CN115357002B - 工厂机电设备能效监控管理方法及系统 - Google Patents

工厂机电设备能效监控管理方法及系统 Download PDF

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CN115357002B CN202211298491.3A CN202211298491A CN115357002B CN 115357002 B CN115357002 B CN 115357002B CN 202211298491 A CN202211298491 A CN 202211298491A CN 115357002 B CN115357002 B CN 115357002B
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
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Abstract

本发明提供了工厂机电设备能效监控管理方法及系统，通过获取机电设备中的能源消费量，机电系统输出值，机电系统的温度值，将数据带入计算获得能耗系数和输出系数，可以适配各种机电设备中输入量和输出量，通过能量转换得到为平衡温度，通过平衡温度对冷却系统进行控制，让机电设备降温，机电设备的能效和生产效率都提高，并且系统中可以直接带入能耗系数和输出系数，比起人工设置参数更为准确，且大大降低了控制系统的运算量，可以让控制系统更好的对机电设备的温度进行及时控制。

Description

工厂机电设备能效监控管理方法及系统
技术领域
本发明涉及能效监控领域，具体涉及工厂机电设备能效监控管理方法及系统。
背景技术
目前在机电设备运行的效率方面一直是机电设备研究者所致力研究的一大要点，能源的消耗换取的资源的效率是否提高，能效一直都是我们需要去攻克的难题，在机电设备运行的过程中，因为设备运行由电能或者化学能转化为机械能做功，但是有一部分会转化为内能，这部分就是能源的损耗，并且转化的这部分内能还会影响机电设备的正常运行，使得机电设备的能效降低，并且温度过高还需要将机电设备停止运行，让设备冷却后才能继续运行，当设备处于高温天气时，因为设备温度持续过高，机电设备的冷却系统也因为温度过高而需要将设备停止运行时，大大降低了工厂的效率，所以亟需一种工厂机电设备能效监控管理方法及系统，对工厂的机电设备的能效进行监控，让工厂的生产效率得到提高，并且在监测过程中因为不同的机电设备的输入量与输出量不同，所以大多数监控系统都不能做到对机电设备能效监控的适配性。
发明内容
鉴于以上所述现有方法的局限，本发明的目的在于提出工厂机电设备能效监控管理方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供工厂机电设备能效监控管理方法及系统，所述方法包括以下步骤：
S100：通过获取机电设备中的能源消费量；
S200：获取机电设备中的输出值；
S300：通过传感器获取机电设备中的温度值；
S400：通过将所述能源消费量和输出值计算得到能耗系数和输出系数；
S500：将所述能耗系数和输出系数通过能量转换得到能效系数；
S600：通过能效系数对机电设备的使用进行监控管理。
进一步地，在步骤S100中：机电设备中的能源消费量包括：耗电量、煤炭用量，通过 对能源输入机电设备中进行统计，将输入前的能源记为初始值
Figure 180073DEST_PATH_IMAGE001
，并通过周期性获取能源 的输入值，并记录在周期T获取的输入值
Figure 223115DEST_PATH_IMAGE002
，所述i为周期内输入机电设备能源的时刻，i= {1,2,3……，N}，所述N为获取输入值的总数量，获取的时间间隔为inti，inti=T/N。
优选地，一般周期为24小时，则获取输入量的时间间隔为1小时，初始值时刻i=1时，即为凌晨1点获取的输入值，N=24。
所述机电设备一般指机械、电器及电气自动化设备，在建筑中多指除土工、木工、钢筋、泥水之外的机械、管道设备的统称，所述机电设备所使用的能源包括：电能、化学能、太阳能和风能等。
进一步地，在步骤S200中：将机电设备中通过机电设备输出的产量或对设备或工 件做功即为输出值，所述输出值包括：生产工件数量、对工件或设备做有效功的次数、设备 加热时长、生产产品的容量等，取一个或多个数据结合成为输出值D，并将所述输出值做归 一化处理，并将所述输出值通过筛选转化为输出有效值Da，建立一个具有时间序列的空集 合Y，并将输出有效值Da通过获取时刻的顺序加入集合Y中，Y=[
Figure 31671DEST_PATH_IMAGE003
]，j为获取输出有效值 的时刻，从周期内第一次获取输出有效值定义j=1，j=[1，2，3……，M]，所述M为获取的输出 有效值的总数量，所述获取输出有效值的时间间隔为intj，intj=T/M。
进一步地，在步骤S300中：通过温度传感器将所述机电设备中设备运行时的温度值W，同时传感器获取机电设备中的温度值也同时记录获取温度值的时刻，但是机电设备的效率具有滞后性，所以在记录获取温度值的时刻时，与其滞后生产输出有效值相对应。
进一步地，在步骤S400中：将所述能源消费量的输入值
Figure 668320DEST_PATH_IMAGE002
与所述输出值D经过筛 选得到的输出有效值Da通过计算得到能耗系数的方法步骤具体为：
S401：将所述输出有效值Da所在的集合Y中的元素，依次计算两个相邻元素间的差 值（
Figure 587734DEST_PATH_IMAGE004
），当（
Figure 360649DEST_PATH_IMAGE004
）＞0时，将差值大于零构建序列growth，所述 growth为增长值序列，所述growth=[
Figure 215473DEST_PATH_IMAGE005
]，k∈[1,2,3……，P],所述P为增长值序列 growth的元素总量，通过max（）函数获取所述序列growth的最大值为max（growth），并记录 最大值max（growth）中
Figure 323106DEST_PATH_IMAGE003
的时刻定义为
Figure 794014DEST_PATH_IMAGE006
，将初始时刻到时刻
Figure 936283DEST_PATH_IMAGE006
的时间定义为
Figure 962007DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 307669DEST_PATH_IMAGE007
=
Figure 834466DEST_PATH_IMAGE006
×intj，在获取输入值的时间为
Figure 581973DEST_PATH_IMAGE007
时的时刻定义为
Figure 778599DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 860824DEST_PATH_IMAGE008
=（
Figure 676465DEST_PATH_IMAGE006
×intj）/inti；
所述时刻
Figure 527746DEST_PATH_IMAGE006
和时刻
Figure 791148DEST_PATH_IMAGE008
获取的时间相同，因为获取输入值与获取输出有效 值的间隔不同，所以时刻
Figure 236035DEST_PATH_IMAGE009
和时刻
Figure 104634DEST_PATH_IMAGE010
并不相同；
S402：当（
Figure 561155DEST_PATH_IMAGE004
）＜0时，将差值小于零的构建序列falling，所述 falling为降低值序列，所述falling=[
Figure 489796DEST_PATH_IMAGE011
]，l∈[1,2,3……，H],所述H为降低值序列 falling的元素总量，通过min（）函数获取所述序列falling的最小值为min（falling），并记 录最小值min（falling）中
Figure 156401DEST_PATH_IMAGE003
的时刻定义为
Figure 579423DEST_PATH_IMAGE009
，将初始时刻到时刻
Figure 139718DEST_PATH_IMAGE009
的时间定义 为
Figure 380206DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 409473DEST_PATH_IMAGE012
=
Figure 885454DEST_PATH_IMAGE009
×intj，在获取输入值的时间为
Figure 441200DEST_PATH_IMAGE012
时的时刻定义为
Figure 725026DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 490857DEST_PATH_IMAGE010
=（
Figure 645895DEST_PATH_IMAGE009
×intj）/inti；
所述时刻
Figure 931514DEST_PATH_IMAGE009
和时刻
Figure 513805DEST_PATH_IMAGE010
获取的时间相同，因为获取输入值与获取输出有效 值的间隔不同，所以时刻
Figure 766932DEST_PATH_IMAGE009
和时刻
Figure 335447DEST_PATH_IMAGE010
并不相同；
S403：计算在时间间隔中获得的输入量差值（
Figure 865786DEST_PATH_IMAGE013
），通过max（）函数和min （）函数获取所述输入量差值（
Figure 478033DEST_PATH_IMAGE013
）的最大值与最小值max（
Figure 969188DEST_PATH_IMAGE013
）和min（
Figure 466028DEST_PATH_IMAGE013
），通过时刻
Figure 975507DEST_PATH_IMAGE008
与
Figure 899601DEST_PATH_IMAGE010
获取的输入值定义为
Figure 609543DEST_PATH_IMAGE014
与
Figure 769129DEST_PATH_IMAGE015
，并且获取 其输入差值（
Figure 539639DEST_PATH_IMAGE016
）与（
Figure 244421DEST_PATH_IMAGE017
），通过计算得到能耗系数 ENC，
Figure 693857DEST_PATH_IMAGE018
，
所述ln（）为自然常数e为底的对数函数，exp（）以自然数e为底的指数函数，所述
Figure 532500DEST_PATH_IMAGE019
为有效输出量与输入量采集数量比值，所述
Figure 32883DEST_PATH_IMAGE020
为输入量差值的 平均数；
S404：通过序列growth与序列falling计算得到输出系数OUT，
Figure 33200DEST_PATH_IMAGE021
。
（本步骤的有益效果：通过将输入量和输出量经过计算的得到能耗系数ENC和输出系数OUT，在系统中就可以直接将输入量与输出量通过带入能耗系数ENC和输出系数OUT计算即可获得机电设备的能效和生产效率，大大减少了系统的运算量，可以做到实时对机电设备进行能效监控，并且通过调整冷却系统，让机电设备出去能效及生产效率都高的状态。）
进一步地，在机电设备运行时一部分的能源损耗转化为机电设备在运行过程中的内能，所述内能表现为机电设备所升高的温度值W，所述温度值W过高会影响机电设备的运行效率，并通过能耗系数ENC与输出系数OUT计算得到能效系数energy：
Figure 235511DEST_PATH_IMAGE022
，
所述ENC（
Figure 222053DEST_PATH_IMAGE023
）为输入量的差值与能耗系数的乘积得到获取
Figure 701575DEST_PATH_IMAGE024
时刻的稳定 能耗，所述OUT（
Figure 997428DEST_PATH_IMAGE025
）为增长值序列与降低值序列的差值与输出系数的 乘积得到获取
Figure 562401DEST_PATH_IMAGE024
时刻的稳定输出量，所述能效系数则为获取
Figure 349704DEST_PATH_IMAGE024
时刻的稳定能效，所述能效 系数energy为随变量（
Figure 808367DEST_PATH_IMAGE023
）和变量（
Figure 150487DEST_PATH_IMAGE025
）而改变的变量；
当energy＝0时，获取此时刻的输出值所对应滞后前的温度值并记为
Figure 78123DEST_PATH_IMAGE026
，所述
Figure 921314DEST_PATH_IMAGE026
即为平衡温度，所以在机电设备运行时要让机电设备保持在温度为
Figure 844270DEST_PATH_IMAGE026
，保证机电设备 能效的正向输出。
工厂机电设备能效监控管理系统，所述系统包括：温度传感器、处理器、存储数据库、冷却系统和机电设备，所述温度传感器和处理器获取的数据可存储在存储数据库中，所述温度传感器、存储数据库、冷却系统和机电设备可在所述处理器上运行计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法中的任意一项工厂机电设备能效监控管理系统方法中的步骤。
所述工厂机电设备能效监控管理系统中各个装置的作用为：
温度传感器：获取机电设备在运行时，机电设备因为能量损耗产生的热量；
处理器：通过对机电设备中获取的输入值，输出值，获取数据的时间值，机电设备的温度值等，对上述数据进行数据处理；
存储数据库：对处理其中的数据进行数据存储和数据提取；
冷却系统：对所述机电设备进行降温操作的装置；
本发明的有益效果为：通过计算获得能耗系数ENC和输出系数OUT，可以适配各种 机电设备中输入量和输出量，通过能量转换得到为平衡温度
Figure 498237DEST_PATH_IMAGE027
，通过平衡温度对冷却系 统进行控制，让机电设备降温，机电设备的能效和生产效率都提高，并且系统中可以直接带 入能耗系数ENC和输出系数OUT，比起人工设置参数更为准确，且大大降低了控制系统的运 算量，可以让控制系统更好的对机电设备的温度进行及时控制。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：
图1所示为工厂机电设备能效监控管理方法的流程图；
图2所述为工厂机电设备能效监控管理系统冷却降温的流程图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
如图1所示，工厂机电设备能效监控管理方法，所述方法包括以下步骤：
S100：通过获取机电设备中的能源消费量；
S200：获取机电设备中的输出值；
S300：通过传感器获取机电设备中的温度值；
S400：通过将所述能源消费量和输出值计算得到能耗系数和输出系数；
S500：将所述能耗系数和输出系数通过能量转换得到能效系数；
S600：通过能效系数对机电设备的使用进行监控管理。
进一步地，在步骤S100中：机电设备中的能源消费量包括：耗电量、煤炭用量，通过 对能源输入机电设备中进行统计，将输入前的能源记为初始值
Figure 631278DEST_PATH_IMAGE001
，并通过周期性获取能源 的输入值，并记录在周期T获取的输入值
Figure 153526DEST_PATH_IMAGE002
，所述i为周期内输入机电设备能源的时刻，i= {1,2,3……，N}，所述N为获取输入值的总数量，获取的时间间隔为inti，inti=T/N。
优选地，一般周期为24小时，则获取输入量的时间间隔为1小时，初始值时刻i=1时，即为凌晨1点获取的输入值，N=24。
所述机电设备一般指机械、电器及电气自动化设备，在建筑中多指除土工、木工、钢筋、泥水之外的机械、管道设备的统称，所述机电设备所使用的能源包括：电能、化学能、太阳能和风能等。
进一步地，在步骤S200中：将机电设备中通过机电设备输出的产量或对设备或工 件做功即为输出值，所述输出值包括：生产工件数量、对工件或设备做有效功的次数、设备 加热时长、生产产品的容量等，取一个或多个数据结合成为输出值D，并将所述输出值做归 一化处理，并将所述输出值通过筛选转化为输出有效值Da，建立一个具有时间序列的空集 合Y，并将输出有效值Da通过获取时刻的顺序加入集合Y中，Y=[
Figure 71935DEST_PATH_IMAGE003
]，j为获取输出有效值 的时刻，从周期内第一次获取输出有效值定义j=1，j=[1，2，3……，M]，所述M为获取的输出 有效值的总数量，所述获取输出有效值的时间间隔为intj，intj=T/M。
进一步地，在步骤S300中：通过温度传感器将所述机电设备中设备运行时的温度值W，同时传感器获取机电设备中的温度值也同时记录获取温度值的时刻，但是机电设备的效率具有滞后性，所以在记录获取温度值的时刻时，与其滞后生产输出有效值相对应。
进一步地，在步骤S400中：将所述能源消费量的输入值
Figure 146070DEST_PATH_IMAGE028
与所述输出值D经过筛选 得到的输出有效值Da通过计算得到能耗系数的方法步骤具体为：
S401：将所述输出有效值Da所在的集合Y中的元素，依次计算两个相邻元素间的差 值（
Figure 907353DEST_PATH_IMAGE004
），当（
Figure 840149DEST_PATH_IMAGE004
）＞0时，将差值大于零构建序列growth，所述 growth为增长值序列，所述growth=[
Figure 862332DEST_PATH_IMAGE005
]，k∈[1,2,3……，P],所述P为增长值序列 growth的元素总量，通过max（）函数获取所述序列growth的最大值为max（growth），并记录 最大值max（growth）中
Figure 248314DEST_PATH_IMAGE003
的时刻定义为
Figure 106679DEST_PATH_IMAGE006
，将初始时刻到时刻
Figure 829785DEST_PATH_IMAGE006
的时间定义为
Figure 112998DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 14089DEST_PATH_IMAGE007
=
Figure 609019DEST_PATH_IMAGE006
×intj，在获取输入值的时间为
Figure 11181DEST_PATH_IMAGE007
时的时刻定义为
Figure 24268DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 345528DEST_PATH_IMAGE008
=（
Figure 303119DEST_PATH_IMAGE006
×intj）/inti；
所述时刻
Figure 115830DEST_PATH_IMAGE006
和时刻
Figure 232691DEST_PATH_IMAGE008
获取的时间相同，因为获取输入值与获取输出有效 值的间隔不同，所以时刻
Figure 865797DEST_PATH_IMAGE009
和时刻
Figure 920472DEST_PATH_IMAGE010
并不相同；
S402：当（
Figure 523492DEST_PATH_IMAGE004
）＜0时，将差值小于零的构建序列falling，所述 falling为降低值序列，所述falling=[
Figure 980012DEST_PATH_IMAGE011
]，l∈[1,2,3……，H],所述H为降低值序列 falling的元素总量，通过min（）函数获取所述序列falling的最小值为min（falling），并记 录最小值min（falling）中
Figure 643075DEST_PATH_IMAGE003
的时刻定义为
Figure 185046DEST_PATH_IMAGE009
，将初始时刻到时刻
Figure 591756DEST_PATH_IMAGE009
的时间定义 为
Figure 292996DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 405921DEST_PATH_IMAGE012
=
Figure 825401DEST_PATH_IMAGE009
×intj，在获取输入值的时间为
Figure 35802DEST_PATH_IMAGE012
时的时刻定义为
Figure 732494DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 878305DEST_PATH_IMAGE010
=（
Figure 909715DEST_PATH_IMAGE009
×intj）/inti；
所述时刻
Figure 408960DEST_PATH_IMAGE009
和时刻
Figure 350371DEST_PATH_IMAGE010
获取的时间相同，因为获取输入值与获取输出有效 值的间隔不同，所以时刻
Figure 57296DEST_PATH_IMAGE009
和时刻
Figure 185789DEST_PATH_IMAGE010
并不相同；
S403：计算在时间间隔中获得的输入量差值（
Figure 754305DEST_PATH_IMAGE013
），通过max（）函数和min （）函数获取所述输入量差值（
Figure 143698DEST_PATH_IMAGE013
）的最大值与最小值max（
Figure 896890DEST_PATH_IMAGE013
）和min（
Figure 385116DEST_PATH_IMAGE013
），通过时刻
Figure 741011DEST_PATH_IMAGE008
与
Figure 391435DEST_PATH_IMAGE010
获取的输入值定义为
Figure 925316DEST_PATH_IMAGE014
与
Figure 28401DEST_PATH_IMAGE015
，并且获取 其输入差值（
Figure 187987DEST_PATH_IMAGE016
）与（
Figure 568284DEST_PATH_IMAGE017
），通过计算得到能耗系数 ENC，
Figure 397699DEST_PATH_IMAGE029
，
所述ln（）为自然常数e为底的对数函数，exp（）以自然数e为底的指数函数，所述
Figure 112715DEST_PATH_IMAGE030
为有效输出量与输入量采集数量比值，所述
Figure 951358DEST_PATH_IMAGE020
为输入量差值的 平均数；
S404：通过序列growth与序列falling计算得到输出系数OUT，
Figure 655003DEST_PATH_IMAGE031
。
（本步骤的有益效果：通过将输入量和输出量经过计算的得到能耗系数ENC和输出系数OUT，在系统中就可以直接将输入量与输出量通过带入能耗系数ENC和输出系数OUT计算即可获得机电设备的能效和生产效率，大大减少了系统的运算量，可以做到实时对机电设备进行能效监控，并且通过调整冷却系统，让机电设备出去能效及生产效率都高的状态）。
进一步地，在机电设备运行时一部分的能源损耗转化为机电设备在运行过程中的内能，所述内能表现为机电设备所升高的温度值W，所述温度值W过高会影响机电设备的运行效率，并通过能耗系数ENC与输出系数OUT计算得到能效系数energy：
Figure 45533DEST_PATH_IMAGE022
，
所述ENC（
Figure 753505DEST_PATH_IMAGE023
）为输入量的差值与能耗系数的乘积得到获取
Figure 395839DEST_PATH_IMAGE024
时刻的稳定 能耗，所述OUT（
Figure 734416DEST_PATH_IMAGE025
）为增长值序列与降低值序列的差值与输出系数的 乘积得到获取
Figure 171214DEST_PATH_IMAGE024
时刻的稳定输出量，所述能效系数则为获取
Figure 345974DEST_PATH_IMAGE024
时刻的稳定能效，所述能效 系数energy为随变量（
Figure 651054DEST_PATH_IMAGE023
）和变量（
Figure 719504DEST_PATH_IMAGE025
）而改变的变量；
当energy＝0时，获取此时刻的输出值所对应滞后前的温度值并记为
Figure 202569DEST_PATH_IMAGE026
，所述
Figure 113893DEST_PATH_IMAGE026
即为平衡温度，所以在机电设备运行时要让机电设备保持在温度为
Figure 832450DEST_PATH_IMAGE026
，保证机电设备 能效的正向输出。
如图2所示，工厂机电设备能效监控管理系统，所述系统包括：温度传感器、处理器、存储数据库、冷却系统和机电设备，所述温度传感器和处理器获取的数据可存储在存储数据库中，所述温度传感器、存储数据库、冷却系统和机电设备可在所述处理器上运行计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法中的任意一项工厂机电设备能效监控管理系统方法中的步骤。
所述工厂机电设备能效监控管理系统中各个装置的作用为：
温度传感器：获取机电设备在运行时，机电设备因为能量损耗产生的热量；
处理器：通过对机电设备中获取的输入值，输出值，获取数据的时间值，机电设备的温度值等，对上述数据进行数据处理；
存储数据库：对处理其中的数据进行数据存储和数据提取；
冷却系统：对所述机电设备进行降温操作的装置；
所述工厂机电设备能效监控管理系统中的处理器、存储数据库可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及手机等设备中。所述工厂机电设备能效监控管理系统包括，但不仅限于，温度传感器、处理器、存储数据库、冷却系统和机电设备。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是工厂机电设备能效监控管理系统的示例，并不构成对工厂机电设备能效监控管理系统的限定。
尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。

Claims (2)

1.工厂机电设备能效监控管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100：获取机电设备中的能源消费量；
S200：获取机电设备中的输出值；
S300：通过传感器获取机电设备中的温度值；
S400：通过将所述能源消费量和输出值计算得到能耗系数和输出系数；
S500：将所述能耗系数和输出系数通过能量转换得到能效系数；
S600：通过能效系数对机电设备的使用进行监控管理；
在步骤S100中：机电设备中的能源消费量包括：耗电量、煤炭用量，通过对能源输入机电设备中进行统计，将输入前的能源记为初始值
Figure 85243DEST_PATH_IMAGE001
，并通过周期性获取能源的输入值，并记录在周期T获取的输入值
Figure 481589DEST_PATH_IMAGE002
，所述i为周期内输入机电设备能源的时刻，i={1,2,3……，N}，所述N为获取输入值的总数量，获取的时间间隔为inti，inti=T/N；
在步骤S200中：将机电设备中通过机电设备输出的产量或对设备或工件做功即为输出值，所述输出值包括：生产工件数量、对工件或设备做有效功的次数、设备加热时长、生产产品的容量，取一个或多个数据结合成为输出值D，并将所述输出值做归一化处理，并将所述输出值通过筛选转化为输出有效值Da，建立一个具有时间序列的空集合Y，并将输出有效值Da通过获取时刻的顺序加入集合Y中，Y=[
Figure 151605DEST_PATH_IMAGE003
]，j为获取输出有效值的时刻，从周期内第一次获取输出有效值定义j=1，j=[1，2，3……，M]，所述M为获取的输出有效值的总数量，所述获取输出有效值的时间间隔为intj，intj=T/M；
在步骤S300中：通过温度传感器将所述机电设备中设备运行时的温度值W，同时传感器获取机电设备中的温度值也同时记录获取温度值的时刻，但是机电设备的效率具有滞后性，所以在记录获取温度值的时刻时，与其滞后生产输出有效值相对应；
在步骤S400中：将所述能源消费量的输入值
Figure 612DEST_PATH_IMAGE002
与所述输出值D经过筛选得到的输出有效值Da通过计算得到能耗系数的方法步骤具体为：
S401：将所述输出有效值Da所在的集合Y中的元素，依次计算两个相邻元素间的差值（
Figure 532218DEST_PATH_IMAGE004
），当（
Figure 783071DEST_PATH_IMAGE004
）＞0时，将差值大于零构建序列growth，所述growth为增长值序列，所述growth=[
Figure 623988DEST_PATH_IMAGE005
]，k∈[1,2,3……，P],所述P为增长值序列growth的元素总量，通过max（）函数获取所述序列growth的最大值为max（growth），并记录最大值max（growth）中
Figure 225871DEST_PATH_IMAGE003
的时刻定义为
Figure 544857DEST_PATH_IMAGE006
，将初始时刻到时刻
Figure 899484DEST_PATH_IMAGE006
的时间定义为
Figure 911302DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 469322DEST_PATH_IMAGE007
=
Figure 857578DEST_PATH_IMAGE006
×intj，在获取输入值的时间为
Figure 817444DEST_PATH_IMAGE007
时的时刻定义为
Figure 750896DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 327371DEST_PATH_IMAGE008
=（
Figure 988159DEST_PATH_IMAGE006
×intj）/inti；
S402：当（
Figure 802532DEST_PATH_IMAGE004
）＜0时，将差值小于零的构建序列falling，所述falling为降低值序列，所述falling=[
Figure 421732DEST_PATH_IMAGE009
]，l∈[1,2,3……，H],所述H为降低值序列falling的元素总量，通过min（）函数获取所述序列falling的最小值为min（falling），并记录最小值min（falling）中
Figure 460402DEST_PATH_IMAGE003
的时刻定义为
Figure 190461DEST_PATH_IMAGE010
，将初始时刻到时刻
Figure 859339DEST_PATH_IMAGE010
的时间定义为
Figure 383862DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 669349DEST_PATH_IMAGE011
=
Figure 671941DEST_PATH_IMAGE010
×intj，在获取输入值的时间为
Figure 477217DEST_PATH_IMAGE011
时的时刻定义为
Figure 172640DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 679845DEST_PATH_IMAGE012
=（
Figure 486127DEST_PATH_IMAGE010
×intj）/inti；
S403：计算在时间间隔中获得的输入量差值（
Figure 660756DEST_PATH_IMAGE013
），通过max（）函数和min（）函数获取所述输入量差值（
Figure 510769DEST_PATH_IMAGE013
）的最大值与最小值max（
Figure 505270DEST_PATH_IMAGE013
）和min（
Figure 115243DEST_PATH_IMAGE013
），通过时刻
Figure 878800DEST_PATH_IMAGE008
与
Figure 916026DEST_PATH_IMAGE012
获取的输入值定义为
Figure 397823DEST_PATH_IMAGE014
与
Figure 296640DEST_PATH_IMAGE015
，并且获取其输入差值（
Figure 180282DEST_PATH_IMAGE016
）与（
Figure 388410DEST_PATH_IMAGE017
），通过计算得到能耗系数ENC，
Figure DEST_PATH_IMAGE019A
，
所述ln（）为自然常数e为底的对数函数，exp（）以自然数e为底的指数函数，所述
Figure 672017DEST_PATH_IMAGE020
为有效输出量与输入量采集数量比值，所述
Figure 623792DEST_PATH_IMAGE021
为输入量差值的平均数；
S404：通过序列growth与序列falling计算得到输出系数OUT，
Figure DEST_PATH_IMAGE023A
；
在机电设备运行时一部分的能源损耗转化为机电设备在运行过程中的内能，所述内能表现为机电设备所升高的温度值W，所述温度值W过高会影响机电设备的运行效率，并通过能耗系数ENC与输出系数OUT计算得到能效系数energy：
Figure 174991DEST_PATH_IMAGE024
，
所述ENC（
Figure 554019DEST_PATH_IMAGE025
）为输入量的差值与能耗系数的乘积得到获取
Figure 744829DEST_PATH_IMAGE026
时刻的稳定能耗，所述OUT（
Figure 500296DEST_PATH_IMAGE027
）为增长值序列与降低值序列的差值与输出系数的乘积得到获取
Figure 358530DEST_PATH_IMAGE026
时刻的稳定输出量，所述能效系数则为获取
Figure 157728DEST_PATH_IMAGE026
时刻的稳定能效，所述能效系数energy为随变量（
Figure 835834DEST_PATH_IMAGE025
）和变量（
Figure 129412DEST_PATH_IMAGE027
）而改变的变量；
当energy＝0时，获取此时刻的输出值所对应滞后前的温度值并记为
Figure 576574DEST_PATH_IMAGE028
，所述
Figure 562984DEST_PATH_IMAGE028
即为平衡温度，所以在机电设备运行时要让机电设备保持在温度为
Figure 728386DEST_PATH_IMAGE028
以下，保证机电设备能效的正向输出。
2.工厂机电设备能效监控管理系统，其特征在于，所述系统包括：温度传感器、处理器、存储数据库、冷却系统和机电设备，所述温度传感器和处理器获取的数据存储在存储数据库中，所述温度传感器、存储数据库、冷却系统和机电设备在所述处理器上运行计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1中的工厂机电设备能效监控管理系统方法中的步骤。
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Denomination of invention: Method and System for Energy Efficiency Monitoring and Management of Factory Mechanical and Electrical Equipment

Granted publication date: 20230228

Pledgee: Development Zone sub branch of Bank of Guangzhou Co.,Ltd.

Pledgor: Guangzhou Decheng Intelligent Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980005304