CN113928878B - 一种火车卸料库的智能云雾喷射抑尘系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火车卸料库的智能云雾喷射抑尘系统及方法，包括：云雾喷射仪，用于喷射雾粒≤10μm的云雾以捕捉和抑制粉尘；主机系统，用于向所述云雾喷射仪供气和供水；至少一个鹰眼/蛙眼监测单元，沿火车的延伸方向设置在火车的卸料侧，能够反馈料仓信号、视觉识别数据以及扬尘检测信号；至少一个粉尘检测单元，设置于所述鹰眼/蛙眼监测单元的周围，用于采集粉尘浓度和大小数据并反馈；视觉识别系统；扬尘检测系统；数据处理系统；PLC控制系统；人机交互界面/无组织排放管控平台，用于对所述PLC控制系统进行操作。本发明利用PLC控制系统可控制多个云雾喷射仪喷射并进行相互配合，以对多个产尘点进行多角度覆盖。

Description

一种火车卸料库的智能云雾喷射抑尘系统及方法
技术领域
本发明涉及干雾抑尘技术领域，具体涉及一种火车卸料库的智能云雾喷射抑尘系统及方法。
背景技术
火车卸料库内钩机通过长悬臂钩爪，将火车车厢内的物料卸到料仓里。料仓通过开仓作业，将物料卸到下一级皮带输送机上。在钩机卸料和开仓放料的过程中易产生大量扬尘，影响钩机作业和岗位员工的职业身体健康。
现有技术中一般通过干雾抑尘技术解决上述问题；干雾抑尘是通过″云雾″化的水雾来捕捉粉尘，让水雾与空气中的粉尘颗粒结合，形成粉尘和水雾的团聚物，受重力作用而沉降下来，实现源头抑尘；但干雾抑尘技术主要通过双流体喷头形成雾粒小于10微米的干雾，但干雾的喷射距离短，最大一般不超过10米，其有效距离一般只有3-6米左右，故存在以下缺陷：第一喷头需要人为控制，自动化程度低；第二，喷头固定设置，无法根据出尘点进行灵活调节，导致除尘效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种火车卸料库的智能云雾喷射抑尘系统及方法，以解决现有技术中喷头需要人为控制，自动化程度低，以及喷头固定设置，无法根据出尘点进行灵活调节，导致除尘效率较低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种火车卸料库的智能云雾喷射抑尘系统，包括：
云雾喷射仪，用于喷射雾粒≤10μm的云雾以捕捉和抑制粉尘；
主机系统，用于向所述云雾喷射仪供气和供水；
至少一个鹰眼/蛙眼监测单元，沿火车的延伸方向设置在火车的卸料侧，能够反馈料仓信号、视觉识别数据以及扬尘检测信号；
至少一个粉尘检测单元，设置于所述鹰眼/蛙眼监测单元的周围，用于采集粉尘浓度和大小数据并反馈；
视觉识别系统，用于接收所述鹰眼/蛙眼监测单元的反馈信息并进行数据存储和初步甄别，并反馈初步甄别的信息；
扬尘检测系统，用于接收所述粉尘检测单元的反馈信息并进行数据存储和初步甄别，并反馈初步甄别的信息；
数据处理系统，用于接收所述视觉识别系统和粉尘检测单元反馈初步甄别的信息，并进行二次甄别以判断此信息是否有效，再反馈有效信息；
PLC控制系统，用于接收所述数据处理系统反馈的有效信息，并控制每个所述云雾喷射仪的启停、喷射方向和喷射角度；
人机交互界面/无组织排放管控平台，用于对所述PLC控制系统进行操作。
作为本发明的一种优选方案，所述主机系统内置供气系统和供水系统，所述供气系统包括空压机、储气罐、管件及控制元件；所述供水系统包括水泵、水箱、管件及控制元件。
作为本发明的一种优选方案，还包括粉尘抑制剂，所述粉尘抑制剂通过定量脉冲药剂泵进入所述主机系统的供水系统中。
作为本发明的一种优选方案，多个所述云雾喷射仪均能够调节喷射物的水平方向以及喷射物与水平面的夹角，以实现多个所述云雾喷射仪联合覆盖所述数据处理系统判断的出尘位置。
为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：
一种抑尘方法，包括如下步骤：
步骤100、鹰眼/蛙眼监测单元采集信息并反馈至视觉识别系统，视觉识别系统对此信息进行数据存储和初步甄别后，再反馈至数据处理系统；
步骤200、粉尘检测单元采集信息并反馈至扬尘检测系统，扬尘检测系统对此信息进行数据存储和初步甄别后，再反馈至数据处理系统；
步骤300、数据处理系统将视觉识别系统反馈的扬尘图像信息和扬尘检测系统反馈的扬尘状态信息通过相关函数映射进行二次甄别，以判断数据结果是否有效；
步骤400、数据处理系统将有效的扬尘位置和扬尘范围的信息反馈至PLC控制系统，PLC控制系统随即控制云雾喷射仪的工作状态；
步骤500、数据处理系统将历史有效信息进行存储和归集成曲线，并划分成多个逻辑判断区间，当新的有效信息反馈到数据处理系统中时，与现有曲线进行对比分析，归集到相应逻辑判断区间，形成逻辑指令信息；
步骤600、将所述逻辑指令信息发送到PLC控制系统，由PLC控制系统自动化对主机系统和云雾喷射仪进行控制。
作为本发明的一种优选方案，所述数据处理系统判断扬尘位置和扬尘范围的具体方法为：
当视觉识别系统反馈的扬尘图像信息判断有扬尘，扬尘检测系统反馈的扬尘状态信息判断有扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息成正比，则该次信息为有效；
当视觉识别系统反馈的扬尘图像信息判断有扬尘，扬尘检测系统反馈的扬尘状态信息判断无扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息不成正比，则该次信息为无效；
当视觉识别系统反馈的扬尘图像信息判断无扬尘，扬尘检测系统反馈的扬尘状态信息判断有扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息不成正比，则该次信息为无效；
当视觉识别系统反馈的扬尘图像信息判断无扬尘，扬尘检测系统反馈的扬尘状态信息判断无扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息不成正比，则该次信息为有效。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明眼/蛙眼监测单元和粉尘检测单元采集出尘信息，通过视觉识别系统和扬尘检测系统对出尘信息进行初步甄别，再通过数据处理系统进行二次甄别，数据处理系统将判断的信息发送至PLC控制系统，从而PLC控制系统可控制多个云雾喷射仪喷射并进行相互配合，以对多个产尘点进行多角度覆盖，实现全无人值守的智能化云雾喷射抑尘系统，达到减少操作岗位，提高抑尘效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例中整体的结构示意图；
图2为本发明实施例中整体的截面图。
图中的标号分别表示如下：
1-主机系统；2-云雾喷射仪；3-鹰眼/蛙眼监测单元；4-、粉尘检测单元；5-视觉识别系统；6-、扬尘检测系统；7-粉尘抑制剂；8-数据处理系统；9-PLC控制系统；10-人机交互界面/无组织排放管控平台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供了一种火车卸料库的智能云雾喷射抑尘系统，包括：
云雾喷射仪2，用于喷射雾粒≤10μm的云雾以捕捉和抑制粉尘；
主机系统1，用于向所述云雾喷射仪2供气和供水；
至少一个鹰眼/蛙眼监测单元3，沿火车的延伸方向设置在火车的卸料侧，能够反馈料仓信号、视觉识别数据以及扬尘检测信号；
至少一个粉尘检测单元4，设置于所述鹰眼/蛙眼监测单元3的周围，用于采集粉尘浓度和大小数据并反馈；
视觉识别系统5，用于接收所述鹰眼/蛙眼监测单元3的反馈信息并进行数据存储和初步甄别，并反馈初步甄别的信息；
扬尘检测系统6，用于接收所述粉尘检测单元4的反馈信息并进行数据存储和初步甄别，并反馈初步甄别的信息；
数据处理系统8，用于接收所述视觉识别系统5和粉尘检测单元4反馈初步甄别的信息，并进行二次甄别以判断此信息是否有效，再反馈有效信息；
PLC控制系统9，用于接收所述数据处理系统8反馈的有效信息，并控制每个所述云雾喷射仪2的启停、喷射方向和喷射角度；
人机交互界面/无组织排放管控平台10，用于对所述PLC控制系统9进行操作。
本发明眼/蛙眼监测单元和粉尘检测单元采集出尘信息，通过视觉识别系统和扬尘检测系统对出尘信息进行初步甄别，再通过数据处理系统进行二次甄别，数据处理系统将判断的信息发送至PLC控制系统，从而PLC控制系统可控制多个云雾喷射仪喷射并进行相互配合，以对多个产尘点进行多角度覆盖，实现全无人值守的智能化云雾喷射抑尘系统，达到减少操作岗位，提高抑尘效率。
其中，所述主机系统1内置供气系统和供水系统，所述供气系统包括空压机、储气罐、管件及控制元件；所述供水系统包括水泵、水箱、管件及控制元件。
作为本发明的一种优选方案，还包括粉尘抑制剂7，所述粉尘抑制剂7通过定量脉冲药剂泵进入所述主机系统1的供水系统中。
所述粉尘抑制剂可提高水的表面张力，通过定量脉冲药剂泵将粉尘抑制剂循环打入主机系统1的供水管路中，实现粉尘抑制剂和水的充分均匀混合。供水管路将含有粉尘抑制剂的水送到云雾喷射仪2的终端喷头出，与供气管路中的压缩空气进行混合碰撞，形成干雾级云雾喷射到扬尘点，提高扬尘的抑制效率。所述粉尘抑制剂可根据粉尘性质的不同采取不同的药剂型式，如当粉尘性质为含油性粉尘，如焦炭、煤粉等，该抑制剂具有溶解油性高，防爆功能。
作为本发明的一种优选方案，多个所述云雾喷射仪2均能够调节喷射物的水平方向以及喷射物与水平面的夹角，以实现多个所述云雾喷射仪2联合覆盖所述数据处理系统8判断的出尘位置。
云雾喷射仪2可实现旋转和俯仰动作，且云雾喷射仪2的每个动作均由编码器控制并反馈相应位置信息；旋转动作由旋转绝对值编码器控制旋转角度并反馈位置信息，同时在旋转最大角度位置装有接近开关，对旋转动作进行超行程保护；俯仰动作由直线编码器控制俯仰角度并反馈信息，同时在俯仰最大角度位置装有接近开关，对俯仰动作进行超行程保护。
所述鹰眼/蛙眼监测单元3安装在云雾喷射仪2上部4米以上位置，或者两台云雾喷射仪2之间位置。将采集监测的扬尘图像信号反馈到视觉识别系统5上进行图像存储和初步处理甄别。视觉识别系统5将有效图像信息发送到数据处理系统8进行图像深度处理并进行对比，判断扬尘位置和扬尘范围。再将信号反馈到PLC控制系统9进行云雾喷射仪2的工作状态控制。该检测单元可以是鹰眼系统也可以是蛙眼系统，具体的实现方法为：
所述鹰眼系统可以识别车牌号或钩机外形，将图像信号反馈到视觉识别系统5和数据处理系统8，判断钩机所在位置，同时可通过图像对比过滤掉其它车辆或者移动物体，实现对扬尘点的判断。
所述蛙眼系统可以动态识别抓拍单位时间内全场景多个图像，将图像信号反馈到视觉识别系统5进行每个图像的处理，针对扬尘边缘轮廓的灰度特征和背景环境灰度差别进行分割和抓取。将每个图像信息发送到数据处理系统8进行图像识别的信息验证和数据对比，通过相关函数映射反映出扬尘动态变化规律，实现对扬尘的状态判断。
为了进一步提高判断出尘点数据的准确性，本发明还提供了一种抑尘方法，包括如下步骤：
步骤100、鹰眼/蛙眼监测单元3采集信息并反馈至视觉识别系统5，视觉识别系统5对此信息进行数据存储和初步甄别后，再反馈至数据处理系统8；
步骤200、粉尘检测单元4采集信息并反馈至扬尘检测系统6，扬尘检测系统6对此信息进行数据存储和初步甄别后，再反馈至数据处理系统8；
步骤300、数据处理系统8将视觉识别系统5反馈的扬尘图像信息和扬尘检测系统6反馈的扬尘状态信息通过相关函数映射进行二次甄别，以判断数据结果是否有效；
步骤400、数据处理系统8将有效的扬尘位置和扬尘范围的信息反馈至PLC控制系统9，PLC控制系统9随即控制云雾喷射仪2的工作状态；
步骤500、数据处理系统8将历史有效信息进行存储和归集成曲线，并划分成多个逻辑判断区间，当新的有效信息反馈到数据处理系统8中时，与现有曲线进行对比分析，归集到相应逻辑判断区间，形成逻辑指令信息；
步骤600、将所述逻辑指令信息发送到PLC控制系统9，由PLC控制系统9自动化对主机系统1和云雾喷射仪2进行控制。
所述数据处理系统8可将视觉识别系统5反馈的扬尘图像信息和扬尘检测系统6反馈的扬尘状态信息通过相关函数映射，反映出扬尘状态变化规律。通过多个数据曲线的逻辑对比判断，进行深度自学习，实现数据结果的自纠偏，提高扬尘状态识别的准确率。
所述数据处理系统8判断扬尘位置和扬尘范围的具体方法为：
当视觉识别系统5反馈的扬尘图像信息判断有扬尘，扬尘检测系统6反馈的扬尘状态信息判断有扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息成正比，则该次信息为有效；
当视觉识别系统5反馈的扬尘图像信息判断有扬尘，扬尘检测系统6反馈的扬尘状态信息判断无扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息不成正比，则该次信息为无效；
当视觉识别系统5反馈的扬尘图像信息判断无扬尘，扬尘检测系统6反馈的扬尘状态信息判断有扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息不成正比，则该次信息为无效；
当视觉识别系统5反馈的扬尘图像信息判断无扬尘，扬尘检测系统6反馈的扬尘状态信息判断无扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息不成正比，则该次信息为有效。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于火车卸料库智能云雾喷射抑尘系统的抑尘方法，所述火车卸料库智能云雾喷射抑尘系统，包括：
多个云雾喷射仪(2)，用于喷射雾粒≤10μm的云雾以捕捉和抑制粉尘；
主机系统(1)，用于向所述云雾喷射仪(2)供气和供水；
至少一个鹰眼/蛙眼监测单元(3)，沿火车的延伸方向设置在火车的卸料侧，能够反馈料仓信号、视觉识别数据以及扬尘检测信号；
至少一个粉尘检测单元(4)，设置于所述鹰眼/蛙眼监测单元(3)的周围，用于采集粉尘浓度和大小数据并反馈；
视觉识别系统(5)，用于接收所述鹰眼/蛙眼监测单元(3)的反馈信息并进行数据存储和初步甄别，并反馈初步甄别的信息；
扬尘检测系统(6)，用于接收所述粉尘检测单元(4)的反馈信息并进行数据存储和初步甄别，并反馈初步甄别的信息；
数据处理系统(8)，用于接收所述视觉识别系统(5)和粉尘检测单元(4)反馈初步甄别的信息，并进行二次甄别以判断此信息是否有效，再反馈有效信息；
PLC控制系统(9)，用于接收所述数据处理系统(8)反馈的有效信息，并控制每个所述云雾喷射仪(2)的启停、喷射方向和喷射角度；
人机交互界面/无组织排放管控平台(10)，用于对所述PLC控制系统(9)进行操作；
其特征在于，所述抑尘方法包括如下步骤：
步骤100、鹰眼/蛙眼监测单元(3)采集信息并反馈至视觉识别系统(5)，视觉识别系统(5)对此信息进行数据存储和初步甄别后，再反馈至数据处理系统(8)；
步骤200、粉尘检测单元(4)采集信息并反馈至扬尘检测系统(6)，扬尘检测系统(6)对此信息进行数据存储和初步甄别后，再反馈至数据处理系统(8)；
步骤300、数据处理系统(8)将视觉识别系统(5)反馈的扬尘图像信息和扬尘检测系统(6)反馈的扬尘状态信息通过相关函数映射进行二次甄别，以判断数据结果是否有效；
步骤400、数据处理系统(8)将有效的扬尘位置和扬尘范围的信息反馈至PLC控制系统(9)，PLC控制系统(9)随即控制云雾喷射仪(2)的工作状态；
步骤500、数据处理系统(8)将历史有效信息进行存储和归集成曲线，并划分成多个逻辑判断区间，当新的有效信息反馈到数据处理系统(8)中时，与现有曲线进行对比分析，归集到相应逻辑判断区间，形成逻辑指令信息；
步骤600、将所述逻辑指令信息发送到PLC控制系统(9)，由PLC控制系统(9)自动化对主机系统(1)和云雾喷射仪(2)进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于火车卸料库智能云雾喷射抑尘系统的抑尘方法，其特征在于，所述主机系统(1)内置供气系统和供水系统，所述供气系统包括空压机、储气罐、管件及控制元件；所述供水系统包括水泵、水箱、管件及控制元件。
3.根据权利要求2所述的一种基于火车卸料库智能云雾喷射抑尘系统的抑尘方法，其特征在于，还包括粉尘抑制剂(7)，所述粉尘抑制剂(7)通过定量脉冲药剂泵进入所述主机系统(1)的供水系统中。
4.根据权利要求1所述的一种基于火车卸料库智能云雾喷射抑尘系统的抑尘方法，其特征在于，多个所述云雾喷射仪(2)均能够调节喷射物的水平方向以及喷射物与水平面的夹角，以实现多个所述云雾喷射仪(2)联合覆盖所述数据处理系统(8)判断的出尘位置。
5.根据权利要求1所述的一种基于火车卸料库智能云雾喷射抑尘系统的抑尘方法，其特征在于，所述数据处理系统(8)判断扬尘位置和扬尘范围的具体方法为：
当视觉识别系统(5)反馈的扬尘图像信息判断有扬尘，扬尘检测系统(6)反馈的扬尘状态信息判断有扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息成正比，则该次信息为有效；
当视觉识别系统(5)反馈的扬尘图像信息判断有扬尘，扬尘检测系统(6)反馈的扬尘状态信息判断无扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息不成正比，则该次信息为无效；
当视觉识别系统(5)反馈的扬尘图像信息判断无扬尘，扬尘检测系统(6)反馈的扬尘状态信息判断有扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息不成正比，则该次信息为无效；
当视觉识别系统(5)反馈的扬尘图像信息判断无扬尘，扬尘检测系统(6)反馈的扬尘状态信息判断无扬尘，且图像信息反馈的扬尘范围和检测系统反馈的浓度信息不成正比，则该次信息为有效。
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