[发明专利]一种机床多能量源的可配置能耗在线监测方法及系统

权利要求书

1.一种机床多能量源的可配置能耗在线监测方法，其特征在于通过分析针对待监测机床的不同数量和类型的能量源进行配置，实现对待监测机床各能量源能耗状态的实时在线监测和分析，具体步骤如下：

S1：待监测机床多能量源和多个功率传感器的匹配：分析待监测机床的能量源数量和类型，根据待监测机床的能量源数量确定功率传感器的数量，然后在待监测机床各能量源上分别安装功率传感器；

S2：待监测机床多能量源的数据采集与处理：通过安装的各功率传感器采集待监测机床各能量源的电功率数据，并处理获得待监测机床各能量源的实时电功率值，同时记录各能量源的运行开始时间、各能量源的运行结束时间、待监测机床运行开始时间和待监测机床运行结束时间；

S3：待监测机床的各能量源能耗状态的分析：对步骤S2中得到实时电功率值进行分析得到待监测机床能耗信息和能量源能耗信息。

2.根据权利要求1所述机床多能量源的可配置能耗在线监测方法，其特征在于根据公式(1)得到待监测机床的机床总能耗值，根据公式(2)得到能量源能耗值，根据公式(3)得到能量源电功率峰值；根据公式(4)得到待监测机床加工全过程能量利用率：

Em=∫tmstmePmdt=ΣEi---(1);]]>

Ei=∫ti-sti-ePidt---(2);]]>

P_i-peak=max{P_i}              (3)；

η=Es/Em=∫ts-sts-epsdt/∫tmstmePmdt---(4);]]>

其中，E_m表示待监测机床的机床总能耗，P_m表示待监测机床总输入的实时电功率值，t_ms表示待监测机床运行开始时间，t_me表示待监测机床运行结束时间，E_i表示待监测机床的第i个能量源的能耗值，t_i-s表示第i个能量源的运行开始时间，t_i-e表示第i个能量源的运行结束时间，P_i表示待监测机床中第i个能量源的实时电功率值，P_i-peak表示待监测机床中第i个能量源电功率峰值，η表示待监测机床加工全过程能量利用率，E_s表示待监测机床主轴系统能量源的能耗值，t_s-s表示待监测机床主轴系统能量源的运行开始时间，t_s-e表示待监测机床主轴系统能量源的运行结束时间，p_s表示待监测机床主轴系统能量源的实时电功率值。

3.一种实现权利要求1所述的机床多能量源的可配置能耗在线监测方法的系统，其特征在于包括系统配置模块、能耗监测模块、能耗分析模块和结果输出模块；

所述系统配置模块用于根据待监测机床各能量源与功率传感器的物理连接关系生成配置信息，该配置信息包括待监测机床的能量源数量和类型以及各能量源上安装的功率传感器的类型、通信协议和接口信息，所述功率传感器用于采集能量源的电功率数据，并根据通信协议编译成含有电功率数据的报文；

所述能耗监测模块包括多源数据采集子模块、多源数据处理子模块和多源数据显示储存子模块；

所述多源数据采集子模块用于读取安装在待监测机床的各能量源上的功率传感器传输的含有实时电功率数据的报文，并用于记录各能量源运行开始时间、各能量源运行结束时间、待监测机床运行开始时间、待监测机床运行结束时间；多源数据采集子模块将读取的含有实时电功率数据的报文传输至多源数据处理子模块，所述多源数据处理子模块对接收到的含有电功率数据的报文进行处理得到各能量源对应的实时电功率值，并将该实时电功率值传输至多源数据显示储存子模块；所述多源数据显示储存子模块将接收到的实时电功率值进行显示和储存，并将该实时电功率值分别传输至能耗分析模块和结果输出模块；

所述能耗分析模块包括能耗信息处理子模块和能耗信息显示子模块，所述能耗信息处理子模块用于对所接收到的各能量源的实时电功率值进行计算，得到待监测机床总能耗、能量源能耗值、能量源电功率峰值、待监测机床加工全过程能量利用率以及能量源能耗值与机床总能耗的比值，并将机床总能耗、能量源能耗值、能量源电功率峰值、待监测机床加工全过程能量利用率以及能量源能耗值与机床总能耗的比值分别传输至能耗信息显示子模块，所述能耗信息显示子模块显示接收到的数据，并根据接收到的数据形成待监测机床多能量源能耗分布图和待监测机床能耗分布图，传输至结果输出模块；

所述结果输出模块输出能耗信息，所述能耗信息包括电功率曲线图、待监测机床能耗信息、能量源能耗信息、待监测机床能耗分布图和待监测机床多能量源能耗分布图，所述电功率曲线图是由结果输出模块根据接收的各能量源的实时电功率值生成的各能量源在整个加工运行时间段的电功率曲线图。