基于数据分析的超声波清洗机运行监测预警系统的制作方法

本发明涉及超声波清洗机运行监管，具体是基于数据分析的超声波清洗机运行监测预警系统。

背景技术：

1、超声波清洗机是一种利用超声波原理清洗物体的设备，它通过超声波发生器发出高频振荡信号，经过换能器转换成高频机械振荡，传播到清洗溶剂中，使清洗液与清洗槽在超声波频率下一起振动，这种振动会在液体中产生微小气泡，破坏不溶性污物，从而达到清洗件净化的目的，具有清洗效果好、操作简单、节省时间和人力的优点；

2、目前在超声波清洗机的运行过程中，无法对其在清洗过程中的各项运行参数进行综合评估分析并准确反馈运行效果，且难以在参数校对不合格时进行自动适应性调控并合理判断其运行恢复及时性状况，以及难以有效捕捉其运行异常状况并及时反馈预警，不利于保证超声波清洗机的清洗效果和运行安全性，有待进行改善；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于数据分析的超声波清洗机运行监测预警系统，解决了现有技术无法对超声波清洗机在清洗过程中的各项运行参数进行综合评估分析并准确反馈运行效果，且难以在参数校对不合格时进行自动适应性调控并合理判断其运行恢复及时性状况，以及难以有效捕捉其运行异常状况并及时反馈预警，不利于保证清洗效果和运行安全性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于数据分析的超声波清洗机运行监测预警系统，包括服务器、清洗策略生成模块、运行参数检测校对模块、自动化清洗调控模块、参数恢复及时性评估模块以及操作预警模块；清洗策略生成模块接收操作人员的操作请求，并基于操作人员输入的请求信息生成相应的清洗策略，将清洗策略发送至服务器，服务器使超声波清洗机按照相应的清洗策略进行运转；

4、运行参数检测校对模块在超声波清洗机的清洗运行过程中，将超声波清洗机的运行参数进行检测并校对，据此以生成参数校对合格信号或参数校对不合格信号，将参数校对不合格信号经服务器发送至自动化清洗调控模块和操作预警模块；

5、自动化清洗调控模块接收到参数校对不合格信号时，基于参数校对信息和清洗策略对超声波清洗机的相关运行参数进行自动适应性调控，操作预警模块接收到参数校对不合格信号时发出相应预警；在进行超声波清洗机的自动适应性调控时，参数恢复及时性评估模块用于进行参数恢复及时性评估分析，判断对应调控过程是否满足要求，据此以生成恢复及时性合格信号或恢复及时性不合格信号，且将恢复及时性不合格信号经服务器发送至操作预警模块，操作预警模块接收到恢复及时性不合格信号时发出相应预警。

6、进一步的，运行参数检测校对模块的具体运行过程包括：

7、采集到检测时段超声波清洗机的清洗液温度数据、清洗液液位数据、清洗液流量数据和清洗液压力数据，基于当前运行过程的清洗策略调取相应的预设适宜清洗液温度值，将清洗液温度数据与预设适宜清洗液温度值进行差值计算得到清洗液温偏值，同理获取到清洗液位偏值、清洗液流偏值和清洗液压偏值；

8、将清洗液温偏值、清洗液位偏值、清洗液流偏值和清洗液压偏值进行数值计算得到清洗液校对值，将清洗液校对值与预设清洗液校对阈值进行数值比较，若清洗液校对值超过预设清洗液校对阈值，则生成参数校对不合格信号；

9、若清洗液校对值未超过预设清洗液校对阈值，则通过超声波检测分析以得到超声波决策值，将超声波决策值与清洗液校对值进行数值计算得到超声波清参值；将超声波清参值与预设超声波清参阈值进行数值比较，若超声波清参值超过预设超声波清参阈值，则生成参数校对不合格信号；若超声波清参值未超过预设超声波清参阈值，则生成参数校对合格信号。

10、进一步的，超声波检测分析的具体分析过程如下：

11、在检测时段设定若干个检测时点，采集到对应检测时点超声波清洗机中的超声波频率和超声波功率，将超声波频率和超声波功率与清洗策略中所对应的预设适宜超声波频率范围和预设适宜超声波功率范围分别进行数值比较，若超声波频率或超声波功率未处于对应预设适宜范围内，则判断检测时点超声波表现异常；

12、获取到检测时段超声波表现异常的检测时点数量并将其标记为超声波数异值，且将检测时点的超声波频率与预设适宜超声波频率范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到超声波频差数据，将检测时段所有超声波频差数据进行均值计算得到超声波频率表现值，同理获取到超声波功率表现值；将检测时段的超声波数异值、超声波频率表现值和超声波功率表现值进行数值计算得到超声波决策值。

13、进一步的，参数恢复及时性评估分析的具体分析过程包括：

14、采集到自动化清洗调控模块接收到参数校对不合格信号的时刻以及开始对超声波清洗机进行参数调控的时刻并分别标记为接收时刻和反应时刻，将反应时刻和接收时刻进行时间差计算得到调缓时长；且采集到超声波清洗机恢复至参数校对合格状态的时刻并将其标记为参调恢复时刻，将参调恢复时刻与反应时刻进行时间差计算得到参复时长；

15、将超声波清洗机对应调控过程的调缓时长和参复时长进行数值计算得到参调检测系数，将参调检测系数与预设参调检测系数阈值进行数值比较，若参调检测系数超过预设参调检测系数阈值，则判断对应调控过程不满足要求；若参调检测系数未超过预设参调检测系数阈值，则判断对应调控过程满足要求。

16、进一步的，在判断对应调控过程不满足要求时将其赋予调分符号ty-1，在判断对应调控过程满足要求时将其赋予调分符号ty-2；采集到单位时间内调分符号ty-1和调分符号ty-2所分别对应的调控次数，并将其分别标记为调异数表值和调正数表值；

17、将调异数表值与调正数表值进行比值计算得到调异比例值，且将调异数表值和调异比例值进行数值计算得到调异决策值；将调异决策值与预设调异决策阈值进行数值比较，若调异决策值超过预设调异决策阈值，则生成恢复及时性不合格信号，若调异决策值未超过预设调异决策阈值，则生成恢复及时性合格信号。

18、进一步的，服务器与运行异常捕捉模块通信连接，运行异常捕捉模块用于在超声波清洗机的运行过程中进行运行异常捕捉分析，据此以判断是否生成运行异常预警信号，将运行异常预警信号经服务器发送至操作预警模块，操作预警模块接收到运行异常预警信号后发出相应预警。

19、进一步的，运行异常捕捉分析的具体分析过程如下：

20、采集到超声波清洗机在若干个检测时段的能耗数据，将所有能耗数据进行均值计算得到能耗分析值，将能耗数据中的最大值和最小值进行差值计算得到能耗幅度值；且采集到超声波清洗机在若干个检测时段的电流数据和电压数据，将对应检测时段的电流数据和电压数据与预设电流数据范围和预设电压数据范围分别进行数值比较，若电流数据或电压数据未处于对应预设范围内，则判断检测时段电力不稳定，将电力不稳定的检测时段数量标记为电力非稳定数据；

21、将能耗分析值、能耗幅度值和电力非稳定数据进行数值计算得到电力检测系数，将电力检测系数与预设电力检测系数阈值进行数值比较，若电力检测系数超过预设电力检测系数阈值，则生成运行异常预警信号；若电力检测系数未超过预设电力检测系数阈值，则采集到超声波清洗机在若干个检测时段的冲击力数据、振动数据和噪音数据，将冲击力数据、振动数据和噪音数据进行数值计算得到对应检测时段的附加检测系数；

22、以时间为x轴、附加检测系数为y轴建立位于第一象限的直角坐标系，基于若干个检测时段的附加检测系数在直角坐标系中标出若干个附加坐标点，且在直角坐标系中画出垂直于y轴的附加判定射线，将位于附加判定射线上方的附加坐标点标记为超程附加点，将超程附加点的数量标记为超程点系数；以对应附加坐标点为端点作垂直于附加判定射线的线段并将其标记为超程线段，将超程线段的长度标记为超程数据，将所有超程数据进行均值计算得到超程分析值；将超程分析值和超程点系数进行数值计算得到附加超程值，将附加超程值与预设附加超程阈值进行数值比较，若附加超程值超过预设附加超程阈值，则生成运行异常预警信号。

23、进一步的，服务器与运行归纳汇总反馈模块通信连接，运行归纳汇总反馈模块用于设定清洗汇总周期，获取到超声波清洗机在清洗汇总周期内的清洗操作总时长并标记为运时汇总值，采集到超声波清洗机在清洗汇总周期内参数校对不合格信号的生成次数、恢复及时性不合格信号的生成次数以及运行异常预警信号的生成次数，并将其分别标记为参校汇总频率、复时汇总频率和运异汇总频率；

24、将参校汇总频率、复时汇总频率和运异汇总频率进行数值计算，且将计算结果与运时汇总值进行比值计算得到汇总反馈值；将汇总反馈值与预设汇总反馈阈值进行数值比较，若汇总反馈值超过预设汇总反馈阈值，则生成运行汇总预警信号。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、1、本发明中，通过清洗策略生成模块生成相应的清洗策略，超声波清洗机按照相应的清洗策略进行运转，运行参数检测校对模块将超声波清洗机的运行参数进行检测并校对，能够对超声波清洗机在清洗过程中的各项运行参数进行综合评估分析并准确反馈运行效果，在生成参数校对不合格信号时通过自动化清洗调控模块将相关运行参数进行自动适应性调控，实现对超声波清洗机相应运行参数的自动校正，以及在进行超声波清洗机的自动适应性调控时，参数恢复及时性评估模块通过参数恢复及时性评估分析，以判断对应调控过程是否满足要求，并反馈参数调控操作效率状况，能够对超声波清洗机的运行恢复及时性状况进行准确评估，在保证超声波清洗机清洗效果的同时还能够保证其运行安全性；

27、2、本发明中，通过运行异常捕捉模块在超声波清洗机的运行过程中进行运行异常捕捉分析，据此以判断是否生成运行异常预警信号，能够在超声波清洗机的运行过程中有效捕捉异常状况并及时反馈预警，以便相应管理人员及时进行原因调查分析并作出合理改善措施，进一步保证超声波清洗机的清洗效果和运行安全性；以及通过运行归纳汇总反馈模块进行分析以判断超声波清洗机的周期运行状况并判断是否生成运行汇总预警信号，以便相应管理人员及时进行超声波清洗机的全面检查维护，有助于消除超声波清洗机存在的安全隐患并提高其使用效果。