程感知节点，对生产过程的核心生产环节的参数进行采集、处理和传输，具有人机交互。能源监测感知节点，对生产车间的各个设备的能耗进行采集、传输。车间环境感知节点，对车间环境参数的进行采集、传输。工作人员感知节点，对工作人员的状态进行监测。基于机器视觉的计数节点，对通过机器视觉对热处理流水线的定、转子进行计数。所有感知节点利用专用协议，将整个电机制造过程的生产信息及资源信息进行采集，传递信息，并且存储信息。
[0023]如图1所示，所述面向电机制造过程的智能控制与物联网平台架构，包括传感技术模块、嵌入式技术模块、分布式信息处理技术模块、无线通讯技术模块及网络安全技术模块，所述各模块执行从底层数据采集到上层应用软件的解决方案。建立层次化系统结构，在系统层次之间设置标准软硬件接口，可实现电机制造应用领域的部分标准化工作，为电机制造行业的物联网系统提供完整的解决方案和开放性的系统接口 ；数据感知模块，包含数据采集传感装置、数据采集网络以及数据采集设备接口，可以自由组网，实现网络内电机制造过程相关的传感信息；数据汇集系统模块。数据经过融合、前端处理、汇总，根据不同现场条件采用以太网、WiFi等多种数据接入方式，实现远程、高速数据传输。数据处理中心；建立专门的数据处理中心，接收各种海量传感器数据并应用专家系统等技术形成数据处理、显示，并提供快速有效地反馈功能；数据应用模块，提供设备、生产过程、质量、车间环境的监控系统，建立可视化工厂。
[0024]如图2所示，所述基于物联网的智能感知节点系统，包括硬件驱动层、操作系统层、网络协议层和应用程序层，所述硬件驱动层描述物联网监控终端通信模块和采集模块的驱动，所述操作系统层移植了实时操作系统内核，所述网络协议层对数据进行协议封装，所述应用程序层在操作系统内核上移植中间件服务器应用程序。上述基于物联网的智能感知节点系统中，主控电路主要实现的功能模块包括:采集模块、存储模块、电源模块、可配置模块、系统模块及传输模块。每个传感器节点兼顾传统网路节点终端和路由器双重功能，处理进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理。传感器节点参数的确定。根据电机制造的要求，选定核心的生产步骤的生产状态作为数据采集对象。根据系统设计，选取热处理车间的相关环境参数和重要装备的能源消耗作为采集对象。根据设计要求，传感器节点自组织数量达到500以上，自组织网数据传送最大实时性达到0.5s以下。
[0025]如图3所示，所述基于机器视觉的定子自动理片系统，包括三个模块:定子冲片定位模块与机械臂抓取、自动码放模块及叠片厚度测量、信息反馈模块。定位部分由计算机根据摄像机提供的视频图像，依据定子的几何形状，自动给出冲片在视场中的坐标位置，从而规划出机械臂的运动轨迹。机械臂抓取端带有自动测量装置，数值可根据电机规格型号自由调节。叠片码放装置由机械臂根据计算机的规划完成，码放的位置及排列形式可以通过软件设置。叠片厚度测量与信息反馈装置用于冲片叠片的检测检验，由计算机根据视频图像测量出叠片厚度，并与相应规格的尺寸标准相比较，检测结果作用于伺服系统以修正厚度标准，同时把不合格产品测出，由传送带另类处理。
[0026]所述定子和转子热处理过程在线监测与节能优化处理系统，包括加热温控模块、产品行进速度测量模块、产品每小时处理量计量模块、空气和燃气混合比例之各个流量计量模块、保护气流量计量模块、蒸汽流量计量模块、冷却水流量计量模块、产品散热风量计量模块。主要的温度和流量参数已安装有检测仪表，所有流量计均为玻璃转子流量计。目前产品处理前、后的性能检测均由品质检验及相关技术检验人员操作，没有在线检测仪表。
[0027]为将基础生产数据集成到物联网系统平台中，需要开展的工作有:
[0028](a)研发必要的通信接口，实现异构协议仪表信号的集成。包括:热处理炉各段温度、产品推进速度、保护气的相关参数检测:空气流量、燃气流量、主要还原气体的成份、保护气的湿度或露点、输入冷水温度、输出热水温度。发蓝添加剂的蒸汽流量、热处理冷却后的产品温度。
[0029](b)增加在线铁损仪，实现热处理后产品性能的在线检测。
[0030](C)上述参数的实时监控系统模块设计与开发。与企业基于物联网的生产过程信息化系统一体化集成。热处理过程节能优化处理。针对电机热处理过程的特点，通过建模、理论研究、实验验证的路线实现节能优化处理。
[0031](d)建模，采用优化技术对产品质量进行改进的前提条件是要建立炉温设定、进料速度等各参数和产品质量之间的函数关系。若从机理分析的角度去建立完整的系统机理模型，需要考虑的相关变量很多，各变量之间的关系相互耦合，错综复杂，并且系统具有很强的非线性。甚至其中热传导与晶格变化、应力与磁性能变化等的相互关系并不都已有定量描述。因此这个建模过程是十分耗时费力的，并且也是不现实的。本项目拟根据统计数据，采用经验建模的方式，应用支持向量机技术去建立炉温设定、进料速度等和产品质量(铁损)、能耗之间的相互关系模型。
[0032](e)优化，基于建立的热处理效果软测量模型，以降低能耗和铁损作为优化目标，实施带约束的优化问题求解，得到面向节能优化的过程操作参数设定值。根据铁损仪的测量反馈数据进行在线优化修正，保证热处理炉在确保热处理效果的前提下持续优化运行。
[0033](f)验证，根据生产运行过程中不断积累的系统优化结果与实际产品品质的质验数据，对软测量模型进行验证，并在必要的时候修正模型参数。
[0034]除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。
【主权项】
1.一种基于电机制造的智能控制系统，其特征在于:依次包括如下子系统:1)、面向电机制造过程的智能控制与物联网平台架构；2)、基于物联网的智能感知节点系统；3)、基于机器视觉的定子自动理片系统；4)、定子和转子热处理过程在线监测与节能优化处理系统；5 )、热处理过程在线监测系统。2.根据权利要求1所述的一种基于电机制造的智能控制系统，其特征在于:所述面向电机制造过程的智能控制与物联网平台架构，包括传感技术模块、嵌入式技术模块、分布式信息处理技术模块、无线通讯技术模块及网络安全技术模块，所述各模块执行从底层数据采集到上层应用软件的解决方案。3.根据权利要求1所述的一种基于电机制造的智能控制系统，其特征在于:所述基于物联网的智能感知节点系统，包括硬件驱动层、操作系统层、网络协议层和应用程序层，所述硬件驱动层描述物联网监控终端通信模块和采集模块的驱动，所述操作系统层移植了实时操作系统内核，所述网络协议层对数据进行协议封装，所述应用程序层在操作系统内核上移植中间件服务器应用程序。4.根据权利要求1所述的一种基于电机制造的智能控制系统，其特征在于:基于机器视觉的定子自动理片系统包括三个模块:定子冲片定位模块与机械臂抓取、自动码放模块及叠片厚度测量、信息反馈模块。5.根据权利要求1所述的一种基于电机制造的智能控制系统，其特征在于:所述定子和转子热处理过程在线监测与节能优化处理系统，包括加热温控模块、产品行进速度测量模块、产品每小时处理量计量模块、空气和燃气混合比例之各个流量计量模块、保护气流量计量模块、蒸汽流量计量模块、冷却水流量计量模块、产品散热风量计量模块。
【专利摘要】本发明公开了一种基于电机制造的智能控制系统，依次包括如下子系统：1）、面向电机制造过程的智能控制与物联网平台架构；2）、基于物联网的智能感知节点系统；3）、基于机器视觉的定子自动理片系统；4）、定子和转子热处理过程在线监测与节能优化处理系统；5）、热处理过程在线监测系统。有效提高产品制造过程的自动化水平，提高工作效率，提高生产质量，且加工产品的工艺过程的每一步都会被严格控制，元件质量按规定检测和确认，从而按照统一的特性标准生产出一模一样的产品。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN105022354
【申请号】CN201410158314
【发明人】王奔
【申请人】安吉景卉信息技术有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月18日