一种智能制造能效评估方法及系统与流程

本发明涉及能源评估技术领域，尤其涉及一种智能制造能效评估系统。

背景技术：

能源是能够提供能量的资源，这里的能量通常指热能、电能、光能、机械能、化学能等，能源按来源可分为三大类，一类是来自太阳的能量，包括直接来自太阳的能量(如太阳光热辐射能)和间接来自太阳的能量(如煤炭、石油、天然气、油页岩等可燃矿物及薪材等生物质能、水能和风能等)，一类是来自地球本身的能量，即地球内部蕴藏的地热能，如地下热水、地下蒸汽、干热岩体，一类是地壳内铀、钍等核燃料所蕴藏的原子核能，月球和太阳等天体对地球的引力产生的能量，如潮汐能），近年来，为了改善粗放型的经济发展方式，缓解能源资源短缺、生态环境恶化，大部分工厂开始采用智能制造的方法，智能制造不仅使产业组织更高效、生产更科学化、生产组织更便捷化，而且能够最大化提高生产效率以及能源利用效率，为了详细了解智能制造的能源利用效率，需要对智能制造进行能效评估，目前，由于对同一个自动化生产线，采用的模型和方法的不一致，导致评估结果的差别比较大，或者采用的方法和模型一致，但是评估环境的不一致，导致评估结果的差别也比较大，降低了评估结果的准确度，针对上述的不足，如何得到一种统一的能效评估方法，且评估结果的准确度高，是目前全面了解智能制造能源利用效率急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在能源利用率评估不统一的缺点，而提出的一种智能制造能效评估系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种智能制造能效评估系统，包括物料能量系统、物料燃烧系统和综合评估系统，所述物料能量系统包括物料能量计算模块、化工设备、损失能量计算模块、回收能量计算模块、消耗能量计算模块和输出能量计算模块，所述物料能量系统分为制造前、制造中和制造后三个阶段，在制造前，所述物料能量计算模块主要用于计算出原物料能量和辅助物料能量，然后将原物料能量和辅助物料能量依次加入化工设备中进行相应的化工工艺制造，在制造中，原物料会被分解成各种不同制造物料，在这个过程中，损失能量计算模块用与计算出原物料到制造物料过程的损失能量，所述消耗能量计算模块用于计算被消耗的能量，所述回收能量计算模块用于计算回收物料的能量，在制造后，可通过输出能量计算模块计算出最终制造物料的输出能量，所述物料燃烧系统包括物料质量计算模块、燃烧设备、燃烧温度检测模块和残余物料质量计算模块，所述物料质量计算模块作用在于分别计算出原物料质量和制造物料质量，然后分别将原物料和制造物料加入燃烧设备中进行燃烧，所述燃烧温度检测模块用于检测出原物料和制造物料在燃烧过程中的不同燃烧温度，所述残余物料质量计算模块可分别计算出原物料和制造物料在燃烧后的残余物料的质量，所述综合评估系统包括能量回收率计算模块、能量损失率计算模块、能量消耗率计算模块、制造率计算模块、能量转换率计算模块、燃烧利用率计算模块、数据对比模块和评估模块，所述综合评估系统可分为原物料制造过程和物料燃烧过程，在原物料制造过程中，所述能量回收率计算模块用于计算制造物料的能量回收率，所述能量损失率计算模块用于计算制造过程中的能量损失率，所述能量消耗率计算模块用于计算制造过程中的能量消耗率，所述制造率计算模块用于综合能量回收率、能量损失率和能量消耗率最终计算出制造工艺的制造率，在物料燃烧过程中，所述能量转换率计算模块可分别计算出原物料和制造物料在燃烧过程中的能量转换率，所述燃烧利用率计算模块可分别计算出原物料和制造物料在燃烧过程中燃烧利用率，所述数据对比模块用于将原物料和制造物料综合能量利用率进行数据对比，所述综合评估系统对制造物料的利用率进行最终评估。

优选的，所述原物料可为原石油，所述原石油经过裂解制造出柴油和各种不同纯度的汽油，然后在物料燃烧系统分别将原石油和制造石油燃烧，最后通过综合评估系统评估出制造石油的利用率。

优选的，在所述物料燃烧系统中，所述燃烧温度检测模块电性连接有耐高温的温度传感装置，所述温度传感装置能够对物料燃烧过程中产生的温度进行持续检测，最终可通过温度传感装置计算出总的燃烧能量。

优选的，在所述综合评估系统中，所述能量回收率计算模块通过计算出原物料制造过程中回收物料能量占原物料能量的百分比，从而得出能量回收率。

优选的，在所述综合评估系统中，所述能量损失率计算模块通过计算出原物料制造过程中损失物料能量占原物料能量的百分比，从而得出能量损失率。

优选的，在所述综合评估系统中，所述能量消耗率计算模块通过计算出原物料制造过程中消耗物料能量占原物料能量的百分比，从而得出能量消耗率。

优选的，在所述综合评估系统中，所述制造率计算模块综合能量回收率、能量损失率和能量消耗率计算出原物料在制造工艺中的制造效率。

优选的，在所述综合评估系统中，所述能量转换率计算模块通过计算物料燃烧过程中产生的燃烧热量占物料能量的百分比，从而得出能量转换率。

优选的，在所述综合评估系统中，所述燃烧利用率计算模块通过计算物料燃烧过程中消耗的能量占物料能量的百分比，从而的得出能量利用率。

优选的，所述物料能量系统、物料燃烧系统和综合评估系统均通过计算机进行系统管理。

本发明还提供了一种智能制造能效评估系统的评估方法，包括以下步骤：

s1：确定评估对象，评估对象可选择原石油；

s2：确定评估指标，结合国家基本指标或国际基本指标确定出最终物料的利用率的评估指标；

s3：对原石油进行化工裂解，得出柴油及各种不同纯度的汽油，计算出原石油能量的回收率、能量损失率和能量消耗率，最后得出裂解工艺中的裂解效率；

s4：对原石油和裂解后的石油分别在燃烧设备中进行燃烧，通过温度检测装置分别得出原石油和裂解石油的燃烧温度，从而计算出两者的能量转换率和燃烧利用率；

s5：对比数据，首先将燃烧过程中原石油和裂解石油中的能量转换率和燃烧利用率进行数据对比，然后结合原石油的裂解效率，最终得出裂解石油的综合利用率；

s6：将得出的综合利用率与确定的基本指标进行对比，作出最终评估。本发明提出的一种智能制造能效评估系统，有益效果在于：本发明的好处是将原物料和制造物料进行对比，在燃烧过程中得出两者之间的能量利用率的区别，最终结合制造效率得出制造原料的最终的能源利用率，这种方式能够很好的统一评估标准。

附图说明

图1为物料能量系统的系统框图；

图2为物料燃烧系统的系统框图；

图3为综合评估系统的系统框图。

图中：物料能量系统1、物料燃烧系统2、综合评估系统3、物料能量计算模块11、原物料能量111、辅助物料能量112、化工设备12、损失能量计算模块13、回收能量计算模块14、消耗能量计算模块15、输出能量计算模块16、原物料质量21、制造物料质量22、物料质量计算模块23、燃烧设备24、燃烧温度检测模块25、残余物料质量计算模块26、能量回收率计算模块31、能量损失率计算模块32、能量消耗率计算模块33、制造率计算模块34、能量转换率计算模块35、燃烧利用率计算模块36、数据对比模块37、评估模块38。

具体实施方式

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。

参照图1-3，一种智能制造能效评估系统，包括物料能量系统1、物料燃烧系统2和综合评估系统3，物料能量系统1包括物料能量计算模块11、化工设备12、损失能量计算模块13、回收能量计算模块14、消耗能量计算模块15和输出能量计算模块16，物料能量系统1分为制造前、制造中和制造后三个阶段，在制造前，物料能量计算模块11主要用于计算出原物料能量111和辅助物料能量112，然后将原物料能量111和辅助物料能量112依次加入化工设备12中进行相应的化工工艺制造，在制造中，原物料会被分解成各种不同制造物料，在这个过程中，损失能量计算模块13用与计算出原物料到制造物料过程的损失能量，消耗能量计算模块15用于计算被消耗的能量，回收能量计算模块14用于计算回收物料的能量，在制造后，可通过输出能量计算模块16计算出最终制造物料的输出能量。

物料燃烧系统2包括物料质量计算模块23、燃烧设备24、燃烧温度检测模块25和残余物料质量计算模块26，物料质量计算模块23作用在于分别计算出原物料质量21和制造物料质量22，然后分别将原物料和制造物料加入燃烧设备24中进行燃烧，燃烧温度检测模块25用于检测出原物料和制造物料在燃烧过程中的不同燃烧温度，残余物料质量计算模块26可分别计算出原物料和制造物料在燃烧后的残余物料的质量。

综合评估系统3包括能量回收率计算模块31、能量损失率计算模块32、能量消耗率计算模块33、制造率计算模块34、能量转换率计算模块35、燃烧利用率计算模块36、数据对比模块37和评估模块38，综合评估系统3可分为原物料制造过程和物料燃烧过程，在原物料制造过程中，能量回收率计算模块31用于计算制造物料的能量回收率，能量损失率计算模块32用于计算制造过程中的能量损失率，能量消耗率计算模块33用于计算制造过程中的能量消耗率，制造率计算模块34用于综合能量回收率、能量损失率和能量消耗率最终计算出制造工艺的制造率，在物料燃烧过程中，能量转换率计算模块35可分别计算出原物料和制造物料在燃烧过程中的能量转换率，燃烧利用率计算模块36可分别计算出原物料和制造物料在燃烧过程中燃烧利用率，数据对比模块37用于将原物料和制造物料综合能量利用率进行数据对比，综合评估系统3对制造物料的利用率进行最终评估。

其中，物料能量系统1、物料燃烧系统2和综合评估系统3均通过计算机进行系统管理，原物料可为原石油，原石油经过裂解制造出柴油和各种不同纯度的汽油，然后在物料燃烧系统2分别将原石油和制造石油燃烧，最后通过综合评估系统3评估出制造石油的利用率；在物料燃烧系统2中，燃烧温度检测模块25电性连接有耐高温的温度传感装置，温度传感装置能够对物料燃烧过程中产生的温度进行持续检测，最终可通过温度传感装置计算出总的燃烧能量；能量回收率计算模块31通过计算出原物料制造过程中回收物料能量占原物料能量的百分比，从而得出能量回收率；能量损失率计算模块32通过计算出原物料制造过程中损失物料能量占原物料能量的百分比，从而得出能量损失率；能量消耗率计算模块33通过计算出原物料制造过程中消耗物料能量占原物料能量的百分比，从而得出能量消耗率；制造率计算模块34综合能量回收率、能量损失率和能量消耗率计算出原物料在制造工艺中的制造效率；在综合评估系统3中，能量转换率计算模块35通过计算物料燃烧过程中产生的燃烧热量占物料能量的百分比，从而得出能量转换率；燃烧利用率计算模块36通过计算物料燃烧过程中消耗的能量占物料能量的百分比，从而的得出能量利用率。

本发明还提供了一种智能制造能效评估系统的评估方法，包括以下步骤：

s1：确定评估对象，评估对象可选择原石油；

s2：确定评估指标，结合国家基本指标或国际基本指标确定出最终物料的利用率的评估指标；

s3：对原石油进行化工裂解，得出柴油及各种不同纯度的汽油，计算出原石油能量的回收率、能量损失率和能量消耗率，最后得出裂解工艺中的裂解效率；

s4：对原石油和裂解后的石油分别在燃烧设备中进行燃烧，通过温度检测装置分别得出原石油和裂解石油的燃烧温度，从而计算出两者的能量转换率和燃烧利用率；

s5：对比数据，首先将燃烧过程中原石油和裂解石油中的能量转换率和燃烧利用率进行数据对比，然后结合原石油的裂解效率，最终得出裂解石油的综合利用率；

s6：将得出的综合利用率与确定的基本指标进行对比，作出最终评估。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。