[發明專利]基于音源特征的環冷機風量控制方法及系統

有效

• 申請號: 201810556483.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108800954B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 方田;葉學農
• 申請（專利權）人: 中冶華天工程技術有限公司;中冶華天南京工程技術有限公司
• 主分類號: F27D15/02
• 分類號: F27D15/02;F27D19/00;F04D27/00
• 代理公司: 11325 北京中偉智信專利商標代理事務所
• 代理人: 張岱

本發明公開一種基于音源特征的環冷機風量控制方法及系統。在臺車處安裝若干第一聲音信號采集器，在風機處安裝若干第二聲音信號采集器，各環冷風機出口處設置風量檢測儀，所述方法包括：步驟1：采集各種工況下臺車聲音數據和風機聲音數據；依據信源重構從臺車聲音數據中剔除風機聲音數據的影響，獲得剔除干擾的音源樣本集；利用音源樣本集構建環冷機漏風率評價模型；步驟2：實時采集臺車聲音數據和風機聲音數據，依據環冷機漏風率評價模型在線計算環冷機漏風率指標；步驟3：實時采集各風機的出口風量、計算獲得風機的出口誤差風量；依據環冷機漏風率指標計算環冷機總漏風風量，依據總漏風風量和出口誤差風量對環冷風機的電機頻率進行調節。

技術領域

本發明涉及一種基于音源特征的環冷機風量控制方法及系統。

背景技術

環冷機是一種用于物料冷卻的大型設備，其主要工作原理是通過臺車裝載高溫物料，在環形軌道上行駛，臺車下部有風箱，對臺車內部鼓風，通過空氣將高溫物料冷卻。圍繞著環冷機的圓環外側，會按照風量需求，設置數臺鼓風機，為冷卻過程提供風源。

待冷卻的小顆粒狀物料在環冷機上是以厚料層形式均勻分布的，為保證物料的充分冷卻，環冷機會在臺車下方設置風箱并連接鼓風機，通過鼓風機將外部空氣帶入到高溫物料層中。由于環冷機的密封結構和長期使用的保養問題，冷卻生產過程中會產生漏風現象，導致冷卻不充分和鼓風機能源的浪費，嚴重漏風的情況下，甚至會產生環冷機卸料溫度過高灼傷運輸皮帶的生產事故。環冷機及其附屬的風箱、風管、閥門等，由于結構復雜，且工作在高溫狀態，使漏風率的檢測一直缺少行之有效的手段，這就造成環冷機的風量閉環控制系統缺少的關鍵的反饋變量，無法進行精確的實時風量調節。所以目前的環冷生產只能做到風機風量控制，而做不到針對環冷機的風量控制。目前的解決方案是加大環冷風機的風量，采用冗余風量的方式克服這一問題，但是這就造成了環冷風機能源的浪費。目前400平方米的環冷機一般配套4-5臺風機，每臺風機的電機功率可以達到560千瓦，耗電非常驚人，如果可以對環冷機風量進行精確控制，減少浪費，就會產生非常大的經濟效益。為了解決這一問題，本發明提出了一種環冷機風量控制系統與控制方法，該方法對生產過程中采集到的音頻信號進行分析和計算，得到漏風量的評價值，以漏風率評價值和環冷風機出風口的風量檢測值作為控制系統的反饋信號，以環冷風機的電機運行頻率作為調節量，實現了環冷機風量的在線閉環控制。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種便于對環冷機風量進行控制的基于音源特征的環冷機風量控制方法。

為達到上述目的，本發明一種基于音源特征的環冷機風量控制方法，包括如下步驟：在環冷機臺車處安裝若干第一聲音信號采集器，在環冷風機處安裝若干第二聲音信號采集器，每臺環冷風機出口處設置風量檢測儀，所述方法包括如下步驟：

步驟1：分別采集正常工況下和故障狀態下的環冷機臺車聲音數據和環冷風機聲音數據；依據信源重構從臺車聲音數據中剔除風機聲音數據的影響，獲得剔除干擾影響后的正常工作音源樣本集和漏風故障音源樣本集；利用剔除干擾影響后的正常工作音源樣本集和漏風故障音源樣本集構建基于音源特征的環冷機漏風率評價模型；

步驟2：實時采集車間臺車聲音數據和風機聲音數據，依據環冷機漏風評價模型在線計算環冷機漏風率指標，得到基于音源特征的環冷機漏風率指標；

步驟3：實時采集各環冷風機的出口風量，依據檢測到的出口風量和環冷機的理論風量計算獲得風機的出口誤差風量；依據基于音源特征的環冷機漏風率指標計算環冷機的總漏風風量，再依據總漏風風量和風機的出口誤差風量對環冷風機的電機頻率進行調節。

進一步地，所述步驟1中獲得剔除干擾影響后的歷史樣本集的方法包括：

步驟1.1：采集正常工況下和故障工況下環冷機臺車聲音數據和環冷風機聲音數據，得到正常數據集X_normal和漏風故障數據集X_fault，數據集中的臺車聲音樣本和風機聲音樣本成對出現，并按照采集時間一一對應；