面参数W和b的过程。 其中，所述预测能耗区间模块还包括：用于根据置信区间估计方法对监控服务器 数据库中的历史能耗数据进行分析，给定置信度l-α，获得能耗预测的正常区间。 其中，单位挤压铝型材的预测耗电量为Χ1，Χ2,…Xn服从样本分布（μ，〇 2) ?7和 S2分别表示预测耗电量的样本均值和样本方差，则随机变量^ = 对于 yjS-/n ， ~Χ- μ 给定的置信度1-α ,ρ{ f-ΓΓ =1_α其中Ρ表示概率，则预测耗电量的 - ^ 均值μ的置信区间为 η - 〇 本技术的有益效果是：本技术实时能耗监测系统通过串口服务器读取各 个数字仪表的实时数据，集中显示挤压生产的用电量、电压、电流、用量、温度、压力、流量等 数据（间隔〈3秒），通过对挤压生产历史数据进行统计，得到正常生产能耗置信区间，对挤 压生产中的能耗异常现象能够及时发现并做出相应的处理。基于回归型支持向量机确定节 能效果的方法，其根据当前生产参数进行能耗预测，与实际能耗值进行比较，可以有效地避 免数据的滞后性。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术铝型材挤压机实时能耗监测系统结构图。 图2是本技术的基于回归型支持向量机的挤压异常能耗检测系统的实现流 程图。 图3是本技术的一个实施例提供的某挤压机组节能能效图。 【具体实施方式】 下面结合附图及具体实施例对本技术进行更加详细与完整的说明。可以理解 的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还 需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部内容。 如图1所示，其为本技术铝型材挤压机实时能耗监测系统的结构图，显示了 硬件部分的组成，其自底层至上层依次包含数字仪表、串口服务器、交换机和监控服务器四 层。其中，底层数字仪表包括智能电表和智能天然气表，智能电表安装于挤压机用电线路 上，用于采集用电量、电压、电流、视在功率、有功功率、无功功率、功率因数、频率等参数，该 参数又分为A、B、C三相和汇总；智能天然气表安装于辅助加热炉供热管道上，主要采集用 量、温度、压力、流量等4个参数。 各层之间可以通过有线或无线的方式连接，本技术给出了一种有线的连接方 式，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铝型材挤压机实时能耗监测系统，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； 所述智能电表及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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹏，
申请(专利权)人：广东兴发铝业有限公司，广东技术师范学院，广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44
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