CN117172553B - 基于arima模型的重晶石粉生产中控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于ARIMA模型的重晶石粉生产中控系统，具体涉及电数字数据处理领域，本发明通过传感器对重晶石粉的生产线和生产环境进行监测，得到重晶石粉的生产参数信息，并利用数学模型对重晶石粉的生产参数信息进行特征提取，得到重晶石粉的生产特征参数，提高了重晶石粉的生产数据的真实性和可靠性，将得到重晶石粉的生产特征参数通过ARIMA模型进行分析，得到目标重晶石粉的凝结系数和目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数，并根据重晶石粉的凝结系数和重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数分析出重晶石粉的生产风险系数，大大提高了重晶石粉的生产效率，降低了生产风险。
Description
技术领域
本发明涉及电数字数据处理领域，更具体地说，本发明涉及基于ARIMA模型的重晶石粉生产中控系统。
背景技术
重晶石粉是一种广泛应用于建筑材料、石膏板、涂料等行业的重要材料，重晶石粉的生产过程主要包括：将重晶石原矿送入颚式破碎机进行粗破碎；将破碎后的重晶石送入细破碎机进行细破碎，然后通过斗式提升机将其提升至料仓；将重晶石料仓中的物料通过电磁振动给料机均匀、定量地喂入重晶石超细磨粉机内进行充分研磨。研磨后的重晶石粉会通过分析机和鼓风机等设备完成分级作业，不合格的细粉将被送回主机内重新研磨；分级后符合细度要求的粉子将随管道装置进入到收尘器内分离收集；收集到的重晶石粉将统一送至成品料仓，最后用装粉罐车打包装车即可。
然而，传统的重晶石粉生产过程存在无法确定风险、凝结不稳定的问题，不能够及时发现生产过程中的异常情况和问题，缺少一种高效准确的生产控制系统来改进生产过程。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供基于ARIMA模型的重晶石粉生产中控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于ARIMA模型的重晶石粉生产中控系统，包括：
目标确定模块：按照种类的不同选择目标重晶石粉，并将其发送到数据库中；
数据采集模块：通过传感器对目标重晶石粉的生产线和生产环境进行监测，得到目标重晶石粉的生产参数信息，并发送到参数特征处理模块；
参数特征处理模块：利用数学模型对得到的目标重晶石粉的生产参数信息进行特征处理，得到目标重晶石粉的生产特征参数，并发送到数据分析模块；
数据分析模块：基于ARIMA模型对目标重晶石粉的生产特征参数进行分析，得到目标重晶石粉的凝结系数和目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数，并发送到风险评估模块；
风险评估模块：根据得到的目标重晶石粉的凝结系数和目标重晶石粉的生产环境粉尘系数，对目标重晶石粉的生产风险系数进行评估，并将评估结果发送至风险处理模块；
风险预警模块：将目标重晶石粉的生产风险系数与目标重晶石粉的生产风险系数阈值进行对比，并根据对比结果判断是否发出预警；
处理模块：接收风险预警模块发出的预警指令，自动生成处理措施，并存储到数据库中。
优选的，所述目标重晶石粉的生产参数信息包括：目标重晶石粉的生产过程中各项原料的用量、目标重晶石粉的生产过程中的烘干温度、目标重晶石粉的生产过程中的烧结温度、目标重晶石粉的生产过程中的石膏含量、目标重晶石粉的生产过程中进料流量、冷却水流量，以及目标重晶石粉的生产过程空气中各类气体的浓度。
优选的，所述对得到的目标重晶石粉的生产参数信息进行特征处理，具体方式为：
A1、在目标重晶石粉的生产线进料口处安装称重传感器，在进料过程中，使用称重传感器的输出信号来获取实时称重数据T，在一定的时间间隔内，记录进料的流量;
A2、在冷却水管道上安装一个调节阀门，将阀门初始开度设置为一个值，记为K，通过传感器测得冷却水的进口与出口处的水压差，记为Δp，通过计算得出冷却水流量为；
A3、将进料的流量和冷却水的流量分别代入公式，计算出目标重晶石粉的生产过程中各项原料的用量；
A4、从数据库中提取出目标重晶石粉的生产过程标准原料用量YL’，将YL和YL’分别代入公式计算出目标重晶石粉的生产过程原料使用误差a，则a＝。
优选的，对所述目标重晶石粉的凝结系数进行分析，具体的分析方式为：
B1、根据目标重晶石粉的烘干特点选择n个温度传感器，并将温度传感器正确安装在目标重晶石粉生产线的烘干设备中；
B2、从数据库中提取目标重晶石粉的历史烘干数据，将温度传感器按照历史烘干
数据进行校准，确保接触到目标重晶石粉的表面，获得准确的温度读数，记为；
B3、重复上述操作，获得目标重晶石粉生产过程中的烧结温度；
B4、将上述参数代入公式计算出目标重晶石粉的凝结系数，则/>＝；其中/>为目标重晶石粉的生产过程中的石膏含量，i表示第i个目标重晶石粉，n表示目标重晶石粉数量，lnα表示调整系数。
优选的，对所述目标重晶石粉生产环境中粉尘浓度的监测，具体包括：
工作人员通过在目标重晶石粉生产现场使用气体采集器对环境气体样本进行采集，得到目标重晶石粉生产现场的环境气体样本，并对目标重晶石粉生产现场的环境气体样本进行检测，得到目标重晶石粉生产现场气体中各类粉尘的浓度，将目标重晶石粉生产现场各类粉尘的浓度分别记为，/>＝1，2，……，v，/>表示为第/>个子区域的编号，b=1，2，……，x，b表示为第b类自然气体的种类。
优选的，对所述目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数进行计算，具体包括：
提取数据库中存储的目标重晶石粉的生产环境粉尘标准浓度，将目标重晶石粉生产现场各类粉尘的浓度/>和目标重晶石粉的生产环境粉尘标准浓度代入公式计算出目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数/>，则；其中/>表示为预设的目标重晶石粉的生产环境内粉尘浓度的安全影响因子。
优选的，将所述目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数与目标重晶石粉的凝结系数代入公式，计算出目标重晶石粉的生产风险系数，则/>＝。
优选的，对所述目标重晶石粉的生产风险系数进行分析，具体包括：
从数据库中提取预设的目标重晶石粉的生产风险系数阈值，将目标重晶石粉的生产风险系数/>与目标重晶石粉的生产风险系数阈值/>进行对比，当/>，风险预警模块判断目标重晶石粉的生产风险系数超出目标重晶石粉的生产风险系数阈值，并发出预警指令到处理模块，处理模块立即发出停止指令对目标重晶石粉停止生产。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过对历史数据的分析和建模，准确预测未来时间点的重晶石粉产量，这有助于企业合理安排生产计划，避免产量不足或过剩的情况发生，提高生产效率。
2、本发明可以实时监控重晶石粉生产过程中的关键指标，如产量、质量指标和工艺参数等，这使得企业能够及时发现生产过程中的异常情况和问题，并采取相应的措施进行调整和优化。
3、本发明能够检测生产过程中的异常情况，并发出报警信号。当产量或质量出现异常时，系统能够及时通知相关人员处理，避免生产损失和质量问题。
附图说明
图1为本发明的系统模块连接图。
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。
请参阅图1所示，本发明提供了一种基于ARIMA模型的重晶石粉生产中控系统，包括目标确定模块、数据采集模块、参数特征处理模块、数据分析模块、风险评估模块、风险预警模块，以及处理模块。
所述目标确定模块与数据采集模块相连接，所述数据采集模块与参数特征处理模块相连接，所述参数特征处理模块与数据分析模块相连接，所述数据分析模块与风险评估模块相连接，所述风险评估模块与风险预警模块相连接，所述风险预警模块与处理模块相连接。
所述目标确定模块按照种类的不同选择目标重晶石粉，并将其发送到数据库中。
所述数据采集模块通过传感器对目标重晶石粉的生产线和生产环境进行监测，得到目标重晶石粉的生产参数信息，并发送到参数特征处理模块。
进一步的，所述目标重晶石粉的生产参数信息包括：目标重晶石粉的生产过程中各项原料的用量、目标重晶石粉的生产过程中的烘干温度、目标重晶石粉的生产过程中的烧结温度、目标重晶石粉的生产过程中的石膏含量、目标重晶石粉的生产过程中进料流量、冷却水流量，以及目标重晶石粉的生产过程空气中各类气体的浓度。
所述参数特征处理模块利用数学模型对得到的目标重晶石粉的生产参数信息进行特征处理，得到目标重晶石粉的生产特征参数，并发送到数据分析模块。
进一步的，所述对得到的目标重晶石粉的生产参数信息进行特征处理，具体方式为：
A1、在目标重晶石粉的生产线进料口处安装称重传感器，在进料过程中，使用称重传感器的输出信号来获取实时称重数据T，在一定的时间间隔内，记录进料的流量;
A2、在冷却水管道上安装一个调节阀门，将阀门初始开度设置为一个值，记为K，通过传感器测得冷却水的进口与出口处的水压差，记为Δp，通过计算得出冷却水流量为；
A3、将进料的流量和冷却水的流量分别代入公式，计算出目标重晶石粉的生产过程中各项原料的用量；
A4、从数据库中提取出目标重晶石粉的生产过程标准原料用量YL’，将YL和YL’分别代入公式计算出目标重晶石粉的生产过程原料使用误差a，则a＝。
所述数据分析模块基于ARIMA模型对目标重晶石粉的生产特征参数进行分析，得到目标重晶石粉的凝结系数和目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数，并发送到风险评估模块。
进一步的，对所述目标重晶石粉的凝结系数进行分析，具体的分析方式为：
B1、根据目标重晶石粉的烘干特点选择n个温度传感器，并将温度传感器正确安装在目标重晶石粉生产线的烘干设备中；
B2、从数据库中提取目标重晶石粉的历史烘干数据，将温度传感器按照历史烘干
数据进行校准，确保接触到目标重晶石粉的表面，获得准确的温度读数，记为；
B3、重复上述操作，获得目标重晶石粉生产过程中的烧结温度；
B4、将上述参数代入公式计算出目标重晶石粉的凝结系数，则/>＝；其中/>为目标重晶石粉的生产过程中的石膏含量，i表示第i个目标重晶石粉，n表示目标重晶石粉数量，lnα表示调整系数。
所述风险评估模块根据得到的目标重晶石粉的凝结系数和目标重晶石粉的生产环境粉尘系数，对目标重晶石粉的生产风险系数进行评估，并将评估结果发送至风险处理模块。
进一步的，对所述目标重晶石粉生产环境中粉尘浓度的监测，具体包括：
工作人员通过在目标重晶石粉生产现场使用气体采集器对环境气体样本进行采集，得到目标重晶石粉生产现场的环境气体样本，并对目标重晶石粉生产现场的环境气体样本进行检测，得到目标重晶石粉生产现场气体中各类粉尘的浓度，将目标重晶石粉生产现场各类粉尘的浓度分别记为，/>＝1，2，……，v，/>表示为第/>个子区域的编号，b=1，2，……，x，b表示为第b类自然气体的种类。
作为本申请的较佳技术方案中，对所述目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数进行计算，具体包括：
提取数据库中存储的目标重晶石粉的生产环境粉尘标准浓度，将目标重晶石粉生产现场各类粉尘的浓度/>和目标重晶石粉的生产环境粉尘标准浓度代入公式计算出目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数/>，则；其中/>表示为预设的目标重晶石粉的生产环境内粉尘浓度的安全影响因子。
所述风险预警模块将目标重晶石粉的生产风险系数与目标重晶石粉的生产风险系数阈值进行对比，并根据对比结果判断是否发出预警。
进一步的，将所述目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数与目标重晶石粉的凝结系数代入公式，计算出目标重晶石粉的生产风险系数，则/>＝。
所述处理模块接收风险预警模块发出的预警指令，自动生成处理措施，并存储到数据库中。
进一步的，对所述目标重晶石粉的生产风险系数进行分析，具体包括：
从数据库中提取预设的目标重晶石粉的生产风险阈值，将目标重晶石粉的生产风险系数/>与目标重晶石粉的生产风险系数阈值/>进行对比，当/>，风险预警模块判断目标重晶石粉的生产风险系数超出目标重晶石粉的生产风险系数阈值，并发出预警指令到处理模块，处理模块立即发出停止指令对目标重晶石粉停止生产。
在本实施例中，本发明通过传感器对重晶石粉的生产线和生产环境进行监测，得到重晶石粉的生产参数信息，并利用数学模型对重晶石粉的生产参数信息进行特征提取，得到重晶石粉的生产特征参数，提高了重晶石粉的生产数据的真实性和可靠性，将得到重晶石粉的生产特征参数通过ARIMA模型进行分析，得到目标重晶石粉的凝结系数和目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数，并根据重晶石粉的凝结系数和重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数分析出重晶石粉的生产风险系数，大大提高了重晶石粉的生产效率，降低了生产风险。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.基于ARIMA模型的重晶石粉生产中控系统，其特征在于，包括：
目标确定模块：选择目标重晶石粉，并将其发送到数据库中；
数据采集模块：通过传感器对目标重晶石粉的生产线和生产环境进行监测，得到目标重晶石粉的生产参数信息，并发送到参数特征处理模块；
参数特征处理模块：利用数学模型对得到的目标重晶石粉的生产参数信息进行特征处理，得到目标重晶石粉的生产特征参数，并发送到数据分析模块；
数据分析模块：基于ARIMA模型对目标重晶石粉的生产特征参数进行分析，预测未来时间点的重晶石粉产量，得到目标重晶石粉的凝结系数和目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数，并发送到风险评估模块；
风险评估模块：根据得到的目标重晶石粉的凝结系数和目标重晶石粉的生产环境粉尘系数，对目标重晶石粉的生产风险系数进行评估，并将评估结果发送至风险处理模块；
风险预警模块：将目标重晶石粉的生产风险系数与目标重晶石粉的生产风险系数阈值进行对比，并根据对比结果判断是否发出预警；
处理模块：接收风险预警模块发出的预警指令，自动生成处理措施，并存储到数据库中；
对得到的目标重晶石粉的生产参数信息进行特征处理，具体方式为：
A1、在目标重晶石粉的生产线进料口处安装称重传感器，在进料过程中，使用称重传感器的输出信号来获取实时称重数据T，在一定的时间间隔△t内，记录进料的流量；
A2、在冷却水管道上安装一个调节阀门，将阀门初始开度设置为一个值，记为k，通过传感器测得冷却水的进口与出口处的水压差，记为，通过计算得出冷却水流量为；
A3、将进料的流量和冷却水的流量分别代入公式，计算出目标重晶石粉的生产过程中各项原料的用量；
A4、从数据库中提取出目标重晶石粉的生产过程标准原料用量，将/>和/>分别代入公式计算出目标重晶石粉的生产过程原料使用误差α，则/>；
对目标重晶石粉的凝结系数进行分析，具体的分析方式为：
B1、根据目标重晶石粉的烘干特点选择n个温度传感器，并将温度传感器正确安装在目标重晶石粉生产线的烘干设备中；
B2、从数据库中提取目标重晶石粉的历史烘干数据，将温度传感器按照历史烘干数据进行校准，确保接触到目标重晶石粉的表面，获得准确的温度读数，记为；
B3、重复上述操作，获得目标重晶石粉生产过程中的烧结温度；
B4、将上述参数代入公式计算出目标重晶石粉的凝结系数β，则；其中/>为目标重晶石粉的生产过程中的石膏含量，i表示第i个目标重晶石粉，n表示目标重晶石粉数量，lnα表示调整系数；
对目标重晶石粉生产环境中粉尘浓度的监测，具体包括：
工作人员通过在目标重晶石粉生产现场使用气体采集器对环境气体样本进行采集，得到目标重晶石粉生产现场的环境气体样本，并对目标重晶石粉生产现场的环境气体样本进行检测，得到目标重晶石粉生产现场气体中各类粉尘的浓度，将目标重晶石粉生产现场各类粉尘的浓度分别记为，α=1，2，……，v，α表示为第α个子区域的编号，b=1，2，……，x，b表示为第b类自然气体的种类；
对目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数进行计算，具体包括：
提取数据库中存储的目标重晶石粉的生产环境粉尘标准浓度，将目标重晶石粉生产现场各类粉尘的浓度/>和目标重晶石粉的生产环境粉尘标准浓度/>代入公式计算出目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数/>，则；其中/>表示为预设的目标重晶石粉的生产环境内粉尘浓度的安全影响因子。
2.根据权利要求1所述的基于ARIMA模型的重晶石粉生产中控系统，其特征在于，目标重晶石粉的生产参数信息包括：目标重晶石粉的生产过程中各项原料的用量、目标重晶石粉的生产过程中的烘干温度、目标重晶石粉的生产过程中的烧结温度、目标重晶石粉的生产过程中的石膏含量、目标重晶石粉的生产过程中进料流量、冷却水流量，以及目标重晶石粉的生产过程空气中各类气体的浓度。
3.根据权利要求1所述的基于ARIMA模型的重晶石粉生产中控系统，其特征在于，将目标重晶石粉的生产环境粉尘安全影响系数与目标重晶石粉的凝结系数代入公式，计算出目标重晶石粉的生产风险系数，则/>。
4.根据权利要求1所述的基于ARIMA模型的重晶石粉生产中控系统，其特征在于，对目标重晶石粉的生产风险系数进行分析，具体包括：
从数据库中提取预设的目标重晶石粉的生产风险系数阈值，将目标重晶石粉的生产风险系数/>与目标重晶石粉的生产风险系数阈值/>进行对比，当/>时，风险预警模块判断目标重晶石粉的生产风险系数超出目标重晶石粉的生产风险系数阈值，并发出预警指令到处理模块，处理模块立即发出停止指令对目标重晶石粉停止生产。
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Also Published As
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