CN113553723B - 污泥干化机网链断裂评估方法、系统、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明为解决现有技术中的污泥干化机在发生网链断裂后，致使污泥干化机停机或者损毁，影响污泥干化生产的问题，公开了一种污泥干化机网链断裂评估方法及系统。该方法中包括获取网链扭矩T并计算得到网链断链风险系数D值，建立扭矩正态分布曲线和D值正态分布曲线，确立置信区间并以对待监测的网链进行评估等步骤。该系统包括检测模块、计时模块、PLC控制器、传输模块、云平台和报警模块。本发明提供一种污泥干化机网链断裂评估方法及系统，从扭矩和网链断链风系数D两个方面实时对网链的运行状态评估，对网链运行异常状态进行报警和停止保护操作，防止污泥干化机损伤进一步加剧。

Description

污泥干化机网链断裂评估方法、系统、电子设备及介质

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及污泥干化机网链断裂评估方法、系统、电子设备及计算机介质。

背景技术

在污泥处理过程中，污泥未干化前含水量很高，含水量达99.2％～99.5％，经过污泥浓缩池后的污泥含水量仍高达95％～97％，由此需要使用污泥干化机对污泥进行进一步干化处理。污泥平铺于连续运转的网链上，污泥中水分受热挥发，实现污泥干化生产。

现有的污泥干化机在运行中由于网链腐蚀、淤泥卡阻等原因会导致网链断裂事故。如果网链断裂后继续运转会损害其它设备，致使污泥干化机停机或者损毁，影响污泥干化生产。

发明内容

本发明为解决现有技术中的污泥干化机在发生网链断裂后，致使污泥干化机停机或者损毁，影响污泥干化生产的问题，提供一种污泥干化机网链断裂评估方法及系统，从扭矩和网链断链风险系数D两个方面实时对网链的运行状态评估，对网链运行异常状态进行报警和停止保护操作，防止污泥干化机损伤进一步加剧。

本发明采用的技术方案是：

一种污泥干化机网链断裂评估方法，包含以下步骤：

步骤S1、在网链正常运行状态下，获取预设时间段内各连续时间点t对应的网链扭矩T；

步骤S2、基于网链扭矩T计算得到网链断链风险系数D值，所述D值用于表征网链扭矩T动态变化情况；

步骤S3、建立网链扭矩T正态分布曲线，得到网链扭矩T正态分布曲线的X％置信区间；及

建立D值正态分布曲线，得到D值正态分布曲线的Y％置信区间；

步骤S4、定义所述网链扭矩T正态分布曲线的X％置信区间为第一置信区间，定义所述D值正态分布曲线的Y％置信区间为第二置信区间；

步骤S5、采集待监测的网链扭矩T并计算D值，并对实时测得的网链扭矩T及计算得到的D值分别与相应的第一置信区间及第二置信区间比较，进而评估待监测网链的运行状况。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S1中，扭矩T获取方式为直接获取或者间接获取。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S2中，网链断链风险系数D值计算方式为：

ΔT＝f(t+Δt)-f(t)，Δt≠0；

其中，t为时间，f(t)为扭矩。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S3中，X％取值依据风险评估要求程度反向取值，取值范围65～99％。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S4中，Y％取值依据风险评估要求程度反向取值，取值范围65～99％。

在本申请公开的一个实施例中，所述步骤S5中，评估时按以下方式进行：

若待监测的网链扭矩T不在第一置信区间内，判定网链运行异常或者已经断裂，并作报警和/或停机保护；

若待监测的网链的D值不在第二置信区间内，判定网链运行异常，存在极大的断链风险，并作报警或停机保护；

若待监测的网链扭矩T不在第一置信区间内，且D值也不在第二置信区间内，可以判定网链断裂，并作报警或停机保护。

基于同样的发明构思，本发明还公开了一种污泥干化机网链断裂评估系统，包括：

检测模块，所述检测模块被配置用于检测网链的运行的工艺参数；

计时模块，所述计时模块与所述检测模块配合使用，被配置为记录所述检测模块采集到网链运行工艺参数的时间；

PLC控制器，所述PLC控制器与所述检测模块和所述计时模块之间通讯，被配置为记录运行工艺参数、时间，执行相应的运算以及接受和发布相应的动作指令；

传输模块，所述传输模块与所述PLC控制器之间无线或者之间通讯；以及

云平台，所述云平台与所述传输模块之间通讯，被配置记录扭矩T、网链断链风险系数D和时间t，进行相应的运算、分析以及发布控制指令；以及

报警模块，所述报警模块与所述与PLC控制器连接。

本发明还公开了一种电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现前述的网链断裂评估方法。

最后，本发明还同时公开了一种计算机介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行污泥干化机网链断裂评估方法。

本发明的有益效果是：

本发明为解决现有技术中的污泥干化机在发生网链断裂后，致使污泥干化机停机或者损毁，影响污泥干化生产的问题，提供一种污泥干化机网链断裂评估方法及系统。该方法中包括获取网链的扭矩T并计算得到网链断链风险系数D值，建立扭矩正态分布曲线和D值正态分布曲线，确立置信区间并以对待监测的网链进行评估等步骤。本本发明中通过对网链运行的静态行为和动态行为两个层面进行评估，提高了风险评估的可靠性。系统包括检测模块、计时模块、PLC控制器、传输模块、云平台和报警模块。采用本发明中的方法和系统分别从扭矩和网链断链风系数D两个方面实时对网链的运行状态评估，对网链运行异常状态进行报警和停止保护操作，防止污泥干化机损伤进一步加剧。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请方法的示例性流程图；

图2为实施例1中，A网链的扭矩正态分布曲线。

图3为实施例1中，B网链的扭矩正态分布曲线。

图4为实施例1中，C网链的扭矩正态分布曲线。

图5为实施例1中，A网链的D值正态分布曲线。

图6为实施例1中，B网链的D值正态分布曲线。

图7为实施例1中，C网链的D值正态分布曲线。

图8为实施例2中，污泥干化机网链断裂评估系统的逻辑连接示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本公开概念的教示。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。

下面结合附图对发明的实施例进行详细说明。

实施例1

现有的污泥干化机在运行中由于网链腐蚀、淤泥卡阻等原因导致网链断裂事故。如果网链断裂后继续运转会损害其它设备，致使污泥干化机停机或者损毁，影响污泥干化生产。

为解决现有技术中的污泥干化机在发生网链断裂后，致使污泥干化机停机或者损毁，影响污泥干化生产的问题，本实施例中提供一种污泥干化机网链断裂评估方法，通过该方法进行对网链设备进行运行评估，判断是否存在断链风险或已经断链，以保护污泥干化机。

参见图1，具体的，该方法包括以下步骤：

步骤S1、在网链正常运行状态下，获取预设时间段内各连续时间点t对应的网链扭矩T；

所述的预设时间段没有具体的时间长度限制，比如可以但不限于在网链正常运行状态下，采集连续2小时内的网链扭矩值T或者其它时间段内的网链扭矩值T；各连续时间点t表示为时间间隔为一定跨度的各离散或者连续时间点，比如可以是间隔1秒的的各连续时间点，也可以间隔2秒的各连续时间点。可以理解的是，当以间隔2秒的时间点采集数据时，所采集的网链扭矩值T的数量是间隔1秒的时间点采集数据的一半。

其中，网链扭矩T的获取方式包括以下多种：

方式一：采用扭矩传感器直接获取。

方式二：分别采用功率传感器和速度传感器获取功率P(单位KW)和转速n(单位r/min)，计算后得到T＝9550P/n，为间接获取。

方式三：分别采用电压检测仪、电流检测仪和速度传感器获取电压U(单位V)、电流I(单位A)和转速n(单位r/min)，计算后得到T＝9550UI/n，为间接获取。

步骤S2、基于扭矩T计算得到网链断链风险系数D值。

D值的具体计算方式如下：

ΔT＝f(t+Δt)-f(t)，Δt≠0；

其中，t为时间，f(t)为扭矩。

扭矩T呈现是网链某时刻t呈现的静态行为，而D值可以体现出某时刻t网链的扭矩T的动态变化幅度。

步骤S3、建立扭矩正态分布曲线，得到该扭矩正态分布曲线的X％置信区间。

其中，X％取值依据风险评估要求程度反向取值，取值范围65～99％。比如，低风险评估(即风险评估的要求不高，比如适用于处理污泥成分较为单一的污泥干化机的运行评估)，X％取值99％。中风险评估(即风险评估的要求谨慎，比如适用于处理污泥成分均匀的污泥干化机的运行评估)，X％取值95％。高风险评估(即风险评估的要求严格，比如适用于处理污泥成分较为复杂的污泥干化机的运行评估)，X％取值65％。

通过对获取的大量扭矩T数据进行分析，建立正态分布曲线，反映出网链在正常运行状态下的扭矩分布状态。依据风险评估要求程度设定X％置信区间，即扭矩在该范围内即表现为网链运行正常，网链断链风险较低。

建立D值正态分布曲线，得到该D值正态分布曲线的Y％置信区间。

其中，Y％取值依据风险评估要求程度反向取值，取值范围65～99％。比如，低风险评估(即风险评估的要求不高)，Y％取值99％。中风险评估(即风险评估的要求谨慎)，Y％取值95％。高风险评估(即风险评估的要求严格)，Y％取值65％。

通过对获取的大量D值数据进行分析，建立正态分布曲线，反映出网链在正常运行状态下的扭矩变化幅度分布状态。依据风险评估要求程度设定Y％置信区间，即D值在该范围内即表现为网链运行正常，网链断链风险较低。

步骤S4、定义所述网链扭矩T正态分布曲线的X％置信区间为第一置信区间，定义所述D值正态分布曲线的Y％置信区间为第二置信区间。

步骤S5、采集待监测的网链扭矩T并计算D值，并对实时测得的网链扭矩T及计算得到的D值分别与相应的第一置信区间及第二置信区间比较，进而评估待监测网链的运行状况并执行相应的动作。

若仅待监测的网链的扭矩不在扭矩正态分布曲线的X％置信区间内，即第一置信区间内，判定网链运行异常或者已经断裂并作报警和/或停机保护。

若仅待监测的网链的D值不在D值正态分布曲线Y％置信区间内，即第二置信区间内，判定网链运行异常，存在极大的断链风险，并作报警或停机保护。

若待监测的网链的扭矩不在扭矩正态分布曲线的X％置信区间内，且D值也不在D值正态分布曲线Y％置信区间内，即同时不在第一置信区间和第二置信区间内，可以判定网链断裂，并作报警或停机保护。

在一个具体的实施场景中，，某污泥干化机具有上中下三层网链，即分别是A网链、B网链、C网链。其上干化的污泥成分单一，采用低风险评估方式。设置采集间隔时间Δt＝1s，其正常运转下采集到的扭矩T以及计算得到的D值如下表1所示：

表1 A网链、B网链和C网链的扭矩T和D值

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A网链、B网链和C网链的扭矩T和D值的中心值以及标准差如下表2所示：

表2中心值以及标准差

A网链、B网链和C网链的扭矩正态分布曲线分别如附图2、附图3和附图4所示。从图中可以知，A网链、B网链和C网链的扭矩正态分布的99％置信区间为(288，293)，(243，255)和(267，276)，并以此置信区间为评价标准。

A网链、B网链和C网链的D值正态分布曲线分别如附图5、附图6和附图7所示。从图中可以知，A网链、B网链和C网链的D值正态分布的99％置信区间为(-0.28，0.28)，(-0.86，0.9)和(-0.56，0.74)，并以此置信区间为评价标准。

继续对A网链、B网链和C网链进行监测，采集到某时刻t的扭矩T和D值表3所示。

表3 A网链、B网链和C网链的扭矩T和D值

通过表3中的数据可以判断出A网链的状态为：网链断裂，报警。

通过表3中的数据可以判断出B网链的状态为：网链运行异常，报警。

通过表3中的数据可以判断出C网链的状态为：网链运行异常，存在极大的断链风险。

采用本实施例中的方法，可以实时对网链的运行状态评估，对网链运行异常状态进行报警和停止保护操作，防止污泥干化机损伤进一步加剧。

实施例2

为解决现有技术中的污泥干化机在发生网链断裂后，致使污泥干化机停机或者损毁，影响污泥干化生产的问题，本实施例中提供一种污泥干化机网链断裂评估系统，通过该系统进行对网链设备进行运行评估，判断是否存在断链风险或已经断链，以保护污泥干化机。

如附图7所示，该系统包括检测模块100、计时模块200、PLC控制器300、传输模块400、云平台500和报警模块600。

具体的，检测模块100，其为单个检测检测元件比如扭矩传感器，或者多个检测元件的组合比如功率传感器和速度传感器的组合，或者电压检测仪、电流检测仪以及速度传感器的组合。检测模块100被配置用于检测网链的扭矩T、功率P、转速n、电压U、电流I等网链运行的工艺参数。

计时模块200，其与检测模块100配合使用，被配置为记录检测模块100采集到网链运行的工艺参数的时间。

PLC控制器300，其与检测模块100和计时模块200通讯，被配置为记录检测模块100采集到的网链运行的工艺参数以及计时模块200记录到的时间，执行相应的运算以及接受和发布相应的动作指令。比如，PLC控制器300通过对功率P和转速n计算得到扭矩，然后对扭矩进行微积分得到网链断链风险系数D值。本实施例中，计时模块200亦可以集成于PLC控制器300内，成为PLC控制器300的一部分。

传输模块400，其与PLC控制器300之间无线或者有线通讯，被配置为接受或者发射信号。比如，传输模块400将计算某时刻的扭矩、网链断链风险系数D值以及时间通过4G网络传送至其他部件。

云平台500，其与传输模块400之间无线或者有线通讯，被配置记录扭矩T、网链断链风险系数D和时间t，进行相应的运算、分析以及发布控制指令。比如，云平台500经过运算分析后建立扭矩正态分布曲线，得到该扭矩正态分布曲线的X％置信区间。建立D值正态分布曲线，得到该D值正态分布曲线的Y％置信区间。

报警模块，其与PLC控制器300连接，被配置为报警提示。

本实施例中的系统工作流程如下：

检测模块100和计时模块200启动工作，采集网链正常运行状态下，连续时刻t网链的扭矩T。PLC控制器300接受扭矩T数值，执行微积分计算得到网链断链风险系数D值。时间t、扭矩T和网链断链风险系数D值通过传输模块400传送指云平台500。云平台500对大量的扭矩T和网链断链风险系数D数据进行分析，建立扭矩正态分布曲线，得到该扭矩正态分布曲线的X％置信区间，以及建立D值正态分布曲线，得到该D值正态分布曲线的X％置信区间。云平台500将扭矩正态分布曲线X％置信区间以及D值正态分布曲线Y％置信区间下传到待评估的网链设备的PLC控制器300内，与采集到的待监测的网链的扭矩和D值进行比较。若待监测的网链的扭矩不在扭矩正态分布曲线的X％置信区间内，判定网链运行异常或者已经断裂并作报警和/或停机保护。若仅待监测的网链的D值不在D值正态分布曲线Y％置信区间内，判定网链运行异常，存在极大的断链风险，并作报警或停机保护。若仅待监测的网链的扭矩不在扭矩正态分布曲线的X％置信区间内，且D值也不在D值的正态分布曲线Y％置信区间内，可以判定网链断裂，并作报警或停机保护。

本实施例中的云平台500亦可将扭矩正态分布曲线X％置信区间以及D值正态分布曲线Y％置信区间下传到原网链设备的PLC控制器300内，进行后期运行状态监测。

采用实施中的污泥干化机网链断裂评估系统，可以对网链运行异常状态进行报警和停止保护操作，防止污泥干化机损伤进一步加剧。

以上是对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.污泥干化机网链断裂评估方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤S1、在网链正常运行状态下，获取预设时间段内各连续时间点t对应的网链扭矩T；

步骤S2、基于网链扭矩T计算得到网链断链风险系数D值，所述网链断链风险系数D值用于表征网链扭矩T的动态变化情况；

步骤S3、建立网链扭矩T正态分布曲线，得到网链扭矩T正态分布曲线的X％置信区间；以及建立D值正态分布曲线，得到D值正态分布曲线的Y％置信区间；

步骤S4、定义所述网链扭矩T正态分布曲线的X％置信区间为第一置信区间，定义所述D值正态分布曲线的Y％置信区间为第二置信区间；

步骤S5、采集待监测的网链扭矩T并计算网链断链风险系数D值，并对实时测得的网链扭矩T及计算得到的网链断链风险系数D值分别与相应的第一置信区间及第二置信区间比较，进而评估待监测网链的运行状况；

其中，所述步骤S2中，网链断链风险系数D值计算方式为：

ΔT＝f(t+Δt)-f(t)，Δt≠0；

；

其中，t为时间，Δt 为时间间隔；

f（t）为时间点 t 对应的网链扭矩；

ΔT 为网链扭矩在Δt 时间内的变化量。

2.根据权利要求1所述污泥干化机网链断裂评估方法，其特征在于，所述获取预设时间段内各连续时间点t对应的网链扭矩T具体为获取预设时间段内以一秒或两秒为时间间隔各连续时间点t对应的网链扭矩T。

3.根据权利要求1所述污泥干化机网链断裂评估方法，其特征在于，所述步骤S1中，网链扭矩T获取方式包括直接获取或者间接获取。

4.根据权利要求1所述的污泥干化机网链断裂评估方法，其特征在于，所述步骤S3中，X％取值依据风险评估要求程度反向取值，取值范围65～99％。

5.根据权利要求1所述的污泥干化机网链断裂评估方法，其特征在于，所述步骤S4中，Y％取值依据风险评估要求程度反向取值，取值范围65～99％。

6.根据权利要求1所述污泥干化机网链断裂评估方法，其特征在于，在所述步骤S5中，评估待监测网链的运行状态具体包括：

若待监测的网链的网链扭矩T不在第一置信区间，判定网链运行异常或者已经断裂；

若待监测的网链的网链断链风险D值不在第二置信区间内，判定网链运行异常，存在极大的断链风险；

若待监测的网链的网链扭矩T不在第一置信区间内，且网链断链风险系数D值也不在第二置信区间内，可以判定网链断裂。

7.一种实施权利要求1～6中任意一项所述的污泥干化机网链断裂评估方法的系统，其特征在于，包括：

检测模块，所述检测模块被配置用于检测网链的运行工艺参数；

计时模块，所述计时模块与所述检测模块配合使用，被配置为记录所述检测模块采集到运行工艺参数的时间；

PLC控制器，所述PLC控制器与所述检测模块和所述计时模块之间通讯，被配置为记录网链运行工艺参数、时间，执行相应的运算以及接受和发布相应的动作指令；

传输模块，所述传输模块与所述PLC控制器之间无线或者有线通讯；以及

云平台，所述云平台与所述传输模块之间通讯，被配置记录网链扭矩T、网链断链风险系数D值和时间t，进行相应的运算、分析以及发布控制指令；以及

报警模块，所述报警模块与所述PLC控制器连接。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的方法。

9.一种计算机介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。