CN117193123A - 一种煤矸石活化监控系统及其控制方法 - Google Patents
一种煤矸石活化监控系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117193123A CN117193123A CN202311285501.4A CN202311285501A CN117193123A CN 117193123 A CN117193123 A CN 117193123A CN 202311285501 A CN202311285501 A CN 202311285501A CN 117193123 A CN117193123 A CN 117193123A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- activation
- gangue
- wind speed
- module
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000004913 activation Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000001994 activation Methods 0.000 claims abstract description 125
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 65
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 43
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 13
- 238000007621 cluster analysis Methods 0.000 claims description 12
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 11
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011499 joint compound Substances 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种煤矸石活化监控系统及其控制方法，涉及煤矸石活化监控及控制技术领域，所述监控方法包括以下步骤：本发明通过在煤矸石的活化阶段装置传感器组，通过传感器组在每个阶段持续采集煤矸石在活化过程中的参数经过预处理，利用聚类分析算法对传感器数据进行特征提取分析，基于数据分析的结果，监测系统可以识别异常情况，调整活化过程的参数，通过传感器组采集反应机器组对温度和风速进行控制时的多项参数，建立机组系数，通过与标准阈值进行对比，系统可以不断优化活化效果，实现对煤矸石活化过程的实时监控和管理。
Description
技术领域
本发明涉及煤矸石活化监控技术领域，具体涉及一种煤矸石活化监控系统及其控制方法。
背景技术
煤矸石是在采煤过程中剩余的岩石和煤层中的碎石、泥土等废弃物的总称。当煤矿进行采煤时，需要挖掘煤炭，但同时也会挖出许多无法用于能源生产的杂质物质。这些废弃物包括岩石、土壤、泥浆和其他矿物，被统称为煤矸石。煤矸石活化是指将废弃的煤矸石通过一系列化学、物理或生物等方法，将其转化为有用的产品或资源，以减少环境污染并实现资源的可持续利用。这种过程可以将煤矸石中的有用成分提取出来，或者将其转化为可以应用于建筑、能源生产、环境修复等领域的材料。
煤矸石活化的目标是在减少环境负担的同时，最大程度地利用废弃物，降低资源的浪费。不同的煤矸石活化方法适用于不同类型的煤矸石和特定的应用领域。
现有技术存在以下不足：
现有技术在煤矸石活化过程中，往往涉及到大量的监测设备和计算机器，但是对于一些小厂家来说，在监控和管理煤矸石的活化过程中的能力比较薄弱，难以对生产过程中一些数据的变化做出有效调整，不仅降低了生产效率，还增加了工作过程中的危险性。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤矸石活化监控及其控制方法，以解决背景技术中不足。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矸石活化监控及其控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
1.一种煤矸石活化监控及其控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：
S1：依据煤矸石的活化过程，设置传感器组采集参数，将采集到的参数进行预处理；
S2：利用聚类分析法对传感器组采集的数据进行特征提取分析；
S3：轮廓系数对聚类分析的结果进行分析测算，并依据测算结果对活化过程进行预警；
S4：获取活化过程中的预警信息，对此时的反应机器组进行监测；
S5：通过传感器组采集反应机器组对温度和风速控制时的多项参数通过归一化处理建立机组系数；
S6：通过机组系数与标准阈值进行对比实现对煤矸石活化过程的监控和控制。
在一个优选的实施方式中，S2中，利用聚类分析法对数据进行特征提取分析：
将煤矸石的活化过程分为N组，每组有两个特征：温度(T)和风速(V)，将这些特征放入一个N×2的矩阵，记为xj：
xj＝BK[T1,V1][T2,V2]...[TN,VN]
其中，每一行代表一个活化过程，每一列代表一个特征，Ti和Vi分别表示第i个过程的温度和风速，xj表示在每个活化阶段内第j个时间点x的矩阵，BK表示数组。
在一个优选的实施方式中，利用公式计算出在每组煤矸石活化过程中的矩阵中心点，通过相同煤矸石活化阶段中的所有矩阵到中心矩阵的距离计算出平均距离，将超出平均距离的矩阵视为异常矩阵，再对异常矩阵内的风速和温度进行调节。
在一个优选的实施方式中，利用公式计算出在每组煤矸石活化过程中的矩阵中心点；
每个矩阵的中心点，也即为风速和温度的平均值，中心矩阵代表煤矸石活化过程中的最佳温度和风速值，表达式为；
式中，N为组别数，AWm表示矩阵的中心点值，的计算公式如下：
在此说明的是，T1、T2、T3代表N组活化过程中，同一时间段下的不同温度，V1、V2、V3代表N组活化过程中，同一时间段下的不同风速。
在一个优选的实施方式中，轮廓系数的建立包括以下步骤；
对于数据点a，计算与同一簇内所有其他点的平均距离，记为Q1，
对于数据点a，计算与不同簇中所有点的平均距离，选择其中最近的簇，记为Q2，
轮廓系数s(a)＝(Q2-Q1)/max(Q1,Q2)
对于整个数据集，计算所有数据点的轮廓系数的平均值，得到整体的轮廓系数；轮廓系数的范围在-1到1之间
在一个优选的实施方式中，S3中，轮廓系数对聚类分析的结果进行分析测算，系统可以识别异常，发出预警信号，包括以下步骤；
S3.1若s(a)接近于1，煤矸石活化时的温度和风速处于正常范围之内，此时不发出预警信号；
S3.2若s(a)接近于0，煤矸石活化时的风速和温度有出现异常的可能性，此时输出二级预警信号；
S3.3若s(a)接近于-1，煤矸石活化时的风速和温度有将要出现异常情况，此时输出一级预警信号；
S3.4在获取轮廓系数s(a)后，将轮廓系数s(a)与第一阈值MN和第二阈值MY进行对比，且MN<MY；
若s(a)>MY，则s(a)接近于1；
若s(a)<MN，则s(a)接近于-1；
若MN≤s(a)≤MY，则s(a)接近于0；
第一阈值MN和第二阈值MY的具体数值由本领域技术人员根据实际采集生产信息进行设置。
在一个优选的实施方式中，S4中，建立机组系数；
通过采集反应器组中风机的控风率、加热器表面温度和风机的导流罩导流偏移度多项参数通过归一化处理建立机组系数，表达式为：
式中，dzi为机组系数，mdc为风机的控风率、rtv为加热器表面温度、hgm为风机的导流罩导流偏移度，a1、a2、a3为风机的控风率、加热器表面温度、风机的导流罩导流偏移度的权重因子系数，a1>a2>a3>0。
在一个优选的实施方式中，风机的控风率mdc的获取逻辑为：在煤矸石活化反应器出风口处安装风速传感器，风机的控风率＝(额定功率下的风速值-实际功率的风速值)/额定功率下的风速值，风机运行中的功率由功率计测得；加热器表面温度rtv的获取逻辑为：使用温度传感器，如热电偶或热敏电阻，安装在加热器表面，采集实时温度数据获得；风机的导流罩导流偏移度hgm的获取逻辑为：直接使用机械角度测量仪来测量导流罩的角度位置偏移度值。
在一个优选的实施方式中，将机组系数与标准阈值进行对比；
若机组系数≥标准阈值，煤矸石活化过程中，反应机器组对于风速和温度的控制处于稳定状态，系统不发出预警信号；
若机组系数<标准阈值，煤矸石活化过程中，反应机器组不能对温度和风速进行有效控制，此时系统发出预警信号。
本发明还提供了一种煤矸石活化监控系统，包括采集模块、测算模块、配置优化模块、对比模块、预警模块、监测模块；
采集模块通过传感器组采集煤矸石在活化过程中的参数，测算模块利用聚类分析算法对传感器数据进行特征提取并进行计算，配置优化模块基于数据测算的结果，调整活化过程的参数，预警模块可以识别异常情况，发出预警信号，监测模块通过传感器组采集机器组对温度和风速进行控制时的多项参数，通过数据归一化处理建立机组系数，对比模块通过将机组系数与标准阈值进行对比，依据对比结果系统可以不断优化煤矸石活化的效果，实现对煤矸石活化过程的实时监控和控制。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
1、本发明在煤矸石的活化阶段装置传感器组，通过传感器组在每个阶段持续采集煤矸石在活化过程中的参数经过预处理，利用聚类分析算法对传感器数据进行特征提取分析，在使用轮廓系数对煤矸石活化过程中的温度和风速等参数进行聚类分析时，基于数据分析的结果，监测系统可以识别异常情况，对于可能出现的异常情况做出预测。
2、本发明通过采集反应器组中风机的控风率、加热器表面温度和风机的导流罩导流偏移度多项参数通过归一化处理建立机组系数，通过机组系数与标准阈值进行比较，系统可以不断优化煤矸石活化过程中对温度和风速的控制效果，实现对煤矸石活化过程的实时监控和控制。
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发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
实施例1
如图1所示，在煤矸石的活化阶段装置传感器组，通过传感器组在每个阶段持续采集煤矸石在活化过程中的参数经过预处理，利用聚类分析算法对传感器数据进行特征提取分析，基于数据分析的结果，监测系统可以识别异常情况，并发出预警信号，同时调整活化过程中的参数，通过传感器组采集反应机器组对温度和风速进行控制时的多项参数，通过数据归一化处理建立机组系数，通过与标准阈值进行对比，系统可以不断优化活化效果，实现对煤矸石活化过程的实时监控和管理。
本发明通过传感器组持续采集煤矸石在活化过程中的多项参数经过预处理，这些参数包括温度、压力、风速等，利用聚类分析算法对传感器数据进行实时分析，基于数据分析的结果，监测系统可以识别异常情况，根据实时数据分析的结果，自动控制系统可以调整活化过程的参数。
在煤矸石活化过程中，利用传感器组实时监测活化过程中的参数变化，根据不同的温度和风速条件，将活化过程的数据分成不同的簇，以揭示不同条件下的活化模式。采集多个活化阶段的多项参数包括每个活化过程的温度和风速数据。将温度和风速数据组合成一个特征矩阵，每一行代表一个活化过程，每一列代表一个特征(温度和风速)，具体实施步骤如下：
通过传感器组采集实时的温度和风速数据。确保数据的准确性和稳定性，进行数据清洗和处理，将温度和风速数据组合成一个特征矩阵，每一行代表一个活化过程，每一列代表一个特征(温度和风速)。形成一个N×2的矩阵，记为X；
假设煤矸石的活化过程分为N组，每组有两个特征：温度(T)和风速(V)。可以将这些特征放入一个N×2的矩阵，记为xj：
xj＝BK[T1,V1][T2,V2]...[TN,VN]
其中，每一行代表一个活化过程，每一列代表一个特征。Ti和Vi分别表示第i个过程的温度和风速，由于煤矸石的活化过程是连续的过程，xj表示在每个活化阶段内第j个时间点x的矩阵，BK表示数组；
在实施例中主要将煤矸石的活化过程分为M个组，那么就有M个活化过程的温度和风速数据，在本实施例中，假设取M(M＝3)组煤矸石完整活化过程的数据值：
假设第一组煤矸石热活化过程中，随机采集到的煤矸石活化过程中三组有效温度和风速的数据分别为：
Ta＝1[25,30,22]，V a＝1[5,10,8]
然后将它们组合成特征矩阵x1；
x1＝[25,5][30,10][22,8]
假设第二组煤矸石热活化过程中，随机采集到的煤矸石活化过程中三组有效温度和风速的数据分别为：
Tb＝2[35,45,32]，Vb＝2[9,24,18]
然后将它们组合成特征矩阵x2；
x2＝[35,9][45,24[32,18]
假设第三组煤矸石热活化过程中，随机采集到的煤矸石活化过程中三组有效温度和风速的数据分别为：
Tc＝3[15,25,12]，Vc＝3[6,22,12]
然后将它们组合成特征矩阵x3；
x3＝[15,6][25,22[12,12]
利用公式计算出在每组煤矸石活化过程中每一组的矩阵中心点，记录每组中相同煤矸石活化阶段下的风速和温度组成的特征矩阵到中心点矩阵的距离，通过相同煤矸石活化阶段中的所有矩阵到中心矩阵的距离计算出平均距离，将超出平均距离的矩阵视为异常矩阵，再对异常矩阵内的风速和温度进行调节；
本实施例中主要将煤矸石的活化过程分为3个组，那么就有3个组活化过程的温度和风速数据矩阵数模型并进行拟合；每个矩阵的中心点，也即为风速和温度的平均值，在此说明的是，中心矩阵代表煤矸石活化过程中的最佳温度和风速值，当所测数据点越靠近中心矩阵时，煤矸石活化的效果越好，中心矩阵的计算公式如下：
式中，N为组别数，AWm表示矩阵的中心点值，的计算步骤如下：
在此说明的是，本发明中的T1、T2、T3代表N组活化过程中，同一时间段下的不同温度，而并非同一组活化过程中的连续温度变化，V1、V2、V3则代表N组活化过程中，同一时间段下的不同风速；
本实施例选取的数据为3组煤矸石活化过程的数据，当N＝3时，
依据本实施例中选取的煤矸石活化过程中的三组活化过程，求出煤矸石活化过程中的开始活化阶段的中心矩阵，则为：
则就代表了本实施例中煤矸石活化过程中热活化阶段的中心矩阵；
以此类推，在求出来煤矸石活化过程中的每个活化阶段的中心矩阵后，可以计算出每个阶段下每个时间点到中心矩阵的距离，再求出每组中该阶段下所有时间点到矩阵的距离比上总数记为平均距离，在此不作赘述；
通过计算可以得到矩阵内的距离值Q1和矩阵间的距离值Q2，结合矩阵内的距离值和矩阵间的距离值建立轮廓系数s，用于评估数据点是否被正确地分配到相应的簇中，同时可以衡量每个数据点与其所属簇内数据点的紧密度，以及与其他簇的分离度，轮廓系数的值范围在-1到1之间，越接近于1表示聚类结果越好，越接近于-1表示聚类结果较差，接近于0表示数据点在簇的边界上。
具体来说，轮廓系数的计算方式如下：
对于数据点a，计算与同一簇内所有其他点的平均距离，记为Q1。
对于数据点a，计算与不同簇中所有点的平均距离，选择其中最近的簇，记为Q2。
轮廓系数s(a)＝(Q2-Q1)/max(Q1,Q2)
然后，对于整个数据集，计算所有数据点的轮廓系数的平均值，得到整体的轮廓系数；
本发明中，轮廓系数的范围在-1到1之间：
若s(a)接近于1，表示数据点a与其所属簇紧密相连，与其他簇分离很好，说明此时煤矸石活化时的温度和风速处于正常范围之内；
若s(a)接近于0，表示数据点a在簇的边界上，此时数据点a与所属簇和其他簇关系模糊难以区分，说明此时煤矸石活化时的风速和温度有出现异常的可能性，系统输出二级预警信号；操作员在收到二级警报后，应立即调整反应参数，以保持风速和温度在正常范围之内；
若s(a)接近于-1，表示数据点a与其所属簇内其他点相比分离度较大，说明此时煤矸石活化时的风速和温度有将要出现异常情况，系统输出一级预警信号，操作员收到一级预警信号后，应立即打开紧急停止机制。
在获取轮廓系数s(a)后，本实施例中的梯度阈值包括第一阈值MN和第二阈值MY，且MN<MY，将轮廓系数s(a)与第一阈值MN和第二阈值MY进行对比；
若s(a)>MY，则s(a)接近于1；
若s(a)<MN，则s(a)接近于-1；
若MN≤s(a)≤MY，则s(a)接近于0；
本实施例中的第一阈值MN和第二阈值MY的具体数值由本领域技术人员根据实际采集生产信息进行设置，在此不做限定。
具体的，一级预警的重要度大于二级预警重要度，且当系统发出一级预警时，由于操作人员接收到一级预警信号时，需要直接打开紧急停止机制，对于风速和温度处于正常范围内的数据点，不做监控处理，可进一步提高监控效率。
在此说明的是，本实施例中的异常情况为煤矸石活化过程中的温度和风速其中之一或者两者均出现超出或低于正常温度和风速范围的情况。
实施例2
在上述实施例1中，在使用轮廓系数对煤矸石活化过程中的温度和风速等参数进行聚类分析时，当轮廓系数接近于0，即数据点在簇的边界上时，此时数据点与所属簇和其他簇关系模糊难以区分，即此时煤矸石活化时的风速和温度有出现异常情况的可能性，因此，需要对温度和风速的控制设备例如风机、加热器等的性能状况做出评估，通过采集反应器组中风机的控风率、加热器表面温度和风机的导流罩导流偏移度多项参数通过归一化处理建立机组系数，通过机组系数与标准阈值进行比较，做出相应地处理，公式如下；
式中，dzi为机组系数，mdc为风机的控风率、rtv为加热器表面温度、hgm为风机的导流罩导流偏移度，a1、a2、a3为风机的控风率、加热器表面温度、风机的导流罩导流偏移度的权重因子系数，权重因子系数a1、a2、a3具体值由本领域技术人员根据实际采集生产信息进行设置，在此不做限定。
风机的控风率mdc的获取逻辑为：在煤矸石活化反应器出风口处安装风速传感器，分别记录风机在额定功率和实际功率下的出风口的风速值，风机的控风率＝(额定功率下的风速值-实际功率的风速值)/额定功率下的风速值，风机运行中的功率由功率计测得，风机的控风率越大，说明风机对风速的控制效果越好；
加热器表面温度rtv的获取逻辑为：可以使用温度传感器，如热电偶或热敏电阻，安装在加热器表面，采集实时温度数据，加热器的表面温度升高会影响加热过程的稳定性。如果温度控制不准确，可能导致温度过高或过低，影响加热效果和产品质量；
风机的导流罩导流偏移度hgm的获取逻辑为：直接使用机械角度测量仪来测量导流罩的角度位置偏移，随着导流罩的持续偏移会影响到气流的流动，导致在导流罩周围形成气流湍流，增加了风阻，降低了风机的工作效率。
在获取机组系数dzi后，将机组系数dzi与标准阈值dxh进行对比：
若机组系数dzi≥标准阈值dxh，煤矸石活化过程中，反应机器组对于风速和温度的控制处于稳定状态；
若机组系数dzi<标准阈值dxh，煤矸石活化过程中，反应机器组不能有效地对温度和风速进行控制，此时系统发出预警信号，操作人员收到警报信号后，对于温度和风速不能有效控制的反应机器组进行关闭。
实施例3
本实施例还提供了一种煤矸石活化监控系统，包括采集模块、测算模块、配置优化模块、对比模块、预警模块、监测模块；
采集模块：通过传感器组采集煤矸石在活化过程中的参数；
测算模块：利用聚类分析算法对传感器数据进行特征提取并进行计算；
配置优化模块：基于数据测算的结果，调整活化过程的参数；
预警模块：可以识别异常情况，发出预警信号；
监测模块：通过传感器组采集机器组对温度和风速进行控制时的多项参数，通过数据归一化处理建立机组系数；
对比模块：通过将机组系数与标准阈值进行对比，依据对比结果系统可以不断优化煤矸石活化的效果。
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：
S1：依据煤矸石的活化过程，设置传感器组采集参数，将采集到的参数进行预处理；
S2：利用聚类分析法对传感器组采集的数据进行特征提取分析；
S3：轮廓系数对聚类分析的结果进行测算，并依据测算结果对活化过程进行预警；
S4：获取活化过程中的预警信息，对此时的反应机器组进行监测；
S5：通过传感器组采集反应机器组对温度和风速控制时的多项参数通过归一化处理建立机组系数；
S6：通过机组系数与标准阈值进行对比实现对煤矸石活化过程的监控。
2.根据权利要求1所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：S2中，利用聚类分析法对数据进行特征提取分析：
将煤矸石的活化过程分为N组，每组有两个特征：温度T和风速V，将这些特征放入一个N×2的矩阵，记为xj：
xj＝BK[T1,V1][T2,V2]...[TN,VN]
其中，每一行代表一个活化过程，每一列代表一个特征，Ti和Vi分别表示第i个过程的温度和风速，xj表示在每个活化阶段内第j个时间点x的矩阵，BK表示数组。
3.根据权利要求2所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：利用公式计算出在每组煤矸石活化过程中的矩阵中心点，通过相同煤矸石活化阶段中的所有矩阵到中心矩阵的距离计算出平均距离，将超出平均距离的矩阵视为异常矩阵，再对异常矩阵内的风速和温度进行调节。
4.根据权利要求3所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：利用公式计算出在每组煤矸石活化过程中的矩阵中心点；
每个矩阵的中心点，也即为风速和温度的平均值，中心矩阵代表煤矸石活化过程中的最佳温度和风速值，表达式为；
式中，N为组别数，AWm表示矩阵的中心点值，的计算公式如下：
在此说明的是，T1、T2、T3代表N组活化过程中，同一时间段下的不同温度，V1、V2、V3代表N组活化过程中，同一时间段下的不同风速。
5.根据权利要求4所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：轮廓系数的建立包括以下步骤；
对于数据点a，计算与同一簇内所有其他点的平均距离，记为Q1，
对于数据点a，计算与不同簇中所有点的平均距离，选择其中最近的簇，记为Q2，
轮廓系数s(a)＝(Q2-Q1)/max(Q1,Q2)；
对于整个数据集，计算所有数据点的轮廓系数的平均值，得到整体的轮廓系数；轮廓系数的范围在-1到1之间；
若s(a)接近于1，此时不发出预警信号；
若s(a)接近于0，此时输出二级预警信号；
若s(a)接近于-1，此时输出一级预警信号。
6.根据权利要求1所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：S5中，建立机组系数；
通过采集反应器组中风机的控风率、加热器表面温度和风机的导流罩导流偏移度多项参数通过归一化处理建立机组系数，表达式为：
式中，dzi为机组系数，mdc为风机的控风率、rtv为加热器表面温度、hgm为风机的导流罩导流偏移度，a1、a2、a3为风机的控风率、加热器表面温度、风机的导流罩导流偏移度的权重因子系数，a1>a2>a3>0。
7.根据权利要求6所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：
风机的控风率mdc的获取逻辑为：在煤矸石活化反应器出风口处安装风速传感器，风机的控风率＝(额定功率下的风速值-实际功率的风速值)/额定功率下的风速值；
若机组系数≥标准阈值，系统不发出预警信号；
若机组系数<标准阈值，系统发出预警信号。
8.一种煤矸石活化监控系统，用于实现权利要求1-7任一项所述的控制方法，其特征在于：包括采集模块、测算模块、配置优化模块、对比模块、预警模块、监测模块；
采集模块通过传感器组采集煤矸石在活化过程中的参数，测算模块利用聚类分析算法对传感器数据进行特征提取并进行计算，配置优化模块基于数据测算的结果，调整活化过程的参数，预警模块用于识别异常情况，发出预警信号，监测模块通过传感器组采集机器组对温度和风速进行控制时的多项参数，通过数据归一化处理建立机组系数，对比模块通过将机组系数与标准阈值进行对比，依据对比结果系统不断优化煤矸石活化的效果，实现对煤矸石活化过程的实时监控。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311285501.4A CN117193123B (zh) | 2023-10-07 | 2023-10-07 | 一种煤矸石活化监控系统及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311285501.4A CN117193123B (zh) | 2023-10-07 | 2023-10-07 | 一种煤矸石活化监控系统及其控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117193123A true CN117193123A (zh) | 2023-12-08 |
| CN117193123B CN117193123B (zh) | 2024-06-11 |
Family
ID=88996158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311285501.4A Active CN117193123B (zh) | 2023-10-07 | 2023-10-07 | 一种煤矸石活化监控系统及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117193123B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080256230A1 (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-16 | Handley John C | Method and system for detecting an anomalous networked device |
| CN103268090A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-28 | 韶关市柏林再生资源开发有限公司 | 一种煤矸石活化数控系统 |
| CN111175626A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-05-19 | 广东电网有限责任公司 | 一种开关柜绝缘状态异常检测方法 |
| CN112459971A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 吉电(滁州)章广风力发电有限公司 | 风力发电机组塔筒的异常振动检测方法 |
| JP2021109951A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | コークス炉の押し詰まりリスクの評価方法、押出力の推定方法、押し詰まりの抑制方法、コークス炉の操業方法及び押し詰まりリスクの評価装置 |
| CN113298162A (zh) * | 2021-05-30 | 2021-08-24 | 福建中锐网络股份有限公司 | 一种基于K-means算法的桥梁健康监测方法及系统 |
| CN114167730A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-11 | 哈电发电设备国家工程研究中心有限公司 | 一种火电机组送风机整体健康状态评价方法、计算机及存储介质 |
-
2023
- 2023-10-07 CN CN202311285501.4A patent/CN117193123B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080256230A1 (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-16 | Handley John C | Method and system for detecting an anomalous networked device |
| CN103268090A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-28 | 韶关市柏林再生资源开发有限公司 | 一种煤矸石活化数控系统 |
| JP2021109951A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | コークス炉の押し詰まりリスクの評価方法、押出力の推定方法、押し詰まりの抑制方法、コークス炉の操業方法及び押し詰まりリスクの評価装置 |
| CN111175626A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-05-19 | 广东电网有限责任公司 | 一种开关柜绝缘状态异常检测方法 |
| CN112459971A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 吉电(滁州)章广风力发电有限公司 | 风力发电机组塔筒的异常振动检测方法 |
| CN113298162A (zh) * | 2021-05-30 | 2021-08-24 | 福建中锐网络股份有限公司 | 一种基于K-means算法的桥梁健康监测方法及系统 |
| CN114167730A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-11 | 哈电发电设备国家工程研究中心有限公司 | 一种火电机组送风机整体健康状态评价方法、计算机及存储介质 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张光跃;刘龙申;沈明霞;张宏;OKINDA CEDRICK SEAN;陈光炜;: "基于超声波的母猪产前行为监测系统设计", 中国农业大学学报, no. 08, 15 August 2017 (2017-08-15) * |
| 徐婧: "煤电机组能效状态评价与诊断系统研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑(月刊)》, no. 04, 15 April 2019 (2019-04-15) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117193123B (zh) | 2024-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109740175B (zh) | 一种面向风电机组功率曲线数据的离群点判别方法 | |
| CN106198924B (zh) | 基于自适应采集频率的危岩监测系统及其风险评估方法 | |
| CN101038277B (zh) | 基于最小二乘-支持向量机的制粉过程煤粉细度软测量方法 | |
| Aliustaoglu et al. | Tool wear condition monitoring using a sensor fusion model based on fuzzy inference system | |
| CN106681183B (zh) | 监测制造装置的方法、装置、系统与计算机可读储存媒介 | |
| CN101446831B (zh) | 一种分散的过程监测方法 | |
| JP2010506268A5 (zh) | ||
| CN108956111B (zh) | 一种机械部件的异常状态检测方法及检测系统 | |
| CN112036089A (zh) | 一种基于dpc-mnd和多元状态估计的磨煤机故障预警方法 | |
| CN111352408B (zh) | 一种基于证据k近邻的多工况流程工业过程故障检测方法 | |
| CN105651325A (zh) | 在变送器中实现的劣化传感器检测 | |
| CN106018730B (zh) | 基于磨煤机入口一次风修正的煤质水分测量装置和方法 | |
| CN111125895B (zh) | 一种风力发电机整机服役功率特性在线评估方法 | |
| CN112944319B (zh) | 工业锅炉能效无线测试系统 | |
| CN111580498A (zh) | 一种基于随机森林的飞机环控系统气冷设备鲁棒故障诊断方法 | |
| CN103487250B (zh) | 基于二维投射的煤矿设备预知维护方法 | |
| CN104536396A (zh) | 一种水泥生料在分解炉内分解过程的软测量建模方法 | |
| CN117193123B (zh) | 一种煤矸石活化监控系统及其控制方法 | |
| CN110578659B (zh) | 一种用于对风电机组scada数据进行处理的系统和方法 | |
| CN106018731B (zh) | 一种煤质挥发分、固定碳在线检测方法及系统 | |
| CN103207567A (zh) | 一种低误报率的改进主元分析过程监测方法及其监测系统 | |
| CN113722656A (zh) | 一种火力发电机组实时健康度评价方法及系统 | |
| CN101275811A (zh) | 熟料篦式冷却机冷却过程智能控制方法 | |
| CN116398868A (zh) | 一种基于火电站炉管虚拟分区的壁温异常识别方法及系统 | |
| CN106706144B (zh) | 基于多重传感器构建的烘丝机温控回路智能预警方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |