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专利号: 2024109820230
申请人: 南通盼尔福包装科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种包装打扣机运行故障自动诊断系统,其特征在于,所述系统包括:数据采集模块基于传感器,收集包装打扣机的温度、压力、速度和振动数据,对数据进行时间戳标记,并记录设备在目标操作条件下的数据变化,得到操作数据集;

特征分析预测模块基于所述操作数据集,通过计算温度变化速率和压力差异值,分析设备的运行异常,对运行异常进行模式匹配,提取与已知故障模式匹配的特征,得到故障特征集;

关键故障诊断模块基于所述故障特征集,对比包装打扣机历史维修记录,分析故障出现的频率和影响因素,并结合多类参数的关联性,进行故障模拟测试,确定包装打扣机的故障点,得到故障诊断确认结果;

维护优化模块基于所述故障诊断确认结果,分析包装打扣机的使用频率和维护历史,确定最优维护活动,并评估预期维护成本和时间,优化保养周期,得到维护计划优化日志;

所述温度变化速率和压力差异值的计算步骤具体为:基于所述操作数据集,提取温度数据序列 和压力数据序列,采用公式:

计算调整后的温度 和压力变化序列 ,其中,和 分别代表第个时间点的温度和压力, 和 是温度和压力数据的平滑系数, 和 是环境噪声对温度和压力测量的影响系数;

将得到的所述 和 分别除以时间间隔 ,采用公式:;

得到温度变化速率 和压力变化速率 ,其中, 和 是第个时间点的温度和压力变化序列, 是相邻时间点之间的时间间隔,是数据点总数;

分析所述温度变化速率 和压力变化速率 ,采用公式:;

整合为变化指标 ,用于异常模式匹配,其中, 和 是温度变化速率和压力变化速率, 和 是温度和压力变化速率的权重因子。

2.根据权利要求1所述的包装打扣机运行故障自动诊断系统,其特征在于,所述操作数据集的获取步骤具体为:基于传感器,收集包装打扣机的运行数据,包括温度、压力、速度和振动数据,对每个数据点加上时间戳,使用公式:;

生成时间戳标记的传感器数据集 ,其中, 和 分别代表在时间 的温度、压力、速度和振动数据,代表数据采集的时间戳, 为权重因子,用于调整传感器数据的影响权重;

筛选目标操作条件下的数据,采用判定函数 确定数据点 是否满足条件,公式为:;

得到满足条件的操作数据集 ,其中, 是布尔函数,是判定阈值, 为时间戳标记的传感器数据集;

汇总筛选后的数据点,采用公式:

得到操作数据集 ,其中,为筛选后的数据点数量,为数据点, 为满足条件的操作数据集。

3.根据权利要求1所述的包装打扣机运行故障自动诊断系统,其特征在于,所述对运行异常进行模式匹配的步骤具体为:依据所述运行异常,与故障模式阈值进行比较,采用公式:;

判断是否触发故障报警,生成故障识别信号 ,其中,是变化指标, 是故障模式阈值, 是故障敏感度调节因子,是故障触发阈值;

若所述故障识别信号表明存在异常,则提取与当前 匹配的故障模式描述,通过查询故障数据库,采用公式:;

得到匹配的故障模式 ,其中,是匹配敏感度调节因子,是变化指标, 是故障模式数据库。

4.根据权利要求1所述的包装打扣机运行故障自动诊断系统,其特征在于,所述故障出现频率和影响因素的分析步骤具体为:基于所述故障特征集,统计每种故障类型的出现次数,采用公式:;

生成故障类型出现次数 ,其中, 是第 类故障事件计数, 是故障类型的影响权重,为故障类型总数;

依据所述故障类型出现次数,计算每种故障类型的频率,采用公式:;

得到调整后的故障频率 ,其中,是监控期间的故障次数,是频率调整常数, 是故障类型出现次数;

根据所述调整后的故障频率,分析故障频率与设备参数的关联性,公式为:;

得到故障影响因素 ,其中, 是调整后的故障频率, 是运行参数权重,是数据不确定性因子。

5.根据权利要求1所述的包装打扣机运行故障自动诊断系统,其特征在于,所述包装打扣机故障点的确定步骤具体为:基于所述影响因素,进行故障模拟测试,采用公式:;

得到模拟测试结果 ,其中, 和 是调节系数, 是设备运行参数, 是环境影响参数,是故障影响因素;

根据所述模拟测试结果,判断故障是否与预期匹配,使用公式:;

得到故障匹配结果 ,其中,是匹配调节因子, 是预期的故障模式,是模拟测试结果。

6.根据权利要求1所述的包装打扣机运行故障自动诊断系统,其特征在于,所述包装打扣机的使用频率和维护历史的分析步骤具体为:基于所述故障诊断确认结果,分析设备使用频率,使用公式:;

生成设备使用频率 ,其中,为第个记录的使用小时数,为设备使用强度系数;

根据所述设备使用频率,计算平均维护成本,使用公式:;

生成平均维护成本 ,其中,是第次维护的成本, 是与第次维护关联的权重因子。

7.根据权利要求1所述的包装打扣机运行故障自动诊断系统,其特征在于,所述预期维护成本和时间的评估步骤具体为:基于所述最优维护活动,计算预期维护成本,使用公式:;

生成预期维护成本 ,其中,是第 次维护的成本, 是第次维护所需的资源数量,是资源的效率因子,是风险调整因子;

依据所述预期维护成本,评估维护所需时间,采用公式:;

计算预期的总维护时间 ,其中,是第次维护所需的时间单位, 是第 次维护所需的资源数量,是速度因子,表示资源投入速度。