一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统的制作方法

1.本发明涉及流体检测分析技术领域，具体为一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统。


背景技术：

2.流体过程中越来越多采用了自动化控制，然而目前流程工业中采用的自动化系统中的工业计算机或plc既要担负驱动、控制和调整，同时还要担负流程过程中工业信号的采集和分析，随着质量、控制和驱动对精度的要求越来越高，对信号的数量和信号的采集、分析的速度要求也越来越高，而针对信号的采集及处理算法也会显著影响信号的采集准确性、分析的质量和时效性，并事实上形成监控盲区，因此本发明是一种与被测流体过程的主系统联动但算法独立的在线分析、检测和评估系统。
3.目前，涉及工业信号的采集是单纯的程序定义采集动作，plc或工业计算机按预设程序去采集传感器所生成的信号(4-20ma，脉冲等)，然后生成数据，由于所关联的plc或工业计算机还需要担负其他控制、驱动、以及闭环调整等任务，因此就无法给出足够的运算能力和存储空间用来对信号所生成的数据进行二次处理和算法分析，甚至还可能牺牲或减少传感器信号的采集次数，更无法按预设的采集策略来实时、多种方案、快速地采集信号，因此无法发现短暂或快速发生的过程变化，而这些随机出现的变化发生时间快、过程短，往往是流体过程缺陷或故障的早期状态，忽视或无法采集这些随机出现的传感器信号并从中发现异常，就势必造成监控的盲区，从而无法及时发现过程中的异常和对异常进行持续监控，并采取措施预防故障的突然发生及所造成的损失。而事实上，很多工业过程中确实存在着故障的突然发生并造成严重损失的情形，或者是随机出现的产品质量的突变，而这里面一定存在着由早期随机出现的异常被忽视而演变成为显性故障和突发事故。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统，以解决上述背景技术中提出的无法及时发现过程中的异常和对异常进行持续监控，并采取措施预防故障的突然发生及所造成的损失的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统，包括报警模块、数据采集模块、处理模块、显示模块与存储模块，所述处理模块与数据采集模块、报警模块、显示模块、存储模块通过屏蔽信号线连接，所述处理模块包括plc控制器与工业计算机，所述数据采集模块包括传感器a与传感器b，且传感器a与传感器b分别设在流体管路的进液端与出液端处并对粘性流体定量输出过程进行监控，0.5s检测一次，累计10次查看比例值，如果超出允许范围，则处理模块将信号发送给报警模块中，报警模块进行报警提示，超过10次累计检测，结束点查看整段累计比例值，如果超出偏差，报警模块进行报警提示，同时，查看符合度，符合度检测中要去掉结束中等待的0值点，如果符合度小于设定值，报警模块进行报警提示，当检测时小于10个检测点就结束了，
结束点累计平均比例在范围内，则放行；结束点累计平均比例超出允许范围，则记录i、k和l列结束点的值，等下一段再启动后，除了正常10次累计值查看，还要进行上一段的叠加累计：上一段最后 i，k和l值：si，sk，sl当前端i，k和l值：di，dk，dl计算：上一段评价值ao＝((sl*si+dl*di)/(di+si))，如果ao正确，则放行上一段；如果ao不正确，继续累计最多10-sk次，如果依然不正确，报警模块进行报警提示。
6.优选的，所述传感器包括压力传感器、转速传感器、流量传感器、振动传感器、温度传感器，且传感器的类型为连续型或离散型。
7.优选的，所述显示模块为可触控显示屏。
8.优选的，所述报警模块包括报警扬声器与报警警示灯。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
10.1)本发明就是通过及时、大量、多种方案的工业传感器信号的实时及策略性采集来生成大量、时效性、功能性的数据，并对数据进行及时的二次处理(逻辑运算)并通过与设定目标、指标来对比和计算，从而生成实时的结果和分析，并保存过程数据可以用来发现异常发生的时刻和体积、比例等描述数据来锁定异常，用于后期的数据分析和预防、整改措施的制订，从而避免出现突发的故障和品质失控等，也可以用来指导系统的再调整使得流体过程更加精确、稳定并减少异常地发生。
11.2)本发明涉及的流体过程的分析和评估可以针对被测流体过程迅速给出结果和分析及独创的指标(检测合格率)，然而这一切的基础是工业信号的选择、采集策略、信号的逻辑处理、以及相关算法等，而当前行业通用的算法和采集策略已经无法完全满足这些要求及数据质量和数据质量及时效性的要求。
附图说明
12.图1为本发明结构示意图；
13.图2为本发明数据采集模块结构示意图；
14.图3为本发明数据采集、趋势、计算示意图；
15.图4为本发明数据监控波形图；
16.图5为本发明检测数据示意图一；
17.图6为本发明检测数据示意图二。
18.图中：1报警模块、2处理模块、3存储模块、4显示模块、5数据采集模块、 6传感器a、7传感器b。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以
特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.实施例：
22.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统，包括报警模块1、数据采集模块5、处理模块2、显示模块4与存储模块3，所述处理模块2与数据采集模块5、报警模块1、显示模块 4、存储模块3通过屏蔽信号线连接，所述处理模块2包括plc控制器与工业计算机，所述数据采集模块5包括传感器a6与传感器b7，且传感器a6与传感器 b7分别设在流体管路的进液端与出液端处并对粘性流体定量输出过程进行监控，所述传感器包括压力传感器、转速传感器、流量传感器、振动传感器、温度传感器，且传感器的类型为连续型或离散型，所述显示模块4为可触控显示屏，所述报警模块1包括报警扬声器与报警警示灯。
23.传感器a6+传感器b7过程输出总量《5％,配比比例传感器a6：传感器b7《2％, 合格率》80％，工作过程时长≥2秒，每一次完整的传感器a6+传感器b7输出过程最小检测5次以上，处理模块2进行实时配比计算及配比偏离并判断配比比例是否满足要求，并将配比计算及配比偏离并判断配比通过显示模块4进行显示，显示模块4实时显示传感器a6和传感器b7的实时输出及传感器a6+传感器 b7实时输出总量，结束时显示：传感器a6累计输出，传感器b7累计输出，传感器a6+传感器b7累计输出，当前结束过程的平均配比比例并判断是否合格，处理模块2根据过程中的检测点数量和每个检测点的结果计算合格率并判断是否满足》80％，将数据存储到存储模块3中，如合格率不满足80％时，处理模块2 将信号发送给报警模块1中，报警模块1进行报警提示。
24.将本发明应用于对工件的涂胶时，针对一次启停连续出胶过程，上述方法是满足要求的。然而实际生产过程中，往往出胶过程包含多个启停、甚至点胶来构成一个工件的完整涂胶过程，因此我们在系统实时数据的基础上实施了：频繁启停、复杂出胶过程的在线逻辑分析及判断过程中报警：每10次检测累计比例值过程结束报警：每段结束比例值以及符合度监控系统自动启停、清零逻辑不变；出胶段间隔少于2秒，视为一个连续出胶段，中间不清零；如果超过2秒，视为停止，清零；任何出胶段(长或短)，只要结束比例数据(累计平均比例)是对的，则放行，再启动时该清零就清零，该累计就累计。监控系统自动启动后，0.5秒检测一次，累计10次查看比例值，如果超出允许范围，报警；出胶段超过10次累计检测，结束点查看整段累计比例值(每段结束比例值),如果超出偏差，报警；同时，查看符合度，符合度检测中要去掉结束中等待的0值点，如果符合度低于设定值，符合度报警。如果出胶段少于10个检测点就结束了，那么：如果结束点累计平均比例在范围内，则放行；如果结束点累计平均比例超出允许范围，则记录i、k和l列结束点的值，等下一段再启动后，除了正常10次累计值查看，还要进行上一段的叠加累计：上一段最后i，k 和l值：si(累计a+b)，sk(有效检测点数)，sl(累计平均比例)当前端i， k和l值：di(累计a+b)，dk(有效检测点数)，dl(累计平均比例)计算：上一段评价值ao＝((sl*si+dl*di)/(di+si))如果ao正确，则放行上一段；如果ao不正确，继续累计最多(10-sk)次，如果依然不正确，报警通过上述数据采集及在线分析和判定，系统可以有效识别并在线判断工件的涂胶质量是否满足要求，图4中框内为问题段。
25.图3中a框图中accu为组份a实时流速(升/分钟)，accub为组份b实时流速(升/分钟)，运行时间(分钟)，ratn为实时a/b比例(100：x)，合格点为比例合格点的数量，total为
(a+b)实时流量(升)，zf.num为合格点数量占总检测数量的百分比(％)。
26.图3中b框图中为a/b比例的实时图，水平线内是比例波动允许的范围(
±
％)，图3中c框图中为组份a、b的实时流速(升/分钟)，上方的曲线为a组份、下方的曲线为b组份；
27.图3中d框图中
28.前次运行的评估数据
29.a总量b总量时间(分钟)
30.a+b总量(升)＝a总量+b总量名义总量＝(q-a+q-b)x运行时间(分钟)
31.总量波动范围＝名义总量x(1
±
x％)qrshotsize
32.平均比例＝a总量：b总量设定比例＝q-a:q-b
33.合格率＝比例合格的检测点数/本次运行全部检测点数(％)。
34.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统，包括报警模块(1)、数据采集模块(5)、处理模块(2)、显示模块(4)与存储模块(3)，其特征在于：所述处理模块(2)与数据采集模块(5)、报警模块(1)、显示模块(4)、存储模块(3)通过屏蔽信号线连接，所述处理模块(2)包括plc控制器与工业计算机，所述数据采集模块(5)包括传感器a(6)与传感器b(7)，且传感器a(6)与传感器b(7)分别设在流体管路的进液端与出液端处并对粘性流体定量输出过程进行监控，0.5s检测一次，累计10次查看比例值，如果超出允许范围，则处理模块(2)将信号发送给报警模块(1)中，报警模块(1)进行报警提示，超过10次累计检测，结束点查看整段累计比例值，如果超出偏差，报警模块(1)进行报警提示，同时，查看符合度，符合度检测中要去掉结束中等待的0值点，如果符合度小于设定值，报警模块(1)进行报警提示，当检测时小于10个检测点就结束了，结束点累计平均比例在范围内，则放行；结束点累计平均比例超出允许范围，则记录i、k和l列结束点的值，等下一段再启动后，除了正常10次累计值查看，还要进行上一段的叠加累计：上一段最后i，k和l值：si，sk，sl当前端i，k和l值：di，dk，dl计算：上一段评价值ao＝((sl*si+dl*d i)/(di+si))，如果ao正确，则放行上一段；如果ao不正确，继续累计最多10-sk次，如果依然不正确，报警模块(1)进行报警提示。2.根据权利要求1所述的一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统，其特征在于：所述传感器包括压力传感器、转速传感器、流量传感器、振动传感器、温度传感器，且传感器的类型为连续型或离散型。3.根据权利要求1所述的一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统，其特征在于：所述显示模块(4)为可触控显示屏。4.根据权利要求1所述的一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统，其特征在于：所述报警模块(1)包括报警扬声器与报警警示灯。

技术总结
本发明公开的属于流体检测分析技术领域，具体为一种工业模拟量信号流体过程检测及分析、判定系统，包括报警模块、数据采集模块、处理模块、显示模块与存储模块，所述处理模块与数据采集模块、报警模块、显示模块、存储模块通过屏蔽信号线连接，所述处理模块包括PLC控制器与工业计算机，所述数据采集模块包括传感器A与传感器B，本发明涉及的流体过程的分析和评估可以针对被测流体过程迅速给出结果和分析及独创的指标(检测合格率)，然而这一切的基础是工业信号的选择、采集策略、信号的逻辑处理、以及相关算法等，而当前行业通用的算法和采集策略已经无法完全满足这些要求及数据质量和数据质量及时效性的要求。数据质量及时效性的要求。数据质量及时效性的要求。


技术研发人员：王传义
受保护的技术使用者：上海朗瀚机电科技有限公司
技术研发日：2021.09.02
技术公布日：2022/3/8