一种基于物联控制的智能搅拌设备制造技术

本发明专利技术涉及搅拌设备领域，具体为一种基于物联控制的智能搅拌设备及故障排查方法，包括搅拌装置和控制系统，所述控制模块包括触摸屏、PLC模块以及远程通讯模块，本发明专利技术基于统计学方法，特别是基于多次工作参数进行高斯分布拟合，能够进行“设备异常”和“非故障异常”的排查，能够主动提示使用者进行维护，保证了设备的可靠性，避免设备状况恶化，保证了生产效率。保证了生产效率。保证了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联控制的智能搅拌设备


[0001]本专利技术涉及搅拌设备领域，具体为一种基于物联控制的智能搅拌设备及故障排查方法。

技术介绍

[0002]相比食品搅拌设备，工业搅拌设备具有尺寸较大、占地面积较大、集中度较高的特点，目前大部分搅拌设备的厂家所做的控制系统还是传统意义上的低压元器件的电气控制。随着互联网的快速发展，现在好多客户都需要在手机端能够监控搅拌设备的运行状态，而且能够在手机端去控制搅拌设备。这样一来传统的电气控制就无法满足客户的需求了。
[0003]另一方面，现有的工业搅拌设备再故障排除方面，通常是在电机、电路上设置传感器，包括转速传感器、扭矩传感器、转速传感器等，通过直接获取传感器的数值来判断设备是否出现故障，然后安排人工排除。
[0004]CN102259390A公开了一种基于物联网的流动砂浆搅拌站，具体公开了加装GPS模块和无线模块，可实时的将搅拌站的地址信息传输给远程服务器，并且通过称重传感器，可方便的获得每次搅拌的总质量，并通过无线模块传输给远程服务器，从而方便管理者能够对搅拌站所处位置和搅拌量实时进行监控。
[0005]CN203471956U公开了一种基于物联网技术的干混砂浆储料搅拌机监测与管理系统，具体公开了实时监控储料搅拌机对干混砂浆的生产和使用情况，并具备远程显示功能，可供多客户共享数据。
[0006]然而，上述现有技术仍然存在以下技术问题：
[0007]1、现有的搅拌设备，仅仅是增设了远程控制模块，只能基于预设的控制命令，或者使用者主动发出的控制命令来工作，无法主动向使用者提示故障；
[0008]2、现有的搅拌设备，对于故障的排查依赖于传感器的直接数据，只有传感器的直接数据出现异常时，才能反映出故障；
[0009]3、现有的搅拌设备，对于“非故障异常”的感知能力不足，无法即使发现隐藏的非故障异常，造成设备无法发挥全部的效能，致使生产效率降低；所述“非故障异常”是指设备并未出现明显的异常信号，但由于调试不佳、润滑不足等问题，出现的效能降低、波动增大、稳定性减弱等问题。

技术实现思路

[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]一种基于物联控制的智能搅拌设备，包括搅拌装置和控制系统，所述控制模块包括触摸屏、PLC模块以及远程通讯模块，所述远程通讯模块包括网卡插口，所述网卡插口用于连接4G网卡，所述4G网卡用于与使用者手机远程通讯，使用者在手机上登录远程通讯模块的后台，将触摸屏上所要显示的设备的状态的点位及相关的参数在远程通讯模块后台上进行编制，编制完成后，在手机端就可以操控设备并查看设备的相关运行状态。
[0012]进一步的，所述控制系统还与物联网服务器远程通讯，所述搅拌装置的电机主轴上设置有计时器和扭矩传感器，所述计时器用于确定所述搅拌装置完成一次搅拌所用的搅拌时间T0；
[0013]所述搅拌时间T0是指：自所述搅拌装置完成物料装载并启动时开始计时，所述扭矩传感器持续记录搅拌主轴所受的阻尼扭矩，当所述阻尼扭矩落入预设的上阈值M2和下阈值M1之间，经过预设的持续时间未超出上阈值M2和下阈值M1时，认为搅拌完成，记录从搅拌启动时刻至搅拌完成时刻T2所经历的时长作为搅拌时间T0。
[0014]进一步的，多个所述智能搅拌设备均与所述物联网服务器远程通讯，所述控制系统将设备编号及每次工作的搅拌时间T发送至所述物联网服务器，所述物联网服务器基于任一台设备的搅拌时间T进行高斯分布检验，以确定该设备的搅拌时间T是否满足高斯分布，若否，则向使用者手机报警，并将报警反馈至所述智能搅拌设备，在触摸屏显示报警；若是，则将该设备标记为“正常”，计算标记为“正常”的设备的数学期望μ、标准差σ，对每台设备的数学期望μ、标准差σ进行聚类分析，将所述数学期望μ和/或所述标准差σ存在离散的设备标记为“预警”，并将设备编号发送至使用者手机。
[0015]进一步的，所述高斯分布检验为S
‑
W检验；所述S
‑
W检验的统计量为：
[0016][0017]其中，x(i)是第i阶统计量，即样本中的第i个最小数；
[0018]是样本的平均值；
[0019]常量a
i
通过以下公式计算：
[0020][0021]其中，m＝(m1，...，m
n
)
T
，其中，m1，...，m
n
是从一个标准的高斯分布随机变量上采样的有序独立同分布的统计量的期望值，所述m1，...，m
n
通过预先实验获得；V是上述有序统计量的协方差。
[0022]进一步的，所述物联网服务器中预存有SPSS程序，对满足高斯分布的设备，标记为“正常”，利用SPPS程序对每台标记为“正常”的设备的数学期望μ、标准差σ进行聚类分析。
[0023]一种对基于物联控制的智能搅拌设备进行故障排查的方法，基于根据智能搅拌设备进行，所述故障排查的方法包括以下步骤：
[0024]S1、准备步骤：工程师在电脑中用专业的编程软件将搅拌设备的逻辑控制程序编制好，再下载到PLC模块中；然后，用电脑中的专业的触摸屏控制画面及相关的参数编制好再下载到触摸屏中。然后，用网线将触摸屏和PLC进行连接好；对每台智能搅拌设备进行通讯检验，并将其与使用者手机和物联网服务器完成远程通讯连接；
[0025]S2、预实验步骤：装载预定量的物料，启动搅拌，记录搅拌时间与扭矩关系曲线，当工程师基于搅拌标准确定搅拌完成后，再持续搅拌一定时间后将设备停机，导出搅拌时间与扭矩关系曲线，基于所述曲线确定阻尼扭矩的上阈值M2和下阈值M1，以及所需的持续时间；
[0026]S3、工作步骤：按照既定的搅拌程序进行工作；
[0027]S4、数据校对步骤：具体包括：
[0028]S41：高斯分析：控制系统将设备编号及每次工作的搅拌时间T发送至物联网服务器，物联网服务器基于任一台设备的搅拌时间T进行高斯分布检验，以确定该设备的搅拌时间T是否满足高斯分布，若否，则将该设备标记为“异常”，向使用者手机报警，并将报警反馈至智能搅拌设备，在触摸屏显示报警；若是，则计算该台设备的数学期望μ、标准差σ；
[0029]S42：聚类分析：对于搅拌时间满足高斯分布的设备，标记为“正常”，对标记为“正常”的设备的数学期望μ、标准差σ进行聚类分析，将所述数学期望μ和/或所述标准差σ存在离散的设备标记为“预警”，并将设备编号发送至使用者手机。
[0030]进一步的，所述高斯分布检验为S
‑
W检验；所述S
‑
W检验的统计量为：
[0031][0032]其中，x(i)是第i阶统计量，即样本中的第i个最小数；
[0033]是样本的平均值；
[0034]常量a
i
通过以下公式计算：
[0035][0036]其中，m＝(m1，...，m
n
)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联控制的智能搅拌设备，包括搅拌装置(1)和控制系统(2)，所述控制模块包括触摸屏(21)、PLC模块(22)以及远程通讯模块(23)，其特征在于：所述远程通讯模块(23)包括网卡插口，所述网卡插口用于连接4G网卡，所述4G网卡用于与使用者手机远程通讯，使用者在手机上登录远程通讯模块的后台，将触摸屏上所要显示的设备的状态的点位及相关的参数在远程通讯模块后台上进行编制，编制完成后，在手机端就可以操控设备并查看设备的相关运行状态。2.根据权利要求1所述的一种基于物联控制的智能搅拌设备，其特征在于：所述控制系统(2)还与物联网服务器(3)远程通讯，所述搅拌装置(1)的电机主轴上设置有计时器(4)和扭矩传感器(5)，所述计时器(4)用于确定所述搅拌装置(1)完成一次搅拌所用的搅拌时间T0；所述搅拌时间T0是指：自所述搅拌装置(1)完成物料装载并启动时开始计时，所述扭矩传感器(5)持续记录搅拌主轴所受的阻尼扭矩，当所述阻尼扭矩落入预设的上阈值M2和下阈值M1之间，经过预设的持续时间未超出上阈值M2和下阈值M1时，认为搅拌完成，记录从搅拌启动时刻至搅拌完成时刻T2所经历的时长作为搅拌时间T0。3.根据权利要求1或2所述的一种基于物联控制的智能搅拌设备，其特征在于：多个所述智能搅拌设备均与所述物联网服务器(3)远程通讯，所述控制系统(2)将设备编号及每次工作的搅拌时间T发送至所述物联网服务器(3)，所述物联网服务器(3)基于任一台设备的搅拌时间T进行高斯分布检验，以确定该设备的搅拌时间T是否满足高斯分布，若否，则向使用者手机报警，并将报警反馈至所述智能搅拌设备，在触摸屏(21)显示报警；若是，则将该设备标记为“正常”，计算标记为“正常”的设备的数学期望μ、标准差σ，对每台设备的数学期望μ、标准差σ进行聚类分析，将所述数学期望μ和/或所述标准差σ存在离散的设备标记为“预警”，并将设备编号发送至使用者手机。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种基于物联控制的智能搅拌设备，其特征在于：所述高斯分布检验为S
‑
W检验；所述S
‑
W检验的统计量为：其中，x(i)是第i阶统计量，即样本中的第i个最小数；是样本的平均值；常量a
i
通过以下公式计算：其中，m＝(m1，...，m
n
)
T
，其中，m1，...，m
n
是从一个标准的高斯分布随机变量上采样的有序独立同分布的统计量的期望值，所述m1，...，m
n
通过预先实验获得；V是上述有序统计量的协方差。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种基于物联控制的智能搅拌设备，其特征在于：所述物联网服务器(3)中预存有SPSS程序，对满足高斯分布的设备，标记为“正常”，利用SPPS程序对每台标记为“正常”的设备的数学期望μ、标准差σ进行聚类分析。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：万金荣，张前德，
申请(专利权)人：江苏汇杰智能搅拌科技有限公司，
类型：发明
国别省市：