CN111830925B - 一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统，包括摄像头、环境监测模块、控制器、数据采集模块、数据整理模块、数据分析模块以及设备管理模块；环境监测模块设置于工业设备外部用于实时监测工业设备外的实时环境信息；控制器用于将实时环境信息与正常运行环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于正常运行环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；数据采集模块用于实时采集工业设备的能耗数据并将工业设备的能耗数据传输到数据整理模块；数据整理模块接收数据采集模块传输的工业设备的能耗数据并作出分析和处理，生成该工业设备的能耗统计分析表；数据分析模块对该工业设备的能耗状态进行分析。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统。
背景技术
随着现代工业进程的加快，能源危机日渐显出，目前很多能源保有总量不容乐观，能源消费增长快，能耗水平高，环境压力空前巨大。因此，能耗监管检测成为了当前能源节能的一项重要内容。
公开号CN108153218A的文件公开了一种智能建筑能耗监管系统，包括数据采集及控制单元，能耗监测与分析单元，能耗管理单元，后台管理单元，对大量的能耗信息进行数据监管，发现能耗数据的异常情况，提高了智能建筑能耗监控力度以及能耗单元的可靠性；建设节能建议模块，对能耗数据进行对比分析和趋势分析，找出异常的数据，并分析出异常原因，提出节能建议并生成相关报告，实现了电力消耗量化和标准化管理。
但是在该专利中只是浅层次的对大量的能耗信息进行数据监管，根据历史能耗数据进行能耗异常检测；忽略了在出现异常能耗点之后的数据序列和变化趋势情况，而且检测出异常后无法及时分配管理人员进行处理；
由于计量表具以及生产过程中的多方面原因，导致采集到的能耗数据存在着不准确、不可靠等问题，只有首先排除错误的能耗数据，才能将采集到的数据用于进一步的能耗分析；
而且在再生金属冶炼的过程中，会生成大量的高温蒸汽和烟气，容易因温度过高失火或产生爆炸，造成大量能源损耗，同时威胁工作人员的人身安全。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统；对工业设备运行的实时环境进行监测，避免因温度过高失火或产生爆炸，造成大量能源损耗的问题；
对大量的能耗信息进行数据监管，判别收集到的能耗数据，首先排除错误的能耗数据，再对能耗数据并作出分析和处理，生成该工业设备的能耗统计分析表，检测某个典型生产过程在最近一段时间内的能耗是否发生异常，从数据库中获取典型生产过程的能耗时间序列数据，并与该工业设备在每个时间子区间的平均能耗比较，根据比较结果，确定该工业设备的能耗状态是否异常；并分配至对应的管理人员进行处理。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统，包括摄像头、环境监测模块、控制器、数据采集模块、数据整理模块、数据分析模块以及设备管理模块；
所述摄像头设置于工业设备外部用于实时录制工业设备的图像信息并将图像信息通过Zigbee无线网络传输到Zigbee智能网关，所述Zigbee智能网关用于将图像信息传输到数据分析模块，所述数据分析模块与互联网连接，用于对图像信息进行识别分析工业设备的种类信息并将工业设备的种类信息传输到控制器，所述控制器用于根据种类信息自动与大数据参考模块进行比对，获取该工业设备所需的正常运行环境信息；所述控制器用于将正常运行环境信息传输到云平台；所述正常运行环境信息包括温度、湿度、以及气体成分；
所述环境监测模块设置于工业设备外部用于实时监测工业设备外的实时环境信息，所述环境监测模块用于将实时环境信息通过Zigbee无线网络传输到控制器，所述控制器用于将实时环境信息与正常运行环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于正常运行环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；
所述控制器还用于将实时环境信息传输到云平台，所述云平台用于对实时环境信息进行存储；
所述环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器和气体检测传感器；所述坏境调节模块包括温度调节模块、湿度调节模块和气体成分调节模块；所述控制器与温度调节模块、湿度调节模块和气体成分调节模块均为控制连接；
所述温度传感器用于将实时温度信息传输到控制器，所述控制器在实时温度信息超过正常运行环境信息时驱动控制温度调节模块将温度调节到正常运行环境信息范围内；
所述湿度传感器用于将实时湿度信息传输到控制器，所述控制器在实时湿度信息超过正常运行环境信息时驱动控制湿度调节模块将湿度调节到正常运行环境信息范围内；
所述气体成分传感器用于对工业设备所处的环境进行气体成分检测并将气体成分信息传输到控制器，所述控制器在存在易燃易爆气体成分或者有毒有害成分超标时驱动控制气体成分调节模块将气体成分浓度调节到正常运行环境信息范围内；
所述数据采集模块用于实时采集工业设备的能耗数据并将工业设备的能耗数据传输到数据整理模块；所述数据采集模块的具体工作步骤如下：
步骤一：每隔预设时长监测工业设备当前的状态，将本次监测到的状态确定为工业设备在当前的时间区间的状态，时间区间的长度为预设时长，所述状态为停机状态、待机状态和运行状态中的一种；
步骤二：根据工业设备在多个连续的时间区间的状态，确定多个时间子区间，从而在每个时间子区间内所述工业设备的状态相同；获取所述工业设备在每个时间子区间的能耗数据；
步骤三：判别收集到的能耗数据，根据能耗监管系统的判别式来判定当前能耗数据的状态；所述能耗监管系统的判别式的建立方法包括：
S11：设定一阀值G，设定在t时刻收集到的能耗数据为Vt，当收集到的能耗数据满足Vt≥Vt-1且Vt-Vt-1≤G，设定此时的能耗数据状态为“正常”状态；
S12：在t时刻，如果计量表由于故障被更换，或计量值超过了自身计量范围，或因其它原因重新开始计量，此时计量表处于“更新”状态，当采集到的能耗数据满足以下任一判别式，设定此时的能耗数据状态为“更新”状态；对此时的能耗数据采用丢弃处理；
a：Vt-1>Vt+1≥Vt，且计量表在以后时刻均处于“正常”状态；
b：Vt-Vt-1>G，且计量表在以后时刻均处于“正常”状态；
S13：在t时刻，如果计量表读数异常，但在前一时刻和后一时刻读数正常，此时计量表处于“单坏点”状态，当收集到的能耗数据满足一下任一判别式，设定此时的能耗数据状态为“单坏点”状态；对此时的能耗数据采用其前后两时刻的平均值处理；
c：Vt+1≥Vt-1>Vt且Vt+1-Vt-1≤G；
d：Vt-Vt-1>G，Vt>Vt+1且Vt+1-Vt-1≤G；
S14：在一段时间内，如果计量表读数出现多次非正常状态时，设定此时的能耗数据状态为“多坏点”状态，此时数据采集模块生成预警信号并将预警信号传输到控制器，所述控制器接收预警信号控制驱动报警器报警并将预警信号传输到设备管理模块。
进一步地，所述数据整理模块接收数据采集模块传输的工业设备的能耗数据并作出分析和处理，生成该工业设备的能耗统计分析表，具体步骤如下：
S21：获取该工业设备在每个时间子区间的能耗监测数据，并确定该工业设备在每个时间子区间的平均能耗；
S22：预设分析的时间区间T，在时间区间T内，根据该工业设备在每个时间子区间的状态统计该工业设备处于停机状态的时长T1、处于待机状态的时长T2和处于运行状态的时长T3；T1+T2+T3＝T；
计算每个状态的时长占总时长的比例并可视化；
S23：在时间区间T内，根据该工业设备在每个时间子区间的平均能耗，计算该工业设备处于待机状态的能耗EP2和处于运行状态的能耗EP3；EP2为时间区间T内，该工业设备所有处于待机状态的时间子区间的平均能耗之和；EP3为时间区间T内，该工业设备所有处于运行状态的时间子区间的平均能耗之和；
S24：计算该工业设备的总能耗EP＝EP2+EP3；若EP≠0，计算EP并可视化；将该工业设备的每个时间子区间和对应的平均能耗融合形成能耗统计分析表；
S25：数据整理模块将能耗统计分析表传输到数据分析模块。
进一步地，所述数据分析模块对该工业设备的能耗状态进行分析，包括：
S31：按照工业设备的生产流程，识别典型生产过程，该典型生产过程是循环、重复出现的；
S32：将已知的典型生产过程的异常模式编码并存储在数据库中，每一个编码对应且只对应一种异常模式；所述异常模式由编码、文字描述和能耗时间序列数据共同描述；
S33：检测某个典型生产过程在最近一段时间内的能耗是否发生异常，从数据库中获取典型生产过程的能耗时间序列数据，并与该工业设备在每个时间子区间的平均能耗比较，根据比较结果，确定该工业设备的能耗状态是否异常；
再从数据库中获取所述典型生产过程的异常模式数据，然后与输入的能耗时间序列数据匹配，识别异常模式；
S34：所述数据分析模块将比对结果传输到控制器；
所述控制器根据比对结果关闭当前尚在运行的能耗异常设备并将生成预警信号传输到设备管理模块。
进一步地，所述设备管理模块用于接收预警信号、预警信号对应的工业设备和对应的工业设备的位置信息并分配至对应的管理人员进行处理，具体步骤为：
S41：将预警信号对应的工业设备标记为预警设备；向工作人员的手机终端发送位置获取指令获取工作人员的位置，将工作人员的位置与预警设备的位置进行距离差计算得到人员距离QG；
S42：将工作人员的入行时间与系统当前时间进行时间差计算得到工作人员的工作时长并标记为QF；
S43：设定工作人员的年龄为QN，设定工作人员的管理次数为QC；将人员距离、工作时长、管理次数和年龄进行去量化处理并取其值；
S44：利用公式
得到工作人员的管理值QZ；其中，QT为工作人员的低效值；a1、a2、a3、a4和a5均为预设系数因子；
S45：选取管理值QZ最大的工作人员为该预警设备的管理人员；
S46：将该预警设备的位置发送至管理人员的手机终端上；同时该管理人员的管理次数增加一次；
S47：管理人员到达预警设备位置后对预警设备进行处理；
将处理结束时刻与处理开始时刻进行时间差计算获取得到管理人员的管理时长，将其标记为A；设定用户输入的评分值为B；将管理时长与输入的评分值进行去量化处理并取其值，利用公式
获取得到管理人员的单次值，将管理人员的所有单次值进行求和并取平均值得到管理人员的低效值QT；b1和b2均为预设比例系数。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过环境监测模块对工业设备运行的实时环境进行监测，控制器用于将实时环境信息与正常运行环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于正常运行环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节，避免因温度过高失火或产生爆炸，造成大量能源损耗的问题；延长工业设备的使用寿命；
(2)对大量的能耗信息进行数据监管，判别收集到的能耗数据，根据能耗监管系统的判别式来判定当前能耗数据的状态；首先排除错误的能耗数据，再对能耗数据并作出分析和处理；当能耗数据状态为“多坏点”状态时，及时预警；
(3)数据整理模块接收数据采集模块传输的工业设备的能耗数据并作出分析和处理，将该工业设备的每个时间子区间和对应的平均能耗融合形成能耗统计分析表，从数据库中获取典型生产过程的能耗时间序列数据，并与该工业设备在每个时间子区间的平均能耗比较，根据比较结果，确定该工业设备的能耗状态是否异常；再从数据库中获取所述典型生产过程的异常模式数据，然后与输入的能耗时间序列数据匹配，识别异常模式；本发明基于工业设备能耗监测数据，分析、诊断工业设备状态，识别并预测工业设备的能耗异常；
(4)设备管理模块接收预警信号、预警信号对应的工业设备和对应的工业设备的位置信息并分配至对应的管理人员进行处理，提高工作效率。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统，包括摄像头、环境监测模块、控制器、数据采集模块、数据整理模块、数据分析模块以及设备管理模块；
所述摄像头设置于工业设备外部用于实时录制工业设备的图像信息并将图像信息通过Zigbee无线网络传输到Zigbee智能网关，所述Zigbee智能网关用于将图像信息传输到数据分析模块，所述数据分析模块与互联网连接，用于对图像信息进行识别分析工业设备的种类信息并将工业设备的种类信息传输到控制器，所述控制器用于根据种类信息自动与大数据参考模块进行比对，获取该工业设备所需的正常运行环境信息；所述控制器用于将正常运行环境信息传输到云平台；所述正常运行环境信息包括温度、湿度、以及气体成分；
所述环境监测模块设置于工业设备外部用于实时监测工业设备外的实时环境信息，所述环境监测模块用于将实时环境信息通过Zigbee无线网络传输到控制器，所述控制器用于将实时环境信息与正常运行环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于正常运行环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；
所述控制器还用于将实时环境信息传输到云平台，所述云平台用于对实时环境信息进行存储；
所述环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器和气体检测传感器；所述坏境调节模块包括温度调节模块、湿度调节模块和气体成分调节模块；所述控制器与温度调节模块、湿度调节模块和气体成分调节模块均为控制连接；
所述温度传感器用于将实时温度信息传输到控制器，所述控制器在实时温度信息超过正常运行环境信息时驱动控制温度调节模块将温度调节到正常运行环境信息范围内；
所述湿度传感器用于将实时湿度信息传输到控制器，所述控制器在实时湿度信息超过正常运行环境信息时驱动控制湿度调节模块将湿度调节到正常运行环境信息范围内；
所述气体成分传感器用于对工业设备所处的环境进行气体成分检测并将气体成分信息传输到控制器，所述控制器在存在易燃易爆气体成分或者有毒有害成分超标时驱动控制气体成分调节模块将气体成分浓度调节到正常运行环境信息范围内；所述气体成分调节模块包括通风装置和废气处理装置；气体成分检测主要包括CH4气体含量检测、CO2气体成分检测、H2S气体成分检测以及O2气体成分检测；CH4气体检测用于易燃气体含量监测，用于预防工业设备爆炸防护；CO2、H2S和O2气体检测用于空气质量监测，用于提醒工作人员是否可以进入；
所述数据采集模块用于实时采集工业设备的能耗数据并将工业设备的能耗数据传输到数据整理模块；所述数据采集模块的具体工作步骤如下：
步骤一：每隔预设时长监测工业设备当前的状态，将本次监测到的状态确定为工业设备在当前的时间区间的状态，时间区间的长度为预设时长，所述状态为停机状态、待机状态和运行状态中的一种；
步骤二：根据工业设备在多个连续的时间区间的状态，确定多个时间子区间，从而在每个时间子区间内所述工业设备的状态相同；获取所述工业设备在每个时间子区间的能耗数据；
步骤三：判别收集到的能耗数据，根据能耗监管系统的判别式来判定当前能耗数据的状态；所述能耗监管系统的判别式的建立方法包括：
S11：设定一阀值G，设定在t时刻收集到的能耗数据为Vt，当收集到的能耗数据满足Vt≥Vt-1且Vt-Vt-1≤G，设定此时的能耗数据状态为“正常”状态；
S12：在t时刻，如果计量表由于故障被更换，或计量值超过了自身计量范围，或因其它原因重新开始计量，此时计量表处于“更新”状态，当采集到的能耗数据满足以下任一判别式，设定此时的能耗数据状态为“更新”状态；对此时的能耗数据采用丢弃处理；
a：Vt-1>Vt+1≥Vt，且计量表在以后时刻均处于“正常”状态；
b：Vt-Vt-1>G，且计量表在以后时刻均处于“正常”状态；
S13：在t时刻，如果计量表读数异常，但在前一时刻和后一时刻读数正常，此时计量表处于“单坏点”状态，当收集到的能耗数据满足一下任一判别式，设定此时的能耗数据状态为“单坏点”状态；对此时的能耗数据采用其前后两时刻的平均值处理；
c：Vt+1≥Vt-1>Vt且Vt+1-Vt-1≤G；
d：Vt-Vt-1>G，Vt>Vt+1且Vt+1-Vt-1≤G；
S14：在一段时间内，如果计量表读数出现多次非正常状态时，设定此时的能耗数据状态为“多坏点”状态，此时数据采集模块生成预警信号并将预警信号传输到控制器，所述控制器接收预警信号控制驱动报警器报警并将预警信号传输到设备管理模块。
所述数据整理模块接收数据采集模块传输的工业设备的能耗数据并作出分析和处理，生成该工业设备的能耗统计分析表，具体步骤如下：
S21：获取该工业设备在每个时间子区间的能耗监测数据，并确定该工业设备在每个时间子区间的平均能耗；
S22：预设分析的时间区间T，在时间区间T内，根据该工业设备在每个时间子区间的状态统计该工业设备处于停机状态的时长T1、处于待机状态的时长T2和处于运行状态的时长T3；T1+T2+T3＝T；
计算每个状态的时长占总时长的比例并可视化；
S23：在时间区间T内，根据该工业设备在每个时间子区间的平均能耗，计算该工业设备处于待机状态的能耗EP2和处于运行状态的能耗EP3；EP2为时间区间T内，该工业设备所有处于待机状态的时间子区间的平均能耗之和；EP3为时间区间T内，该工业设备所有处于运行状态的时间子区间的平均能耗之和；
S24：计算该工业设备的总能耗EP＝EP2+EP3；若EP≠0，计算EP并可视化；将该工业设备的每个时间子区间和对应的平均能耗融合形成能耗统计分析表；
S25：数据整理模块将能耗统计分析表传输到数据分析模块。
所述数据分析模块对该工业设备的能耗状态进行分析，包括：
S31：按照工业设备的生产流程，识别典型生产过程，该典型生产过程是循环、重复出现的；
S32：将已知的典型生产过程的异常模式编码并存储在数据库中，每一个编码对应且只对应一种异常模式；所述异常模式由编码、文字描述和能耗时间序列数据共同描述；
S33：检测某个典型生产过程在最近一段时间内的能耗是否发生异常，从数据库中获取典型生产过程的能耗时间序列数据，并与该工业设备在每个时间子区间的平均能耗比较，根据比较结果，确定该工业设备的能耗状态是否异常；
再从数据库中获取所述典型生产过程的异常模式数据，然后与输入的能耗时间序列数据匹配，识别异常模式；
S34：所述数据分析模块将比对结果传输到控制器；
所述控制器根据比对结果关闭当前尚在运行的能耗异常设备并将生成预警信号传输到设备管理模块；
所述设备管理模块用于接收预警信号、预警信号对应的工业设备和对应的工业设备的位置信息并分配至对应的管理人员进行处理，具体步骤为：
S41：将预警信号对应的工业设备标记为预警设备；向工作人员的手机终端发送位置获取指令获取工作人员的位置，将工作人员的位置与预警设备的位置进行距离差计算得到人员距离QG；
S42：将工作人员的入行时间与系统当前时间进行时间差计算得到工作人员的工作时长并标记为QF；
S43：设定工作人员的年龄为QN，设定工作人员的管理次数为QC；将人员距离、工作时长、管理次数和年龄进行去量化处理并取其值；
S44：利用公式
得到工作人员的管理值QZ；其中，QT为工作人员的低效值；a1、a2、a3、a4和a5均为预设系数因子；
S45：选取管理值QZ最大的工作人员为该预警设备的管理人员；
S46：将该预警设备的位置发送至管理人员的手机终端上；同时该管理人员的管理次数增加一次；
S47：管理人员到达预警设备位置后对预警设备进行处理；
将处理结束时刻与处理开始时刻进行时间差计算获取得到管理人员的管理时长，将其标记为A；设定用户输入的评分值为B；将管理时长与输入的评分值进行去量化处理并取其值，利用公式
获取得到管理人员的单次值，将管理人员的所有单次值进行求和并取平均值得到管理人员的低效值QT；b1和b2均为预设比例系数。
该系统还包括需求输入模块，所述需求输入模块用于管理人员输入进行管理的需求环境信息并将需求环境信息传输到控制器，所述控制器用于将实时环境信息与需求环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于需求环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；具体步骤为：
S51：管理人员的手机终端接收到预警设备的位置信息，管理人员通过手机终端调取云平台存储的预警设备外的实时环境信息；
S52：管理人员根据实时环境信息判断此时是否适宜进入；若不适宜，则管理人员通过手机终端向需求输入模块传输需求环境信息；需求输入模块将管理人员输入的需求环境信息传输到控制器；
S53：控制器将实时环境信息与需求环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于需求环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；
S54：当实时环境信息处于需求环境信息范围内时，管理人员进入车间对预警设备进行处理。
一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统，在工作时，通过摄像头采集到工业设备的图像信息，之后通过数据分析模块对图像信息进行分析，并结合互联网对工业设备进行自动识别，识别之后通过大数据参考模块自动得到该工业设备的正常运行信息，控制器将实时环境信息与正常运行环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于正常运行环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；使得工业设备处于正常运行环境中，降低设备能耗，提高设备的使用寿命；
数据采集模块实时采集工业设备的能耗数据，并判别收集到的能耗数据，根据能耗监管系统的判别式来判定当前能耗数据的状态；能耗数据状态包括“正常”状态、“更新”状态、“单坏点”状态以及“多坏点”状态；根据在出现异常能耗点之后的数据序列和变化趋势情况，实现对换表或表回转等常见但特殊情况的自动判定和处理；减少人工审核的工作量，加快数据审核进程，提高系统能耗数据的可靠性；同时在出现“多坏点”状态的情况下，及时预警；设备管理模块用于接收预警信号、预警信号对应的工业设备和对应的工业设备的位置信息并分配至对应的管理人员进行处理；
数据整理模块接收数据采集模块传输的工业设备的能耗数据并作出分析和处理，生成该工业设备的能耗统计分析表，检测某个典型生产过程在最近一段时间内的能耗是否发生异常，从数据库中获取典型生产过程的能耗时间序列数据，并与该工业设备在每个时间子区间的平均能耗比较，根据比较结果，确定该工业设备的能耗状态是否异常；再从数据库中获取所述典型生产过程的异常模式数据，然后与输入的能耗时间序列数据匹配，识别异常模式；控制器根据比对结果关闭当前尚在运行的能耗异常设备并将生成预警信号传输到设备管理模块，设备管理模块用于接收预警信号、预警信号对应的工业设备和对应的工业设备的位置信息并分配至对应的管理人员进行处理；
管理人员的手机终端接收到预警设备的位置信息，管理人员通过手机终端调取云平台存储的预警设备外的实时环境信息；管理人员根据实时环境信息判断此时是否适宜进入；若不适宜，则管理人员通过手机终端向需求输入模块传输需求环境信息；需求输入模块将管理人员输入的需求环境信息传输到控制器；控制器将实时环境信息与需求环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于需求环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；保护工作人员的安全。
上述公式均是由采集大量数据进行软件模拟及相应专家进行参数设置处理，得到与真实结果符合的公式。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统，其特征在于，包括摄像头、环境监测模块、控制器、数据采集模块、数据整理模块、数据分析模块以及设备管理模块；
所述摄像头设置于工业设备外部用于实时录制工业设备的图像信息并将图像信息通过Zigbee无线网络传输到Zigbee智能网关，所述Zigbee智能网关用于将图像信息传输到数据分析模块，所述数据分析模块与互联网连接，用于对图像信息进行识别分析工业设备的种类信息并将工业设备的种类信息传输到控制器，所述控制器用于根据种类信息自动与大数据参考模块进行比对，获取该工业设备所需的正常运行环境信息；所述控制器用于将正常运行环境信息传输到云平台；
所述环境监测模块设置于工业设备外部用于实时监测工业设备外的实时环境信息，所述环境监测模块用于将实时环境信息通过Zigbee无线网络传输到控制器，所述控制器用于将实时环境信息与正常运行环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于正常运行环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；
所述数据采集模块用于实时采集工业设备的能耗数据并将工业设备的能耗数据传输到数据整理模块；所述数据采集模块的具体工作步骤如下：
步骤一：每隔预设时长监测工业设备当前的状态，将本次监测到的状态确定为工业设备在当前的时间区间的状态，时间区间的长度为预设时长，所述状态为停机状态、待机状态和运行状态中的一种；
步骤二：根据工业设备在多个连续的时间区间的状态，确定多个时间子区间，从而在每个时间子区间内所述工业设备的状态相同；获取所述工业设备在每个时间子区间的能耗数据；
步骤三：判别收集到的能耗数据，根据能耗监管系统的判别式来判定当前能耗数据的状态；所述能耗监管系统的判别式的建立方法包括：
S11：设定一阀值G，设定在t时刻收集到的能耗数据为Vt，当收集到的能耗数据满足Vt≥Vt-1且Vt-Vt-1≤G，设定此时的能耗数据状态为“正常”状态；
S12：在t时刻，如果计量表由于故障被更换，或计量值超过了自身计量范围，或因其它原因重新开始计量，此时计量表处于“更新”状态，当采集到的能耗数据满足以下任一判别式，设定此时的能耗数据状态为“更新”状态；对此时的能耗数据采用丢弃处理；
a：Vt-1>Vt+1≥Vt，且计量表在以后时刻均处于“正常”状态；
b：Vt-Vt-1>G，且计量表在以后时刻均处于“正常”状态；
S13：在t时刻，如果计量表读数异常，但在前一时刻和后一时刻读数正常，此时计量表处于“单坏点”状态，当收集到的能耗数据满足以下任一判别式，设定此时的能耗数据状态为“单坏点”状态；对此时的能耗数据采用其前后两时刻的平均值处理；
c：Vt+1≥Vt-1>Vt且Vt+1-Vt-1≤G；
d：Vt-Vt-1>G，Vt>Vt+1且Vt+1-Vt-1≤G；
S14：在一段时间内，如果计量表读数出现多次非正常状态时，设定此时的能耗数据状态为“多坏点”状态，此时数据采集模块生成预警信号并将预警信号传输到控制器，所述控制器接收预警信号控制驱动报警器报警并将预警信号传输到设备管理模块；
所述设备管理模块用于接收预警信号、预警信号对应的工业设备和对应的工业设备的位置信息并分配至对应的管理人员进行处理，具体步骤为：
S41：将预警信号对应的工业设备标记为预警设备；向工作人员的手机终端发送位置获取指令获取工作人员的位置，将工作人员的位置与预警设备的位置进行距离差计算得到人员距离QG；
S42：将工作人员的入行时间与系统当前时间进行时间差计算得到工作人员的工作时长并标记为QF；
S43：设定工作人员的年龄为QN，设定工作人员的管理次数为QC；将人员距离、工作时长、管理次数和年龄进行去量化处理并取其值；
S44：利用公式
得到工作人员的管理值QZ；其中，QT为工作人员的低效值；a1、a2、a3、a4和a5均为预设系数因子；
S45：选取管理值QZ最大的工作人员为该预警设备的管理人员；
S46：将该预警设备的位置发送至管理人员的手机终端上；同时该管理人员的管理次数增加一次；
S47：管理人员到达预警设备位置后对预警设备进行处理；
将处理结束时刻与处理开始时刻进行时间差计算获取得到管理人员的管理时长，将其标记为A；设定用户输入的评分值为B；将管理时长与输入的评分值进行去量化处理并取其值，利用公式
获取得到管理人员的单次值，将管理人员的所有单次值进行求和并取平均值得到管理人员的低效值QT；b1和b2均为预设比例系数；
该系统还包括需求输入模块，所述需求输入模块用于管理人员输入进行管理的需求环境信息并将需求环境信息传输到控制器，所述控制器用于将实时环境信息与需求环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于需求环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；具体步骤为：
S51：管理人员的手机终端接收到预警设备的位置信息，管理人员通过手机终端调取云平台存储的预警设备外的实时环境信息；
S52：管理人员根据实时环境信息判断此时是否适宜进入；若不适宜，则管理人员通过手机终端向需求输入模块传输需求环境信息；需求输入模块将管理人员输入的需求环境信息传输到控制器；
S53：控制器将实时环境信息与需求环境信息进行比对并在实时环境信息超出或低于需求环境信息时自动驱动控制环境调节模块进行环境调节；
S54：当实时环境信息处于需求环境信息范围内时，管理人员进入车间对预警设备进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统，其特征在于，所述数据整理模块接收数据采集模块传输的工业设备的能耗数据并作出分析和处理，生成该工业设备的能耗统计分析表，具体步骤如下：
S21：获取该工业设备在每个时间子区间的能耗监测数据，并确定该工业设备在每个时间子区间的平均能耗；
S22：预设分析的时间区间T，在时间区间T内，根据该工业设备在每个时间子区间的状态统计该工业设备处于停机状态的时长T1、处于待机状态的时长T2和处于运行状态的时长T3；T1+T2+T3＝T；
计算每个状态的时长占总时长的比例并可视化；
S23：在时间区间T内，根据该工业设备在每个时间子区间的平均能耗，计算该工业设备处于待机状态的能耗EP2和处于运行状态的能耗EP3；EP2为时间区间T内，该工业设备所有处于待机状态的时间子区间的平均能耗之和；EP3为时间区间T内，该工业设备所有处于运行状态的时间子区间的平均能耗之和；
S24：计算该工业设备的总能耗EP＝EP2+EP3；若EP≠0，计算EP并可视化；将该工业设备的每个时间子区间和对应的平均能耗融合形成能耗统计分析表；
S25：数据整理模块将能耗统计分析表传输到数据分析模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统，其特征在于，所述数据分析模块对该工业设备的能耗状态进行分析，包括：
S31：按照工业设备的生产流程，识别典型生产过程，该典型生产过程是循环、重复出现的；
S32：将已知的典型生产过程的异常模式编码并存储在数据库中，每一个编码对应且只对应一种异常模式；所述异常模式由编码、文字描述和能耗时间序列数据共同描述；
S33：检测某个典型生产过程在最近一段时间内的能耗是否发生异常，从数据库中获取典型生产过程的能耗时间序列数据，并与该工业设备在每个时间子区间的平均能耗比较，根据比较结果，确定该工业设备的能耗状态是否异常；
再从数据库中获取所述典型生产过程的异常模式数据，然后与输入的能耗时间序列数据匹配，识别异常模式；
S34：所述数据分析模块将比对结果传输到控制器；
所述控制器根据比对结果关闭当前尚在运行的能耗异常设备并将生成预警信号传输到设备管理模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于再生金属冶炼的智能化能耗监管系统，其特征在于，所述正常运行环境信息包括温度、湿度、以及气体成分；所述控制器还用于将实时环境信息传输到云平台，所述云平台用于对实时环境信息进行存储；所述环境监测模块包括温度传感器、湿度传感器和气体检测传感器；所述环境调节模块包括温度调节模块、湿度调节模块和气体成分调节模块。
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