[發(fā)明專利]一種基于大數(shù)據(jù)的除塵設(shè)備智能監(jiān)測分析管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011139940.0
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112268582B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張恩然;李輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海煤科信息科技有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G06Q10/00
• 代理公司: 上海雍灝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31368
• 代理人: 沈汶波

1.一種基于大數(shù)據(jù)的除塵設(shè)備智能監(jiān)測分析管理系統(tǒng)，其特征在于：包括粉塵濃度檢測模塊、吸力檢測模塊、吸力鑒定分析模塊、吸力故障評判模塊、大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺、決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊、集塵量檢測模塊、動力設(shè)備運行采集模塊、動力設(shè)備故障分析模塊、振動修復(fù)降塵設(shè)備和除塵預(yù)測報警模塊；

所述粉塵濃度檢測模塊安裝在除塵設(shè)備的除塵氣體入口和出口處，用于實時檢測進、出除塵設(shè)備的粉塵濃度，并將檢測的實時粉塵濃度發(fā)送至大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺；

所述吸力檢測模塊安裝在除塵設(shè)備內(nèi)的氣體入口處，用于實時檢測除塵設(shè)備在工作過程中的吸力大小，并將檢測的吸力大小發(fā)送至吸力鑒定分析模塊和決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊；

所述吸力鑒定分析模塊用于接收吸力檢測模塊發(fā)送的吸力大小，提取等間隔時間段內(nèi)的平均吸力ki，i＝1,2,3,...，ki為第i個等間隔時間段內(nèi)的平均吸力，且將相鄰等間隔時間段內(nèi)的平均吸力進行差值處理，獲得平均吸力差值k′i＝ki-k(i-1)，采用吸力衰減模型分析出各等間隔時間段內(nèi)的吸力衰減系數(shù)ui，0＜ui＜1，并將各等間隔時間段內(nèi)的吸力衰減系數(shù)分別發(fā)送至吸力故障評判模塊和大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺；

所述吸力衰減模型當i＝1時，k′1＝k1-K₀,經(jīng)變換，K₀為除塵設(shè)備的初始吸力大小，k′i為第i個等間隔時間段內(nèi)的平均吸力與第i-1個等間隔時間段內(nèi)的平均吸力間的差值，k′(i+1)和k′(i-1)分別為第i+1個等間隔時間段內(nèi)的平均吸力與第i個等間隔時間段內(nèi)的平均吸力間的差值、第i-1個等間隔時間段內(nèi)的平均吸力與第i-2個等間隔時間段內(nèi)的平均吸力間的差值，e為自然數(shù)；

所述吸力故障評判模塊接收各等間隔時間段內(nèi)的吸力衰減系數(shù)，對相鄰等間隔時間段內(nèi)的吸力衰減系數(shù)進行分析，獲取離散的衰減變動比例系數(shù)并對離散的衰減變動比例系數(shù)進行擬合，得到衰減變動比例系數(shù)函數(shù)M＝F(fi)，對衰減變動比例系數(shù)函數(shù)進行評判分析，以篩選出除塵設(shè)備內(nèi)的故障種類，并將除塵設(shè)備內(nèi)的故障種類以及衰減變動比例系數(shù)函數(shù)發(fā)送至大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺；

所述吸力故障評判模塊通過衰減變動比例系數(shù)函數(shù)判斷除塵設(shè)備的故障種類的方法，如下：

W1、判斷衰減變動比例系數(shù)函數(shù)是否為線型函數(shù)，若不是線性函數(shù)，則表明除塵設(shè)備動力故障；

W2、若為線性函數(shù)，則判斷該線性函數(shù)的斜率是否大于0，若斜率大于0，則表明粉塵清理過程存在堵塞故障，反之，則執(zhí)行步驟W3；

W3、判斷斜率是否等于0，若等于0，則表明除塵設(shè)備內(nèi)部的密封性不良；

所述大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺接收吸力故障評判模塊發(fā)送的除塵設(shè)備內(nèi)的故障種類以及衰減變動比例系數(shù)函數(shù)，提取衰減變動比例系數(shù)函數(shù)所對應(yīng)的斜率，對衰減變動比例系數(shù)函數(shù)所對應(yīng)的斜率以及吸力鑒定分析模塊發(fā)送的各等間隔時間段內(nèi)吸力衰減系數(shù)進行分析，篩選出除塵設(shè)備對應(yīng)的堵塞故障種類，且大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺篩選出影響除塵設(shè)備吸力衰減的故障種類至決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊，另外，大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺接收粉塵濃度檢測模塊發(fā)送的進、出除塵設(shè)備內(nèi)的粉塵濃度，對進、出除塵設(shè)備的粉塵濃度進行統(tǒng)計，獲得除塵清潔率，并該除塵設(shè)備的除塵清潔系數(shù)發(fā)送至除塵預(yù)測報警模塊，除塵清潔率N1和N2分別表示為進入除塵設(shè)備的粉塵濃度和經(jīng)除塵設(shè)備排出的粉塵濃度；

所述大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺對堵塞故障中的各堵塞故障種類進行篩選分析，包括以下步驟：

S1、判斷各等間隔時間段內(nèi)吸力衰減系數(shù)是否均大于0，若是均大于0，執(zhí)行步驟S2,若存在一等間隔時間段內(nèi)吸力衰減系數(shù)等于0，則執(zhí)行步驟S3；

S2、判斷除塵設(shè)備的吸力大小是否小于設(shè)定的吸力下限閾值，若小于設(shè)定的吸力下限閾值，則表明除塵設(shè)備僅存在除塵濾袋被堵塞的故障，若大于設(shè)定的吸力下限閾值，則表明除塵設(shè)備暫且不存在除塵濾袋被堵塞或集塵袋集滿粉塵的故障；

S3、判斷吸力大小是否小于設(shè)定的吸力下限閾值，若吸力大小小于吸力下限閾值，則表明同時存在除塵濾袋被堵塞以及集塵袋集滿粉塵的故障，若吸力大小大于吸力下限閾值，除塵設(shè)備僅存在集塵袋集滿粉塵的故障；

所述集塵量檢測模塊安裝在集塵箱內(nèi)，用于采集集塵箱內(nèi)累計的粉塵量，并將累計的當前粉塵量與集塵箱額定累計的粉塵量進行對比，以判斷集塵箱是否滿塵，并將集塵箱是否滿塵信息發(fā)送至決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊；

所述動力設(shè)備運行采集模塊用于采集除塵電機的運行參數(shù)信息以及風(fēng)扇的運行參數(shù)，并將除塵電機的運行參數(shù)信息以及與除塵電機相連接的風(fēng)扇的運行參數(shù)發(fā)送至動力設(shè)備故障分析模塊，除塵電機的運行參數(shù)信息包括電機轉(zhuǎn)速、電機溫度，風(fēng)扇的運行參數(shù)包括風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；

所述動力設(shè)備故障分析模塊用于接收動力設(shè)備運行采集模塊發(fā)送的除塵電機的運行參數(shù)以及與除塵電機相連接的風(fēng)扇的運行參數(shù)，提取除塵電機運行參數(shù)中的轉(zhuǎn)速，判斷電機運行轉(zhuǎn)速是否小于設(shè)定的轉(zhuǎn)速或電機溫度是否高于設(shè)定的溫度，若小于設(shè)定的轉(zhuǎn)速或電機溫度高于設(shè)定的溫度，則動力設(shè)備故障分析模塊發(fā)送除塵電機故障至決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊，若電機運行轉(zhuǎn)速正常，判斷風(fēng)扇運行參數(shù)中的轉(zhuǎn)速是否等于電機轉(zhuǎn)速，若小于電機轉(zhuǎn)速，則表明風(fēng)扇與電機存在滑動或脫落問題，則動力設(shè)備故障分析模塊發(fā)送風(fēng)扇故障至決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊；

所述決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊用于獲取大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺篩選出的影響除塵設(shè)備吸力衰減的故障種類，并接收集塵量檢測模塊發(fā)送的集塵箱是否滿塵信息以及動力設(shè)備故障分析模塊發(fā)送的除塵電機是否故障以及風(fēng)扇是否故障信息，并將大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺篩選的故障種類依次與決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊接收的集塵箱滿塵、除塵電機故障以及風(fēng)扇故障進行對比校準，以對分析篩選出的故障種類與實際檢測的故障種類進行雙向?qū)Ρ日J證，以篩選出除塵設(shè)備吸力減小的故障種類，若為檢測的集塵箱滿塵、除塵電機故障或風(fēng)扇故障一故障種類，則決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊發(fā)送校準后的該故障種類至除塵預(yù)測報警模塊，若排除集塵箱滿塵、除塵電機故障以及風(fēng)扇故障后，決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊發(fā)送控制指令至振動修復(fù)降塵設(shè)備，以對除塵濾袋進行防堵塞處理，若排除除塵濾袋堵塞故障后，吸力檢測模塊發(fā)送的吸力大小未增大，則決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊發(fā)送除塵設(shè)備內(nèi)部的密封性不良故障至除塵預(yù)測報警模塊；

所述除塵預(yù)測報警模塊用于接收決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊發(fā)送的校準后的故障種類，并發(fā)出報警提示警告，并接收大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺發(fā)送的除塵清潔率，并進行顯示；

振動修復(fù)降塵設(shè)備用于接收決策引導(dǎo)修復(fù)校準模塊發(fā)送的控制指令，對除塵濾袋進行振動除塵，消除除塵濾袋上積攢的粉塵；

所述振動修復(fù)降塵設(shè)備包括夾持安裝座(1)、導(dǎo)向桿(2)、傳動絲桿(3)、傳動電機(4)和間歇振動機構(gòu)(5)，夾持安裝座(1)端面兩相對側(cè)依次固定有導(dǎo)向桿(2)和傳動絲桿(3)，傳動絲桿(3)通過軸承貫穿夾持安裝座(1)與傳動電機(4)連接，間歇振動機構(gòu)(5)安裝在傳動絲桿(3)和導(dǎo)向桿(2)上，并在傳動絲桿(3)的作用下沿導(dǎo)向桿(2)移動；

所述間歇振動機構(gòu)(5)包括移動固定機構(gòu)(51)、導(dǎo)向連接塊(52)、動力傳動機構(gòu)(53)，移動固定機構(gòu)(51)由若干弧形柱和連接直柱交替連接而成，弧形柱與連接直柱的連接處設(shè)置有限位擋環(huán)(511)，兩限位擋環(huán)(511)上安裝有滾動連接環(huán)(54)，滾動連接環(huán)(54)與連接直柱滑動配合，滾動連接環(huán)(54)上鉸接有振動連桿(56)，相鄰滾動連接環(huán)(54)上的振動連桿(56)上固定有滾動筒(57)，其中位于動力傳動機構(gòu)(53)兩側(cè)的滾動連接環(huán)(54)上固定有從動齒輪(55)，導(dǎo)向連接塊(52)和動力傳動機構(gòu)(53)對稱固定安裝在移動固定機構(gòu)(51)兩側(cè)的弧形柱上，導(dǎo)向連接塊(52)上開有與導(dǎo)向桿(2)滑動配合的導(dǎo)向孔，動力傳動機構(gòu)(53)上開有與傳動絲桿(3)相配合的螺紋孔。