一种多功能的中央供料输送系统的制作方法

本发明涉及工业自动化与智能制造，具体为一种多功能的中央供料输送系统。

背景技术：

1、随着工业自动化水平的不断提高，各类生产线上的物料输送系统也在不断发展，以满足不同工业领域日益复杂的生产需求。传统的物料输送系统通常依赖集中控制，系统响应速度慢，无法实时调整和适应生产过程中的变化。这些传统系统还面临着数据传输不稳定、监控不及时以及难以进行精确控制等问题，从而影响了生产效率和物料输送的稳定性。

2、在现代化的生产环境中，及时、高效地管理物料输送过程变得尤为重要。为了解决这些问题，边缘计算技术、物联网(i ot)、云计算和大数据分析等先进技术逐渐被引入到物料输送系统中。这些技术的应用不仅提高了系统的响应速度和处理能力，还增强了系统的智能化程度和决策支持能力。

3、现有的物料输送系统中，边缘计算设备可以在本地进行数据处理和初步分析，减轻中央系统的负担，提高响应速度。然而，这些系统的模块化设计和灵活性还不够完善，难以快速适应多变的生产需求。此外，传统的用户界面通常过于复杂，操作繁琐，用户难以高效管理和监控系统。

4、为了进一步提升物料输送系统的智能化和高效性，满足现代化生产对系统灵活性、实时性和易操作性的要求，迫切需要一种全新的解决方案。本发明提供了一种多功能的中央供料输送系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种多功能的中央供料输送系统，解决了传统物料输送系统响应速度慢、数据传输不稳定、监控不及时、灵活性差和操作复杂的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多功能的中央供料输送系统，包括：

3、分布式智能供料节点模块，每个节点配备独立的控制单元和传感器，其用于通过独立控制和传感器实时监控、调整物料输送参数，检测故障，协同优化系统运行；

4、物联网网关，其用于将供料节点的数据传输到中央监控平台；

5、边缘计算设备，其部署于供料节点，其用于本地数据处理；

6、云计算平台，其用于集中数据分析和决策；

7、智能调度系统，其用于基于机器学习和优化算法调整供料顺序和路径；

8、模块化设计的柔性生产组件，其用于支持不同物料的快速切换和配置；

9、自主诊断和自我修复模块，其用于设备状态监测和维护；

10、用户界面，其用于基于ar/vr技术进行系统操作和监控；

11、大数据分析平台，其用于深度数据分析和反馈。

12、优选的，所述分布式智能供料节点模块包括：

13、控制单元，其用于执行节点的控制操作，根据传感器数据调整物料输送参数；

14、流量传感器，其用于监测物料的流动速率；

15、密度传感器，其用于测量物料的密度，帮助调整输送参数；

16、温度传感器，其用于监测物料和环境温度；

17、湿度传感器，其用于监测环境湿度；

18、通信单元，其与控制单元连接，其用于实现节点与其他节点及中央系统的数据通信和协作。

19、优选的，所述物联网网关包括：

20、第一数据采集单元，其与通信单元连接，其用于从供料节点和传感器收集数据；

21、数据传输单元，其与第一数据采集单元连接，其用于通过无线或有线网络将数据传输到中央监控平台；

22、安全防护单元，其用于保护数据传输过程中的安全，防止数据泄露或篡改；

23、电源管理单元，其与安全防护单元连接数据传输单元，其用于管理网关的电源供应。

24、优选的，所述边缘计算设备包括：

25、数据处理器，其用于执行数据处理和计算任务；

26、存储单元，其用于缓存本地数据；

27、数据分析单元，其用于对本地数据进行初步分析和处理；

28、通信接口，其用于连接传感器和控制单元；

29、故障管理单元，其连接数据处理器，其用于检测和处理本地设备故障。

30、优选的，所述云计算平台包括：

31、数据存储单元，其用于存储系统产生的大量数据；

32、数据处理单元，其用于进行高性能计算和复杂数据处理任务；

33、分析算法库，其用于存放各种数据分析和机器学习算法；

34、决策支持单元，其用于根据分析结果提供优化决策建议；

35、安全管理单元，其用于确保云端数据和计算过程的安全性。

36、优选的，所述智能调度系统包括：

37、调度算法单元，其用于运行调度算法，优化供料顺序和路径；

38、数据输入单元，其用于获取实时和历史数据，供调度算法使用；

39、调度控制单元，其用于执行调度算法生成的指令；

40、反馈机制单元，其用于实时监控调度效果并进行调整。

41、优选的，所述模块化设计的柔性生产组件包括：

42、快速连接接口，其用于实现组件的快速连接和断开，方便调整和维护；

43、可调输送路径模块，其连接物料类型识别单元和配置管理单元，其用于根据生产需求调整物料输送路径；

44、物料类型识别单元，其用于自动识别不同类型的物料，调整输送参数；

45、配置管理单元，其用于管理和调整系统配置，支持多种生产需求。

46、优选的，所述自主诊断和自我修复模块包括：

47、传感器单元，其用于监测设备状态和运行参数；

48、诊断算法单元，其用于分析传感器数据，诊断设备状态；

49、自我修复单元，其用于执行修复操作，如重启或调整设备；

50、报警和通知单元，其与诊断算法单元连接，其用于在检测到异常时发出警报并通知维护人员。

51、优选的，所述用户界面包括：

52、显示单元，其用于呈现系统状态和操作信息；

53、输入单元，其用于接收用户输入的控制命令；

54、交互软件，其用于实现人机交互功能，支持用户操作；

55、可视化工具，其用于提供数据图表和模型，帮助用户理解系统状态，

56、优选的，所述大数据分析平台包括：

57、第二数据采集单元，其连接分布式智能供料节点模块、物联网网关和其他系统组件，其用于从各个系统组件收集数据；

58、数据存储单元，其连接第二数据采集单元和分析引擎，其用于存储和管理大量数据；

59、分析引擎，其连接数据存储单元和报告生产单元，其用于执行数据分析和挖掘任务；

60、报告生成单元，其用于生成分析报告，提供系统优化建议；

61、可视化单元，其连接分析引擎和报告生产单元，其用于以图表和图形方式呈现分析结果。

62、工作原理：系统启动后，分布式智能供料节点模块首先启动，每个节点的独立控制单元和传感器开始工作，实时监控物料的流动速率、密度、温度和湿度。控制单元根据传感器数据，使用pid控制算法实时调整物料输送参数，确保输送过程的准确性和稳定性。如果出现异常，系统能够迅速检测并处理故障，从而减少停机时间。

63、物联网网关收集供料节点模块的数据，通过无线或有线网络传输至中央监控平台。第一数据采集单元确保数据的全面性和实时性，数据传输单元则保证传输的速度和稳定性。安全防护单元通过数据加密和防火墙等措施保护数据传输的安全性，而电源管理单元则确保网关设备的稳定运行。

64、在供料节点本地，边缘计算设备进行数据处理和分析，提升系统响应速度。数据处理器执行数据处理任务，存储单元缓存本地数据，数据分析单元进行初步分析并提供即时反馈。通信接口确保数据在传感器、控制单元和边缘计算设备之间的快速传输，故障管理单元实时检测并处理本地设备故障。

65、云计算平台对系统的数据进行集中处理和分析。数据存储单元存储系统产生的海量数据，数据处理单元进行高性能计算，分析算法库存放各种数据分析和机器学习算法。决策支持单元根据分析结果提供优化决策建议，安全管理单元确保数据和计算过程的安全性。

66、智能调度系统根据实时和历史数据，运行调度算法单元，优化供料顺序和路径。数据输入单元获取数据支持调度决策，调度控制单元执行调度指令，反馈机制单元实时监控调度效果并进行动态调整，确保供料过程的高效和灵活。

67、模块化设计的柔性生产组件通过快速连接接口实现组件的快速连接和断开。可调输送路径模块根据物料类型识别单元的反馈数据，调整物料输送路径，配置管理单元则动态调整系统配置，支持多种生产需求。

68、自主诊断和自我修复模块通过传感器单元实时监测设备状态和运行参数，诊断算法单元分析传感器数据，进行故障诊断。自我修复单元根据诊断结果自动执行修复操作，报警和通知单元在检测到异常时及时通知维护人员。

69、用户界面通过显示单元呈现系统状态和操作信息，输入单元接收用户的控制命令，交互软件支持用户的操作和管理。可视化工具提供直观的数据图表和模型，帮助用户理解系统状态和运行情况，提高管理效率和决策质量。

70、大数据分析平台通过第二数据采集单元从各系统组件收集数据，数据存储单元存储和管理大量数据，分析引擎执行数据分析和挖掘任务。报告生成单元生成详尽的分析报告，提供系统优化建议。可视化单元以图表和图形方式直观呈现分析结果，便于用户理解和应用。

71、本发明提供了一种多功能的中央供料输送系统。具备以下有益效果：

72、1、本发明的分布式智能供料节点模块配备独立的控制单元和多种传感器，能够实时监控和调整物料输送参数，通过独立控制和传感器，系统可以检测并处理故障，提高了物料输送的稳定性和效率。

73、2、本发明通过将边缘计算设备部署在供料节点，能够在本地进行数据处理和初步分析，减轻了中央系统的负担，并提高了响应速度。

74、3、本发明通过模块化设计的柔性生产组件支持不同物料的快速切换和配置，满足多变的生产需求，快速连接接口和可调输送路径模块使系统能够灵活适应生产变化，自动识别物料类型并调整输送参数，提高了生产线的适应性和效率。

75、4、本发明的用户界面基于ar/vr技术，提供了直观的系统操作和监控方式，显示单元和输入单元使用户能够轻松查看系统状态并发出控制命令，交互软件和可视化工具帮助用户理解复杂的系统数据，提升了操作的便捷性和管理效率。