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专利号: 2024111605444
申请人: 福建三闽电子信息科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种机械制造用安全监控预警系统,其特征在于,包括:

设备采集模块:采集制造机床设备在设定监测时间段内预先布设点的运行温度信息,并将设定时间段内预先布设点所采集的运行温度信息发送至预警分析模块;将运行温度信息预先布设点的编号标记为i,i=1,2...K,K为运行温度信息预先布设点的总数;

环境采集模块:设定空气质量信息的监测时间间隔,到达设定的监测时间间隔时,采集机械制造所处工作环境在当前到达时间点预先布设点的空气质量信息,并将当前到达时间点预先布设点采集的空气质量信息发送至预警分析模块;将空气质量信息预先布设点的编号标记为j,j=1,2...D,D为空气质量信息预先布设点的总数;空气质量信息包括空气中的粉尘浓度和有害气体浓度;

预警分析模块:接收制造机床设备在设定监测时间段内预先布设点的运行温度信息并进行分析,得到运行预警指数 ;还用于接收机械制造所处工作环境在当前到达时间点预先布设点的空气质量信息并进行分析,得到环境评估指数 ;设定运行预警指数 和环境评估指数 的参考阈值指数;将得到的运行预警指数 和环境评估指数 分别与设定的参考阈值指数进行比对,若运行预警指数 和环境评估指数 均大于设定参考阈值指数,则基于当前比对时间点对应生成运行预警信号和环境预警信号并发送至预警处理模块;

得到运行预警指数 的具体步骤为:

M1:提取对应布设点在设定监测时间段内各时间点的运行温度值,构建对应布设点的运行温度变化折线图,绘制对应布设点各时间点运行温度值对应在折线图内的数值点,连接相邻数值点得到温度线;计算各组温度线的斜率以及与水平线之间的夹角,若夹角为钝角,则将该条温度线的斜率标记为第一斜率,对所有的第一斜率求和得到第一总值;若夹角为锐角,则将该条温度线的斜率标记为第二斜率,对所有的第二斜率求和并取绝对值得到第二总值,以图中最高数值点与最低数值点为参考点,构建线段,并将构建的线段标记垂直线,计算垂直线的长度得到垂线长a1;将计算的第一总值和第二总值分别标记为a2与a3,基于第二总值a3的具体数值,计算第一总值和第二总值之间的比值,将计算的比值标记为a4,即通过 进行计算得到;提取对应布设点在设定监测时间段内的垂线长a1和比值a4并代入公式 进行加权计算,得到对应布设点在设定监

测时间段内的变温值q1;其中t1和t2分别为垂线长a1和比值a4的影响权重因子;

以设定监测时间段为x轴,每个时间点在 x 轴上有一个对应的位置,各时间点温度值为y轴,根据不同时间点的温度测量值,在 y 轴上确定相应的高度,构建运行温度变化折线图,水平线是与x轴平行的直线,对于每一段温度线,从左向右绘制各段温度线所对应的水平线,直至各段水平线与对应温度线相交,从坐标圆点顺时针绘制与各段温度线之间的角度线,并获取角度线所对应的角度值,作为区分第一斜率和第二斜率的依据,若夹角为钝角,则代表对应温度线呈上升趋势并将该条温度线的斜率标记为第一斜率,若夹角为锐角,则代表对应温度线呈下降趋势并将该条温度线的斜率标记为第二斜率;

M2:基于步骤M1所构建的温度变化折线图,提取对应布设点的参考温度值;构建参考温度值对应在折线图中的参考线,以高于参考线的数值点为基准点,构建各组基准点与参考线之间的垂线,将垂线标记为高参线;计算各组高参线的长度,统计高参线的数量并记为b1,取各组高参线长度的均值并记为b2;将高参线数量b1和长度均值b2代入公式q2=b1×z1+b2×z2进行加权计算,得到对应布设点在设定监测时间段内的状温值q2;其中z1和z2分别为高参线数量b1和长度均值b2的影响权重因子;

M3:根据对应布设点的所在位置,预设变温值q1和状温值q2的参考值;将对应布设点在设定监测时间段内的变温值q1和状温值q2分别与对应的参考值进行比值的计算,得到变温比和状温比;以变温比为矩形的长度值,状温比为矩形的宽度值,构建对应布设点在设定监测时间段内的矩形模型,并计算构建矩形的面积,将计算的面积作为对应布设点的运行估值YX;

M4:基于步骤M1‑M3,得到制造机床设备在设定监测时间段内各组预先布设点的运行估值,并标记为YXi;基于预先布设点的所在位置,预设不同布设点运行估值YXi的允许值并记为 ;

将制造机床设备在设定监测时间段内各组预先布设点的运行估值YXi代入公式,进行加权计算得到运行预警指数 ;其中uyi表示各组预先布设点的运行估值YXi的影响权重因子;

预警处理模块:接收当前比对时间点所生成的运行预警信号和环境预警信号,并执行相应的步骤;

预警优化模块:在制造机床设备出现异常时,将出现异常的时间点标记为开始点,对开始点前设定监测时间段内的运行预警指数 进行分析和记录,并由此建立数据库。

2.根据权利要求1所述的一种机械制造用安全监控预警系统,其特征在于,得到环境评估指数 的具体步骤为:P1:将有害气体的种类编号标记为v;其中v=1,2...F;基于当前机械制造所处工作环境,预设粉尘浓度和有害气体浓度的参考值;

P2:提取对应布设点在当前到达时间点的粉尘浓度值和有害气体浓度值,并分别标记为Nt和 ;将粉尘浓度和有害气体浓度的参考值分别标记为 和 ;将对应布设点的粉尘浓度值Nt和有害气体浓度值 代入公式

进行加权计算,得到对应布设点在当前到达时

间点的环境估值NS;其中ck1和ck2分别为粉尘浓度值Nt和有害气体浓度值 的影响权重因子;

P3:基于步骤P2,得到机械制造所处工作环境在当前到达时间点各组预先布设点的环境估值,并标记为NSj;取各组环境估值NSj的均值,即通过 进行计算得到,将计算的均值作为机械制造所处工作环境在当前到达时间点的环境评估指数 。

3.根据权利要求2所述的一种机械制造用安全监控预警系统,其特征在于,当生成运行预警信号时执行相应的步骤,具体为:H1:对运行预警信号所对应的运行预警指数 和参考阈值指数进行差值的计算,将计算的差值与设定两组差值取值范围进行匹配;设定每组差值取值范围对应一个预警等级;

得到当前比对时间点的预警等级;预警等级分为一般预警和严重预警;

H2:若生成一般预警,则以当前制造机床设备为预警圆心,设定距离为半径画圆,对处于圆范围内的维护人员进行提取,作为当前比对时间点制造机床设备的待选取维护人员,获取待选取维护人员距离预警圆心的路程距离并标记为gy1;进一步将待选取维护人员的入职时间与当前比对时间点进行时间差计算得到待选取维护人员的工作时长并标记为gy2;提取待选取维护人员的解决均时并记为gy3;将维护人员到达预警圆心并反馈到达信令的时间点标记为开始时刻,解决问题反馈结束信令的时间点标记为结束时刻,对开始时刻和结束时刻进行差值计算,得到维护人员该次维护的所用时长,取维护人员各组所用时长的均值,得到维护人员的解决均时;

将待选取维护人员的路程距离gy1、工作时长gy2以及解决均时gy3代入公式进行加权计算,得到待选取维护人员的选优值 ;其中vh1、vh2以及vh3分别为路程距离gy1、工作时长gy2以及解决均时gy3的影响权重因子;

将选优值 最大的待选取维护人员作为当前制造机床设备的维护人员,并发送维护信令至该维护人员的移动终端上;

H3:若生成严重预警,则停止制造机床设备的生产工作,并执行步骤H2。

4.根据权利要求3所述的一种机械制造用安全监控预警系统,其特征在于,当生成环境预警信号时执行相应的步骤,具体为:首先触发机械制造所处工作环境的警报器,提醒工作人员撤离并佩戴防护装备,进一步增加机械通风并发送异常环境信令至管理人员的移动终端上。