部署在可编程逻辑控制器上的自动声学异常检测特征的制作方法

    专利2025-10-20  5


    本申请涉及工业控制。更尤其是,本申请涉及部署在可编程逻辑控制器上的自动声学异常检测。


    背景技术:

    1、工业中最先进的声学异常检测由具有声学数据采集(daq)能力的专用系统来执行,诸如西门子数字工业软件的simcenter scadas xs。然而,专用daq/音频系统没有与工厂自动化系统的直接连接,用于实现与整个自动化过程的集成,诸如用于生产和制造的工业自动化控制器或制造执行系统(mes)。例如,声学分析通常依赖人工干预,检查员必须亲自在场以倾听生产线上的通电产品,以了解产品是否通过质量检查。这种干预减慢了生产的过程,并将人为误差和主观性引入到过程中。而且,专业知识很难转移到其他检查员以用于整个产品线的质量检查中的一致性和复制。


    技术实现思路

    1、提供了用于使用可编程逻辑控制器(plc)的自动声学异常检测的系统和方法。在一方面,该系统和方法是具有算法的,并且可以是基于机器学习的并且与plc系统完全集成,使得声学检测与整个工厂自动化系统集成。



    技术特征:

    1.一种用于可编程逻辑控制器(plc)中的自动声学异常检测的实时计算机系统,所述计算机系统被部署在plc的背板上,所述计算机系统包括:

    2.根据权利要求1所述的计算机系统,其中,所述声学特征包括梅尔频率倒谱系数。

    3.根据权利要求1所述的计算机系统,其中,所述至少一个处理器被配置作为人工智能加速器,所述人工智能加速器包括:

    4.根据权利要求3所述的计算机系统,其中,所述至少一个实时cpu包括使用专用于实时神经网络评估的并行处理单元的流式混合架构向量引擎(share)核。

    5.根据权利要求1所述的计算机系统,其中,所述异常检测器模块还被配置为:

    6.根据权利要求5所述的计算机系统,其中,所述触发事件包括:响应于异常检测而显示在人机界面上的警报。

    7.根据权利要求5所述的计算机系统,其中,所述触发事件包括:经由plc回路控制信号将所述工作产品输送到自动化生产线中执行补救措施的路径。

    8.根据权利要求1所述的计算机系统,其中,所述模块还包括:用于控制从所述传感器接收的声音数据的流式传输的usb驱动器。

    9.一种用于可编程逻辑控制器(plc)中的自动声学异常检测的实时基于计算机的方法,所述方法包括:

    10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述声学特征包括梅尔频率倒谱系数。

    11.根据权利要求1所述的方法,

    12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述触发事件包括:响应于异常检测而发送用于显示在人机界面上的警报。

    13.根据权利要求11所述的方法,其中,所述触发事件包括:经由plc环路控制信号将所述工作产品输送到自动化生产线中执行补救措施的路径。

    14.根据权利要求1所述的方法,使用usb驱动器用于控制从所述传感器接收的声音数据的流式传输。


    技术总结
    公开了用于可编程逻辑控制器(PLC)中的自动声学异常检测的实时计算机系统,该计算机系统被部署在PLC的背板上。该计算机系统包括至少一个处理器和存储器,该至少一个处理器具有实时操作系统,该存储器具有存储在其上可由处理器执行的算法模块。该模块包括数字信号处理模块,被配置为将开窗函数应用于由传感器捕获的声音信号数据,该声音信号数据表示由处于质量检查中的通电工作产品发出的声音。该模块还包括特征提取组件和异常检测器模块,该特征提取组件被配置为从每个声音窗口提取声学特征,该异常检测器模块被配置为运行基于机器学习的模型以根据对声学特征的分类操作的结果来执行声学异常检测。

    技术研发人员:崔韬,约尔格·克劳斯,约瑟夫·蒂尔卡,王凌云,古斯塔沃·阿尔图罗·基罗斯·阿拉亚,帕特里克·莱森,亚历山德拉·奥利韦拉·德·席尔瓦
    受保护的技术使用者:西门子股份公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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