CN103455015A - 一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统和方法，安全生产监控系统包括：测定钕铁硼氢粉碎设备的运行参数并实时输出监测数据的传感器；用于控制生产过程的生产过程控制器；用于案例检索、求解最佳生产过程的安全生产监控控制器；用于存储和管理案例信息的案例数据库；用于远程控制生产的管理员手持终端和控制中心计算机；监控方法是基于案例分析的方法进行安全诊定；读出案例库数据库中存储的案例；根据案例对设备安全进行监管；使用案例分析的方法对钕铁硼氢粉碎设备进行安全监控。本发明监控系统和方法能够高效实时监测生产设备，保证设备安全高效运行，提高产品质量和生产的安全性。

Description

一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统和方法

技术领域

本发明涉及一种工业生产设备的安全监控系统和监控方法，具体涉及一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统和方法。

背景技术

在已有的钕铁硼氢粉碎生产工艺中，首先对炉体进行正负压检测，合格后，氢气从配气室经减压通过管道送入反应炉，在一定压力下进行钕铁硼合金的氢粉碎反应，反应过程中放出热量，钕铁硼合金吸氢过程完成后进行加热，并通过真空泵将反应炉抽真空，使钕铁硼合金脱氢，最后选通风冷或水冷对设备及产品降温出炉。其中，通过冷却水冷却路口密封圈，防止密封圈过热老化漏气。在生产过程中，氢气从配气室到炉膛通过密封管道，管道中配置压力传感器和压力控制器，使氢气压力保障在工艺要求之内。

氢气是易燃易爆气体，氢气的安全使用是钕铁硼生产企业安全防护的工作重点。在目前的生产过程当中，操作工人通过压力表观察氢粉碎反应炉炉膛及管道的状态，判断气路密闭性。当发现有泄漏，工人立即打开厂房排气风扇，并手动将氢粉碎炉停机停气。这一方法依赖工人责任心和应急处理经验，虽然生产企业在厂房中也设置氢气报警器，但氢气报警器是氢碎炉泄漏一定量或一段时间之后才报警，无法反映监控设备的实时状态，无益于隐患的早期发现，导致相关企业发生安全事故，造成工作人员伤亡和设备损失。

针对上述问题，需要一种采用计算机做生产安全监控系统和监控方法，该系统基于案例控制方法，在不同工况下，采集生过程中各环节的温度、压力、电流、振动等参数，并进行超阈值判断，计算温度、压力、电流、振动等值是否在要求范围，如果出现参数超出阈值，则根据该时间点的实时生产数据，检索相似故障案例，自动生成保护动作，保障生产安全，同时通过有线及无线网络向操作人员报警并汇报采取的相应措施，并自动记录、维护和更新案例库，解决钕铁硼氢粉碎生产过程中自动生产及安全监控问题，及时准确做出反应，提高了生产的安全性，有效避免了生产事故的发生。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统和方法，该监控系统和方法能够解决钕铁硼氢粉碎生产过程中自动生产及安全监控问题，实时监测生产过程中的各项参数，及时准确做出反应，提高了生产的安全性，有效避免了生产事故的发生。

为解决上述问题，本发明采用技术方案为：

一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统，监控系统包括：

测定钕铁硼氢粉碎设备的运行参数并实时输出监测数据的传感器；设置于钕铁硼氢粉碎设备各个关键部位的传感器能够实时监测设备的运行参数，及时发现异常情况，并反馈至生产过程控制器和安全生产监控控制器，使安全生产监控系统及时作出反应。

用于控制氢粉碎反应炉控制阀泵以控制生产过程的生产过程控制器；生产过程控制器通过控制线路控制钕铁硼氢粉碎设备的各个阀泵的工作状态，以保障设备的正常运行和避免生产事故的发生。

用于案例检索、求解最佳生产过程及维护生产过程的安全生产监控控制器；安全生产监控控制器实时处理接收到的传感器监测数据，并与数据库中的案例数据进行对比，及时发现异常现象，并控制生产过程控制器及时准确调控生产过程参数。

用于存储和管理案例信息的案例数据库；案例数据库能够存储大量的生产案例数据，并能够及时更新案例。

用于人工远程控制生产过程的管理员手持终端和控制中心计算机；手持终端和控制中心计算机在权限范围内能够远程控制生产过程控制器，继而控制钕铁硼氢粉碎设备的生产过程。

生产过程控制器通过通信线路分别与传感器和安全报警系统连接，生产过程控制器通过控制线路与用于控制生产过程的控制阀泵连接；生产过程控制器、安全生产监控控制器、案例数据库、管理员手持终端和控制中心计算机通过通信网络互相连接。

本发明为了提高安全生产监控系统的监测和控制能力，全面监测生产过程和控制生产参数，较佳的技术方案有，钕铁硼氢粉碎设备包括氢粉碎反应炉和配气室，配气室通过气体供给系统与反应炉连接，气体供给系统通过氢气配气管路、氩气配气管路和氮气配气管路分别将氢气、氩气和氮气通入氢粉碎反应炉中，氢气配气管路设有氢气压力计、氢气减压阀、氢气流量控制器和氢气进气阀，氩气配气管路设有氩气压力计、氩气减压阀和氩气进气阀，氮气配气管路设有氮气压力计、氮气减压阀和氮气进气阀；氮气配气管路与气体排放系统连接后，通入氢粉碎反应炉；

氢粉碎反应炉通过排气管路连接有气体排放系统，气体排放管路上设有排气压力控制阀和机械泵，机械泵通过罗茨泵与气体除去处理装置连接；排气压力控制阀与机械泵之间的气体排气管路还与氮气配气管路连接；为了能够实时监测机械泵和罗茨泵的工作状态，机械泵上设有机械泵电流计、机械泵振动计和机械泵温度计，罗茨泵上设有罗茨泵电流计、罗茨泵振动计和罗茨泵温度计；

氢粉碎反应炉外侧设有用于冷却降温的与冷却水循环系统连接的冷却水道，冷却水循环系统设有冷却塔和循环泵，为了能够实时监测循环泵的工作状态和冷却效果，循环泵上设有循环泵电流计、循环泵振动计、循环泵温度计，冷却水循环系统的管路上设有用于测定冷却水水温度的冷却水温度计；

氢粉碎反应炉外侧设有加热丝，为了能够实时控制氢粉碎反应炉的温度，加热丝通过线路与粉碎炉温度控制器连接，氢粉碎反应炉上设有用于监测粉碎炉温度并与粉碎炉温度控制器连接的粉碎炉温度计；为了能够实时监测氢粉碎反应炉的炉膛压力，氢粉碎反应炉上还设有用于监测粉碎炉压力的粉碎炉压力计。

本发明为了能够实时全面的监测和控制钕铁硼氢粉碎设备的生产过程，避免生产事故的发生，较佳的技术方案还有，钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的安全报警系统设有用于监测氢粉碎反应炉外部空气中氢气浓度的氢气浓度计和排气报警系统；

为了能够全面准确监测钕铁硼氢粉碎设备的各项参数和设备运行状态，钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的传感器包括：氢气压力计、氩气压力计、氮气压力计、机械泵电流计、机械泵振动计、机械泵温度计、罗茨泵电流计、罗茨泵振动计、罗茨泵温度计、循环泵电流计、循环泵振动计、循环泵温度计、冷却水温度计、粉碎炉温度计、粉碎炉压力计、氢气浓度计；

为了能够及时准确的控制钕铁硼氢粉碎设备的运行状态，钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的控制阀泵包括：氢气流量控制器、氢气进气阀、氩气进气阀、氮气进气阀、排气压力控制阀、罗茨泵、机械泵、循环泵、粉碎炉温度控制器。

一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法，该方法包括以下步骤：

①基于案例分析的方法对钕铁硼氢粉碎生产设备的安全生产监控系统进行安全诊定，并将新案例的原料信息及工艺条件更新存储于案例数据库中；检测生产设备的工作状态是否正常；

②安全生产监控控制器读出案例库数据库中存储的案例，根据案例对设备安全进行监测和管理，同时对设备气密性自动进行正负压检测，给出密闭性可靠指标；

③安全生产监控控制器使用案例分析的方法对钕铁硼氢粉碎设备生产过程中的各项参数进行安全监测和参数控制；通过传感器和控制阀泵实时监测和控制钕铁硼氢粉碎设备的生产过程；

④安全生产监控控制器在监测到异常参数后，立即将异常参数与数据库中的故障案例参数进行对比，找出最佳的处理方法，并通过生产过程控制器调控异常参数恢复正常，从而避免设备异常运行甚至造成安全事故，提高了设备运行的安全性和产品的高质量。

本发明为了使得安全生产监控方法更加高效准确的监控生产过程，及时准确处理生产过程中发生的异常情况，较佳的技术方案还有，方法是基于案例分析的方法；案例包括工艺案例和故障案例；工艺案例和故障案例采用面向对象的表示方法，面向对象的表示方法能够使安全生产监控控制器在监控过程中高效准确的查询出相似案例的各项参数，快速作出控制反应，以便快速采取措施保障设备的安全运行。

本发明为了全面存储案例的各项参数，以便在监控过程中准确找出类似案例使安全生产监控控制器准确发出控制指令，提高安全生产监控系统的反应速度和准确性，及时处理生产过程中的异常数据，提高产品质量和生产的安全性，较佳的技术方案还有，工艺案例的表示对象包括钕铁硼原料牌号、入料质量、钕含量、铁含量、硼含量、温度函数、压力函数、产品氢氮氧含量指标、粉碎粒度、粉碎温度、粉碎压力、粉碎炉氢气浓度、机械泵电流大小、机械泵振动强度、机械泵温度、罗茨泵电流大小、罗茨泵振动强度、罗茨泵温度、循环泵电流大小、循环泵振动强度、循环泵温度；工艺案例的表示对象还包括案例引用次数属性和相关属性。

本发明为了详尽记录故障案例的数据以便安全生产监控控制器在设备参数异常时快速找出相似案例，快速调控生产过程控制器以迅速调控生产过程参数，避免安全事故的发生，较佳的技术方案还有，故障案例对象包括故障时间点，以及故障时间点下的粉碎炉温度、粉碎炉压力、冷却水温度、循环泵电流、罗茨泵电流、罗茨泵振动强度、氢气配气管路流量、氩气配气管路流量、氮气配气管路流量、氢气压力计压力、氩气压力计压力、氮气压力计压力、配气室氢气浓度、配气室氩气浓度、生产厂房氢气浓度和安全操作控制信息。

本发明为了能够在设备故障时全面分析调控生产设备，以提高故障的解决效率，避免故障进一步扩大而运行产品质量甚至造成安全事故，较佳的技术方案还有，安全操作控制信息包括安全生产监控控制器按照案例给出的顺序自动控制粉碎炉排气压力控制阀工作状态、排风设备工作状态、氢气进气阀工作状态、氩气进气阀工作状态、氮气进气阀工作状态、氢气流量控制器工作状态、罗茨泵工作状态、机械泵工作状态、循环泵工作状态和粉碎炉温度控制器工作状态信息。

本发明为了使安全生产监控控制器能够快速完成生产案例的检索，快速筛选出相似案例以监控生产过程，较佳的技术方案还有，生产案例的检索条件为钕铁硼原料牌号、入料质量、钕含量、铁含量、硼含量和粉碎指标，粉碎指标包括粉碎后的氢、氮、氧的含量指标。

本发明为了高效准确检索出相似案例，及时维护更新案例数据库，较佳的技术方案还有，案例检索的过程包括：检索参数归一化、参数权重计算、基于欧式距离标准形式的相似度计算和相似案例求解；案例维护方法为：通过案例引用次数排序和欧氏距离相似度法进行案例维护，包括冗余案例、相似案例和偶然案例的合并及删除。

本发明的优点和有益效果为：

本发明设有多个传感器，能够全面监测生产条件参数及生产设备工作状态，能够及时监测到异常数据反馈至安全生产监控控制器；

本发明通过生产过程控制器调控各个生产设备的阀泵工作状态，根据数据库中的案例数据及时调控生产参数，有效避免安全事故的发生；

本发明的监控方法使用案例分析的方法，并且对生产过程中的各个设备和工艺参数进行记录，能够准确快速判断生产过程是否发生异常，并且能够在异常情况下迅速控制生产过程控制器以调控工艺条件和生产过程，保证设备的安全运行和产品质量；

本发明的监控方法的案例检索采用检索参数归一化、参数权重计算、基于欧式距离标准形式的相似度计算、建立相似度举证枚举分类和相似案例求解，案例管理采用引用次数和案例相似度比较的方法，有效管理冗余、偶然案例，避免相似案例的海量存储，从而保证案例库的高效检索。

附图说明

图1为本发明钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统与钕铁硼氢粉碎设备结构图。

图2为本发明钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法的故障诊断方法流程图的第一部分。

图3为本发明钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法的故障诊断方法流程图的第二部分。

图4为本发明钕铁硼生产工艺过程控制曲线图。

图中：1、安全生产监控设备；2、生产过程控制器；3、钕铁硼氢粉碎设备；4、气体排放系统；5、气体去除处理装置；6、反应炉冷却装置；7、配气室；8、气体供给系统；9、安全报警系统；10、排气报警系统；11、粉碎炉温度计；12、炉膛温度控制器；13、粉碎炉压力计；14、排气压力控制阀；15、机械泵；16、罗茨泵；17、循环泵；18、冷却塔；19、氮气减压阀；20、氩气减压阀；21、氢气减压阀；22、氢气流量控制器；23、氢气进气阀；24、氩气进气阀；25、氮气进气阀；

101、安全生产监控控制器；102、案例数据库；103、控制中心计算机；104、管理员手持终端；105、通信网络；

301、氢粉碎反应炉；302、加热丝；303、冷却水道；

401、罗茨泵温度计；402、罗茨泵振动计；403、罗茨泵电流计；404、机械泵温度计；405、机械泵振动计；406、机械泵电流计；

601、循环泵温度计；602、循环泵振动计；603、循环泵电流计；604、冷却水温度计；

801、氮气压力计；802、氩气压力计；803、氢气压力计；

901、氢气浓度计；902、氢气浓度计。

具体实施方式

下列实施例将进一步说明本发明。

实施例1

如图1所示，本发明采用技术方案为一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统，监控系统包括：

安全生产监控设备1；

测定钕铁硼氢粉碎设备的运行参数并实时输出监测数据的传感器；

用于控制氢粉碎反应炉控制阀泵以控制生产过程的生产过程控制器2；

用于案例检索、求解最佳生产过程及维护生产过程的安全生产监控控制器101；

用于存储和管理案例信息的案例数据库102；

用于人工远程控制生产过程的管理员手持终端104和控制中心计算机103；

生产过程控制器2通过通信线路分别与传感器和安全报警系统9连接，生产过程控制器2通过控制线路与用于控制生产过程的控制阀泵连接；生产过程控制器2、安全生产监控控制器101、案例数据库102、管理员手持终端104和控制中心计算机103通过通信网络105互相连接。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明为了提高安全生产监控系统的监测和控制能力，全面监测生产过程和控制生产参数，较佳的实施方式还有，钕铁硼氢粉碎设备包括氢粉碎反应炉301和配气室7，配气室7通过气体供给系统8与氢粉碎反应炉301连接，气体供给系统8通过氢气配气管路、氩气配气管路和氮气配气管路分别将氢气、氩气和氮气通入氢粉碎反应炉301中，氢气配气管路设有氢气压力计803、氢气减压阀21、氢气流量控制器22和氢气进气阀23，氩气配气管路设有氩气压力计802、氩气减压阀20和氩气进气阀24，氮气配气管路设有氮气压力计801、氮气减压阀19和氮气进气阀25；氮气配气管路与气体排放系统8连接后，通入氢粉碎反应炉301；

氢粉碎反应炉301通过排气管路连接有气体排放系统4，气体排放管路上设有排气压力控制阀14和机械泵15，机械泵15通过罗茨泵16与气体除去处理装置5连接；排气压力控制阀14与机械泵15之间的气体排气管路还与氮气配气管路连接；为了能够实时监测机械泵和罗茨泵的工作状态，机械泵15上设有机械泵电流计406、机械泵振动计405和机械泵温度计404，罗茨泵16上设有罗茨泵电流计403、罗茨泵振动计402和罗茨泵温度计401；

氢粉碎反应炉301外侧设有用于冷却降温的与冷却水循环系统6连接的冷却水道303，冷却水循环系统6设有冷却塔18和循环泵17，为了能够实时监测循环泵17的工作状态和冷却效果，循环泵17上设有循环泵电流计603、循环泵振动计602、循环泵温度计601，冷却水循环系统6的管路上设有用于测定冷却水水温度的冷却水温度计604；

氢粉碎反应炉301外侧设有加热丝302，为了能够实时控制氢粉碎反应炉301的温度，加热丝302通过线路与粉碎炉温度控制器12连接，氢粉碎反应炉301上设有用于监测粉碎炉温度并与粉碎炉温度控制器12连接的粉碎炉温度计11；为了能够实时监测氢粉碎反应炉的炉膛压力，氢粉碎反应炉301上还设有用于监测粉碎炉压力的粉碎炉压力计13；

其他部分与实施例1完全相同。

实施例3

在实施例2的基础上，本发明为了能够实时全面的监测和控制钕铁硼氢粉碎设备的生产过程，避免生产事故的发生，较佳的实施方式还有，钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的安全报警系统9设有用于监测氢粉碎反应炉外部空气中氢气浓度的氢气浓度计901和排气报警系统10；

为了能够全面准确监测钕铁硼氢粉碎设备的各项参数和设备运行状态，钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的传感器包括：氢气压力计803、氩气压力计802、氮气压力计801、机械泵电流计406、机械泵振动计405、机械泵温度计404、罗茨泵电流计403、罗茨泵振动计402、罗茨泵温度计401、循环泵电流计603、循环泵振动计602、循环泵温度计601、冷却水温度计604、粉碎炉温度计11、粉碎炉压力计13、氢气浓度计901；

为了能够及时准确的控制钕铁硼氢粉碎设备的运行状态，钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的控制阀泵包括：氢气流量控制器22、氢气进气阀23、氩气进气阀24、氮气进气阀25、排气压力控制阀14、罗茨泵16、机械泵15、循环泵17、粉碎炉温度控制器12；

其他部分与实施例2完全相同。

实施例4

一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法，该方法包括以下步骤：

①安全生产监控控制器101基于案例分析的方法对钕铁硼氢粉碎生产设备的安全生产监控系统进行安全诊定，并将新案例的原料信息及工艺条件更新存储于案例数据库102中；检测生产设备的工作状态是否正常；

②安全生产监控控制器读出案例库数据库102中存储的案例，根据案例对设备安全进行监测和管理，同时对设备气密性自动进行正负压检测，给出密闭性可靠指标；

③安全生产监控控制器使用案例分析的方法对钕铁硼氢粉碎设备生产过程中的各项参数进行安全监测和参数控制；通过传感器和控制阀泵实时监测和控制钕铁硼氢粉碎设备的生产过程；

④安全生产监控控制器101在监测到异常参数后，立即将异常参数与数据库中的故障案例参数进行对比，找出最佳的处理方法，并通过生产过程控制器2调控异常参数恢复正常。

实施例5

在实施例4的基础上，本发明为了使得安全生产监控方法更加高效准确的监控生产过程，及时准确处理生产过程中发生的异常情况，较佳的实施方式还有，监控方法是基于案例分析的方法；案例包括工艺案例和故障案例；工艺案例和故障案例采用面向对象的表示方法，面向对象的表示方法能够使安全生产监控控制器在监控过程中高效准确的查询出相似案例的各项参数，快速作出控制反应，以便快速采取措施保障设备的安全运行。

为了全面存储案例的各项参数，以便在监控过程中准确找出类似案例使安全生产监控控制器准确发出控制指令，提高安全生产监控系统的反应速度和准确性，及时处理生产过程中的异常数据，提高产品质量和生产的安全性，工艺案例的表示对象包括钕铁硼原料牌号、入料质量、钕含量、铁含量、硼含量、温度函数、压力函数、产品氢氮氧含量指标、粉碎粒度、粉碎温度、粉碎压力、粉碎炉氢气浓度、机械泵电流大小、机械泵振动强度、机械泵温度、罗茨泵电流大小、罗茨泵振动强度、罗茨泵温度、循环泵电流大小、循环泵振动强度、循环泵温度；工艺案例的表示对象还包括案例引用次数属性和相关属性；

为了详尽记录故障案例的数据以便安全生产监控控制器在设备参数异常时快速找出相似案例，快速调控生产过程控制器以迅速调控生产过程参数，避免安全事故的发生，故障案例对象包括故障时间点，以及故障时间点下的粉碎炉温度、粉碎炉压力、冷却水温度、循环泵电流、罗茨泵电流、罗茨泵振动强度、氢气配气管路流量、氩气配气管路流量、氮气配气管路流量、氢气压力计压力、氩气压力计压力、氮气压力计压力、配气室氢气浓度、配气室氩气浓度、生产厂房氢气浓度和安全操作控制信息；

为了能够在设备故障时全面分析调控生产设备，以提高故障的解决效率，避免故障进一步扩大而运行产品质量甚至造成安全事故，安全操作控制信息包括安全生产监控控制器按照案例给出的顺序自动控制粉碎炉排气压力控制阀工作状态、排风设备工作状态、氢气进气阀工作状态、氩气进气阀工作状态、氮气进气阀工作状态、氢气流量控制器工作状态、罗茨泵工作状态、机械泵工作状态、循环泵工作状态和粉碎炉温度控制器工作状态信息；

其他部分与实施例4完全相同。

实施例6

在实施例5的基础上，本发明为了使安全生产监控控制器能够快速完成生产案例的检索，快速筛选出相似案例以监控生产过程，较佳的实施方式还有，生产案例的检索条件为钕铁硼原料牌号、入料质量、钕含量、铁含量、硼含量和粉碎指标，粉碎指标包括粉碎后的氢、氮、氧的含量指标；

为了高效准确检索出相似案例，及时维护更新案例数据库，案例检索的过程包括：检索参数归一化、参数权重计算、基于欧式距离标准形式的相似度计算和相似案例求解；案例维护方法为：通过案例引用次数排序和欧氏距离相似度法进行案例维护，包括冗余案例、相似案例和偶然案例的合并及删除；

其他部分与实施例5完全相同。

实施例7

如图2和图3所示，本发明为了准确按照安全生产监控方法实施安全生产监控过程，本发明的实施例的钕铁硼生产装置的安全生产监控方法步骤为：

（1）步骤S101中，操作者将钕铁硼原料放入氢粉碎反应炉301，密闭炉盖。

（2）步骤S102中，操作者将原料牌号、重量、钕含量、铁含量、硼含量、温度函数、压力函数、产品氢、氮、氧含量指标和粉碎粒度输入安全生产监控控制器。

（3）在步骤S201中，安全生产监控控制器根据输入信息按照检索参数归一化、参数权重计算、基于欧式距离标准形式的相似度计算及相似案例求解的步骤在案例数据库102中检索相似工艺案例。

（4）步骤S202进行选定案例的相似度判断，如果相似度小于0.95，认为案例库中暂无相似案例，安全监控系统将转为人工控制S103，在步骤S103中，操作员设定吸氢、脱氢过程的温度和压力曲线，并设定安全阈值，之后转到S204，在步骤S204中，安全监控系统创建新工艺案例。

（5）步骤S202中，如果检索案例的相似度大于0.95，则认为找到最优案例，执行步骤S203，步骤S203读取该最优案例的温度、压力曲线，之后执行步骤S204，创建新工艺案例。

（6）步骤S204步骤执行完毕之后，安全生产监控控制器101将最优案例或者操作员输入的温度、压力曲线发送到生产过程控制器2，执行步骤S301。

（7）在步骤S301中，生产过程控制器2控制协调控制气体供给系统8、冷却水循环系统6、气体排放系统4、安全报警系统9、炉膛温度控制器12、排气压力控制阀14、氮气减压阀19、氩气减压阀20、氢气减压阀21、氢气流量控制器22，完成如图4钕铁硼生产工艺过程控制曲线图中的六个步骤，执行S401在4钕铁硼生产工艺过程控制曲线图的过程为：

（a）首先，步骤S1为正压检测，打开氩气进气阀，将压力充到0.1MPa，关闭氩气进气阀，保压10分钟，如果压力变化幅度小于±0.01MPa，则进入S2。

（b）步骤S2为负压检测，打开压力控制阀，打开机械泵15，当真空度小于100Pa，打开罗茨泵16，当压力小于0.1Pa，依次关闭排气压力控制阀14、罗茨泵16、机械泵15，等待五分钟，如果压力不超过30Pa，进入步骤S3。

（c）步骤S3为吸氢过程，打开氢气进气阀23，向反应炉中充入氢气，按照步骤S301的氢气压力、温度曲线，控制吸氢过程，吸氢过程结束后，关闭氢气进气阀23，进入步骤S4。

（d）步骤S4为脱氢过程，打开氮气进气阀25、排气压力控制阀14、机械泵15、罗茨泵16，将反应炉抽到真空，打开并按照步骤S301给出的温度曲线控制脱氢过程。

（e）步骤S5为冷却过程，打开冷却水循环系统，打开氩气进气阀24，充入氩气到正压，关闭氩气进气阀24，待温度冷却到35摄氏度以下，打开排气压力控制阀14，将正压部分气体放出，准备出料。

（8）步骤S401中，相应的控制阀、减压阀、流量控制器、温度控制器、排气压力控制器、泵根据控制要求动作，完成生产需要的压力和温度曲线控制；温度计、压力计、振动计、电流计、浓度计传感器实时测量相关工艺参数，并将参数送到生产过程控制器2中。

（9）步骤S303当中，定时采样温度计、压力计、振动计、电流计、浓度计传感器实时测量相关工艺参数，并送入安全生产监控控制器。

（11）步骤S205中，安全生产监控系统定时读取生产控制器中的温度计、压力计、振动计、电流计、浓度计等传感器实时测量相关工艺参数，并执行步骤S206超阈值判定，如果不超阈值，则执行步骤S302生产工序结束判定，如果完成图3钕铁硼生产工艺过程控制曲线图中的六个步骤，则转入步骤S105，操作员出料，并执行步骤S215，安全监控系统完成新案例存储和案例库维护。

（12）步骤S206中，安全生产监控系统判定参数超出阈值，则执行步骤S207，将此刻温度计、压力计、振动计、电流计和浓度计传感器测量数据作为检索参数，检索相似故障案例。并进入步骤S304，由生产过程控制器发出报警控制命令，在步骤S402执行报警，同时，进入S104，通过管理员手持终端104和控制中心计算机103通知操作员进行人工干预。

（13）在步骤S207执行完毕后，检索出最相似案例，执行步骤S208进行相似度判定，如果相似度大于0.95，该最相似案例为最优案例，执行步骤S209，安全生产监控控制器101读取该最优故障案例的安全操作措施，之后执行步骤S210，记录故障点参数，新建故障案例，之后，执行步骤S306，按照安全操作措施，执行步骤S403，控制相关设备实施安全措施。在步骤S208执行完毕后，相似度小于0.95，一方面，发送消息到管理员手持终端或监控计算机，另一方面，执行步骤S305，采取固化强制安全措施，之后，执行步骤S403，控制相关设备实施安全措施。

（14）步骤S104中，操作员输入人工干预措施，执行步骤S210记录故障点参数，并创建新故障案例存储至案例数据库102，之后依次执行步骤S306、S403，实施安全措施。

（15）步骤S403执行完毕后，执行步骤S404，在该步骤S404中，传感器监测反馈生产过程参数，之后执行步骤S211，安全生产监控控制器对温度、压力、振动和浓度等各项参数进行超阈值判断，步骤S212超阈值判断后，如果参数仍然超限，则继续执行步骤S404监测生产过程参数，直到参数恢复正常值，执行步骤 S213，存储故障案例至案例数据库102，执行步骤S214恢复故障时间点，并转到步骤S302，继续正常的生产过程监控。

（16）步骤S302中，生产过程控制器根据图4钕铁硼生产工艺过程控制曲线图的步骤判定，如果生产结束，执行步骤S215，安全监控系统存储新案例，并进行案例库更新维护。同时，执行步骤S105，操作员执行出料操作，完成生产过程；

（17）步骤S104为人工干预措施，操作员通过管理员手持终端104或控制中心计算机103安全措施人工操作，确保生产安全。这一步骤一方面按照流程在步骤S208故障案例相似度太低或在步骤S304系统发出报警命令后执行，也可以根据权限，插入人工干预。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统，其特征在于，监控系统包括：

测定钕铁硼氢粉碎设备的运行参数并实时输出监测数据的传感器；

用于控制氢粉碎反应炉控制阀泵以控制生产过程的生产过程控制器；

用于案例检索、求解最佳生产过程及维护生产过程的安全生产监控控制器；

用于存储和管理案例信息的案例数据库；

用于人工远程控制生产过程的管理员手持终端和控制中心计算机；

生产过程控制器通过通信线路分别与传感器和安全报警系统连接，生产过程控制器通过控制线路与用于控制生产过程的控制阀泵连接；生产过程控制器、安全生产监控控制器、案例数据库、管理员手持终端和控制中心计算机通过通信网络互相连接。

2.如权利要求1所述的钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统，其特征在于，钕铁硼氢粉碎设备包括氢粉碎反应炉和配气室，配气室通过气体供给系统与反应炉连接，气体供给系统通过氢气配气管路、氩气配气管路和氮气配气管路分别将氢气、氩气和氮气通入氢粉碎反应炉中，氢气配气管路设有氢气压力计、氢气减压阀、氢气流量控制器和氢气进气阀，氩气配气管路设有氩气压力计、氩气减压阀和氩气进气阀，氮气配气管路设有氮气压力计、氮气减压阀和氮气进气阀；

氢粉碎反应炉通过排气管路连接有气体排放系统，气体排放管路上设有排气压力控制阀和机械泵，机械泵通过罗茨泵与气体除去处理装置连接；排气压力控制阀与机械泵之间的气体排气管路还与氮气配气管路连接；机械泵上设有机械泵电流计、机械泵振动计和机械泵温度计，罗茨泵上设有罗茨泵电流计、罗茨泵振动计和罗茨泵温度计；

氢粉碎反应炉外侧设有用于冷却降温的与冷却水循环系统连接的冷却水道，冷却水循环系统设有冷却塔和循环泵，循环泵上设有循环泵电流计、循环泵振动计、循环泵温度计，冷却水循环系统的管路上设有用于测定冷却水水温度的冷却水温度计；

氢粉碎反应炉外侧设有加热丝，加热丝通过线路与粉碎炉温度控制器连接，氢粉碎反应炉上设有用于监测粉碎炉温度并与粉碎炉温度控制器连接的粉碎炉温度计；氢粉碎反应炉上还设有用于监测粉碎炉压力的粉碎炉压力计。

3.如权利要求2所述的钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统，其特征在于，钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的报警系统设有用于监测氢粉碎反应炉外部空气中氢气浓度的氢气浓度计和排气报警系统；

钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的传感器包括：氢气压力计、氩气压力计、氮气压力计、机械泵电流计、机械泵振动计、机械泵温度计、罗茨泵电流计、罗茨泵振动计、罗茨泵温度计、循环泵电流计、循环泵振动计、循环泵温度计、冷却水温度计、粉碎炉温度计、粉碎炉压力计、氢气浓度计；

钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的控制阀泵包括：氢气流量控制器、氢气进气阀、氩气进气阀、氮气进气阀、排气压力控制阀、罗茨泵、机械泵、循环泵、粉碎炉温度控制器。

4.基于权利要求1所述的钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控系统的一种钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

①基于案例分析的方法对钕铁硼氢粉碎生产设备的安全生产监控系统进行安全诊定，并将新案例的原料信息及工艺条件存储于案例数据库中；

②安全生产监控控制器读出案例库数据库中存储的案例，根据案例对设备安全进行监测和管理，同时对设备气密性自动进行正负压检测，给出密闭性可靠指标；

③安全生产监控控制器使用案例分析的方法对钕铁硼氢粉碎设备生产过程中的各项参数进行安全监测和参数控制；

④安全生产监控控制器在监测到异常参数后，立即将异常参数与数据库中的故障案例参数进行对比，找出最佳的处理方法，并通过生产过程控制器调控异常参数恢复正常。

5.如权利要求4所述的钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法，其特征在于，该方法是基于案例分析的方法；案例包括工艺案例和故障案例；工艺案例和故障案例采用面向对象的表示方法。

6.如权利要求5所述的钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法，其特征在于，工艺案例的表示对象包括钕铁硼原料牌号、入料质量、钕含量、铁含量、硼含量、温度函数、压力函数、产品氢氮氧含量指标、粉碎粒度、粉碎温度、粉碎压力、粉碎炉氢气浓度、机械泵电流大小、机械泵振动强度、机械泵温度、罗茨泵电流大小、罗茨泵振动强度、罗茨泵温度、循环泵电流大小、循环泵振动强度、循环泵温度；工艺案例的表示对象还包括案例引用次数属性和相关属性。

7.如权利要求6所述的钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法，其特征在于，故障案例对象包括故障时间点，以及故障时间点下的粉碎炉温度、粉碎炉压力、冷却水温度、循环泵电流、罗茨泵电流、罗茨泵振动强度、氢气配气管路流量、氩气配气管路流量、氮气配气管路流量、氢气压力计压力、氩气压力计压力、氮气压力计压力、配气室氢气浓度、配气室氩气浓度、生产厂房氢气浓度和安全操作控制信息。

8.如权利要求7所述的钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法，其特征在于，安全操作控制信息包括安全生产监控控制器按照案例给出的顺序自动控制粉碎炉排气压力控制阀工作状态、排风设备工作状态、氢气进气阀工作状态、氩气进气阀工作状态、氮气进气阀工作状态、氢气流量控制器工作状态、罗茨泵工作状态、机械泵工作状态、循环泵工作状态和粉碎炉温度控制器工作状态信息。

9.如权利要求8所述的钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法，其特征在于，生产案例的检索条件为钕铁硼原料牌号、入料质量、钕含量、铁含量、硼含量和粉碎指标，粉碎指标包括粉碎后的氢、氮、氧的含量指标。

10.如权利要求9所述的钕铁硼氢粉碎设备的安全生产监控方法，其特征在于，案例检索的过程包括：检索参数归一化、参数权重计算、基于欧式距离标准形式的相似度计算和相似案例求解；案例维护方法为：通过案例引用次数排序和欧氏距离相似度法进行案例维护，包括冗余案例、相似案例和偶然案例的合并及删除。

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