CN117666513B - 一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及皮革加工的技术领域，公开了一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法及系统，所述方法包括获取皮革加工车间的管路设计图纸以生成管路BIM模型，进而生成管路热流体模型；获取各空气检测数据，确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值；当前浓度值大于风险阈值，生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器；获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，将数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度，计算制热空气流量数据；基于排出流量数据和制热空气流量数据计算余热空气流量数据，以确定第一开度值和第二开度值；本申请具有降低皮革生产车间内空气质量控制造成的温度波动程度的效果。
Description
技术领域
本申请涉及皮革加工的技术领域，尤其是涉及一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法及系统。
背景技术
由于皮革在加工处理的过程中，常需要进行涂层、压花、染色等工艺处理，容易因灰尘等杂物落在皮革表面而产生外观瑕疵，造成皮革材料出现质量问题，进而造成原料浪费或商誉损失，另一方面，皮革生产车间的空气成分也可能对员工的健康造成影响，因此，需要使用空气净化装置对皮革生产车间内的空气进行净化；目前，常见的一种皮革生产车间空气净化方法是通过风机将车间内的气体输送至催化燃烧设备进行处理，同时，从车间外输入新鲜空气；然而，大量的气体置换容易造成皮革生产车间内温度难以维持，需要消耗大量能源调节车间内温度的问题。
发明内容
为了降低皮革生产车间内空气质量控制造成的温度波动程度，本申请提供一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法及系统。
本申请的发明目的一采用如下技术方案实现：
一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法，所述皮革加工车间设置有吸气管道、排气管道、空气净化设备、净后空气管道和若干采样检测传感器，所述排气管道穿设于吸气管道内，所述排气管道的进气端设置有排气驱动器，所述排气管道的出气端连通于空气净化装置，所述净后空气管道的进气端连通于空气净化装置的出气端，所述净后空气管道穿设于吸气管道内，所述净后空气管道设置有第一出气口和第二出气口，所述第一出气口连通于净后空气管道穿入吸气管道前的管道段，所述第二出气口连通于净后空气管道穿入吸气管道后的管道段，所述第一出气口设置有第一调节阀，所述净后空气管道还设置有用于调节流向位于吸气管道内的净后空气管道段的空气流量的第二调节阀，所述方法包括：
获取皮革加工车间的管路设计图纸以生成管路BIM模型，将所述管路BIM模型输入至热流体仿真程序中，生成管路热流体模型；
根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值；
当所述当前浓度值大于对应预设的风险阈值，生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器；
获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，当所述排出气温数据大于吸入气温数据时，将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据；
基于所述排出流量数据和制热空气流量数据，计算余热空气流量数据，基于所述制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值，确定第一开度值和第二开度值分别发送至第一调节阀和第二调节阀。
通过采用上述技术方案，获取皮革加工车间的管路设计图纸，进行BIM建模后得到管路BIM模型，基于管路BIM模型通过热流体仿真程序生成管路热流体模型，以便后续分析空气在皮革加工车间的管路中热交换情况；根据预设的采样频率从各采样检测传感器获取空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度和排出效率；当有害物质的当前浓度值大于对应的风险阈值时，则生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器，从而提高排气效率，进而提高对有害物质的排出效率；获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，以便确定车间内外的空气温度、换气量和净化处理后空气余热等情况，当排出气温数据大于吸入气温数据时，将排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定将吸入气体在吸气管道末端的温度升至排出气温数据的条件，以计算在皮革加工车间的管路系统中用于加热吸入气体所需的净化处理后热空气的流量，以得到制热空气流量数据；根据排出流量数据和制热空气流量数据，计算需要排出的余热空气流量数据，根据制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值控制第一调节阀和第二调节阀，从而达到利用净化处理后空气余热将吸入至皮革加工车间的空气加热至皮革加工车间室内温度的功能，从而降低了皮革生产车间内空气质量控制造成的温度波动程度的效果，进而节约了空调所需消耗的能源量。
本申请在一较佳示例中：若干所述采样检测传感器的分布设置于皮革加工车间室内，所述吸气管道的进气端和出气端、排气管道的进气端和出气端、净后空气管道的进气端均至少设置有一个采样检测传感器；所述皮革加工车间包括若干车间分区；
所述根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值，包括：
根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，基于当前各空气检测数据中有害物质浓度的最大值确定当前浓度值；
基于排气管道进气端的有害物质浓度和排出流量数据，计算排出效率值；
基于各车间分区对应的空气检测数据和分区体积，计算所述皮革加工车间中各类有害物质总物质量。
通过采用上述技术方案，采样检测传感器设置于皮革加工车间室内各处，且吸气管道的进气端和出气端、排气管道的进气端、净后空气管道的进气端均至少设置有一个采样检测传感器，以便提高对皮革加工车间各处有害物质浓度的检测准确度；根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，将当前有害物质浓度的最大值作为当前浓度值，以降低局部有害物质浓度过大导致工作人员健康受损或皮革产品质量受损的可能性；基于排气管道测得的有害物质浓度和排出流量，计算单位时间排出的有害物质量，以计算排出效率值；根据每一车间分区的空气检测数据和该车间分区的体积，计算整个皮革加工车间内有害物质的总物质量，以便提高对车间内有害物质情况评估的全面性，便于确定车间内除臭剂的用量。
本申请在一较佳示例中：所述根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据之后，包括：
将各所述空气检测数据输入至空气质量统计表单中，确定每一车间分区中各类有害物质的浓度-时间关系信息；
获取员工排班表单，基于员工排班表确定目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息；
基于目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息，从空气质量统计表单中计算目标员工对各类有害物质的物质吸入量，当任一项物质吸入量大于对应预设的吸入阈值，生成健康预警信号并发送至排班管理端。
通过采用上述技术方案，将各空气检测数据输入至空气质量统计表单中，从而确定每一车间分区中每一类有害物质的浓度-时间关系信息，以便获知皮革加工车间的历史空气质量情况；获取员工排班表单，以确定目标员工的工位所属的车间分区，以及目标员工的工作时段；根据目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息，结合空气质量统计表单，计算目标员工对各类有害物质的吸入量，当任一项有害物质的物质吸入量大于对应的吸入阈值，则生成健康预警信号并发送至排班管理端，以便排班管理人员调整目标员工的工作时间安排，以降低工作人员所受的健康损害。
本申请在一较佳示例中：所述排气功率调节指令的控制目标为排出流量数据的流量等级；
所述将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据，包括：
基于管路热流体模型，分析在每一流量等级下吸入空气与排出空气之间的第一热交换规律，以及吸入空气与净后空气之间的第二热交换规律；
设定排出气温数据等于吸气末端温度的目标条件，基于排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第一热交换规律，计算排出空气对吸入空气的第一加热温度值；
计算所述排出气温数据与吸入气温数据的差值以得到待加热温度值，计算所述待加热温度值与第一加热温度值的差值以得到第二加热温度值；
基于净后气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第二热交换规律，计算净后空气对吸入空气加热至升高第二加热温度值所需的净后空气流量，以得到制热空气流量数据。
通过采用上述技术方案，排气功率调节指令的控制目标为排出流量数据的流量等级，以便实现对排除流量数据的有级调节；根据管路热流体模型，分析在每一个流量等级下吸入空气与排出空气之间的热交换规律，以及吸入空气与净后空气之间的热交换规律，从而得到第一热交换规律和第二热交换规律；设定排出气温数据等于吸气末端温度的目标条件，基于排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第一热交换规律，计算排出空气对吸入空气的加热效果，从而得到第一加热温度值；基于排出气温数据与吸入气温数据的差值计算待加热温度值，以确定对吸入空气所需加热的温度值，并计算还需要通过净后空气加热的温度值以得到第二加热温度值；基于净后气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第二热交换规律，计算为使净后空气对吸入空气加热升高第二加热温度值所需的流量，以得到制热空气流量数据，便于后续控制通入至吸入气管内用于对吸入空气进行加热的净后空气的流量。
本申请在一较佳示例中：所述获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据之后，还包括：
当所述排出气温数据小于吸入气温数据时，生成余热排出指令并发送至第一调节阀和第二调节阀，以开启第一调节阀并关闭第二调节阀。
通过采用上述技术方案，若排出气温数据小于吸入气温数据，则皮革加工车间的室内温度小于室外温度，则仅需要排出空气与吸入空气之间换热即可达到降低吸入空气温度的效果，无需再利用净化处理后空气的余热，因而需要生成余热排出指令以控制第一调节阀开启、第二调节阀关闭，以防净化处理后空气与吸入空气之间的热交换而增大皮革加工车间的空调能耗。
本申请的发明目的二采用如下技术方案实现：
一种用于皮革加工车间的空气质量监控系统，应用于上述任一项所述用于皮革加工车间的空气质量监控方法，包括：
管路热流体模型生成模块，用于获取皮革加工车间的管路设计图纸以生成管路BIM模型，将所述管路BIM模型输入至热流体仿真程序中，生成管路热流体模型；
空气检测数据分析模块，用于根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值；
排气功率调节模块，用于当所述当前浓度值大于对应预设的风险阈值，生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器；
制热空气流量数据计算模块，用于获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，当所述排出气温数据大于吸入气温数据时，将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据；
调节阀控制模块，用于基于所述排出流量数据和制热空气流量数据，计算余热空气流量数据，基于所述制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值，确定第一开度值和第二开度值分别发送至第一调节阀和第二调节阀。
本申请在一较佳示例中：所述空气检测数据分析模块包括：
当前浓度值确定子模块，用于根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，基于当前各空气检测数据中有害物质浓度的最大值确定当前浓度值；
排出效率值计算子模块，用于基于排气管道进气端的有害物质浓度和排出流量数据，计算排出效率值；
有害物质总物质量计算子模块，用于基于各车间分区对应的空气检测数据和分区体积，计算所述皮革加工车间中各类有害物质总物质量。
本申请在一较佳示例中：所述制热空气流量数据计算模块包括：
热交换规律分析子模块，用于基于管路热流体模型，分析在每一流量等级下吸入空气与排出空气之间的第一热交换规律，以及吸入空气与净后空气之间的第二热交换规律；
第一加热温度值计算子模块，用于设定排出气温数据等于吸气末端温度的目标条件，基于排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第一热交换规律，计算排出空气对吸入空气的第一加热温度值；
第二加热温度值计算子模块，用于计算所述排出气温数据与吸入气温数据的差值以得到待加热温度值，计算所述待加热温度值与第一加热温度值的差值以得到第二加热温度值；
制热空气流量计算子模块，用于基于净后气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第二热交换规律，计算净后空气对吸入空气加热至升高第二加热温度值所需的净后空气流量，以得到制热空气流量数据。
本申请的发明目的三采用如下技术方案实现：
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述用于皮革加工车间的空气质量监控方法的步骤。
本申请的发明目的四采用如下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述用于皮革加工车间的空气质量监控方法的步骤。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 获取皮革加工车间的管路设计图纸，进行BIM建模后得到管路BIM模型，基于管路BIM模型通过热流体仿真程序生成管路热流体模型，以便后续分析空气在皮革加工车间的管路中热交换情况；根据预设的采样频率从各采样检测传感器获取空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度和排出效率；当有害物质的当前浓度值大于对应的风险阈值时，则生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器，从而提高排气效率，进而提高对有害物质的排出效率；获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，以便确定车间内外的空气温度、换气量和净化处理后空气余热等情况，当排出气温数据大于吸入气温数据时，将排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定将吸入气体在吸气管道末端的温度升至排出气温数据的条件，以计算在皮革加工车间的管路系统中用于加热吸入气体所需的净化处理后热空气的流量，以得到制热空气流量数据；根据排出流量数据和制热空气流量数据，计算需要排出的余热空气流量数据，根据制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值控制第一调节阀和第二调节阀，从而达到利用净化处理后空气余热将吸入至皮革加工车间的空气加热至皮革加工车间室内温度的功能，从而降低了皮革生产车间内空气质量控制造成的温度波动程度的效果，进而节约了空调所需消耗的能源量。
2. 采样检测传感器设置于皮革加工车间室内各处，且吸气管道的进气端和出气端、排气管道的进气端、净后空气管道的进气端均至少设置有一个采样检测传感器，以便提高对皮革加工车间各处有害物质浓度的检测准确度；根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，将当前有害物质浓度的最大值作为当前浓度值，以降低局部有害物质浓度过大导致工作人员健康受损或皮革产品质量受损的可能性；基于排气管道测得的有害物质浓度和排出流量，计算单位时间排出的有害物质量，以计算排出效率值；根据每一车间分区的空气检测数据和该车间分区的体积，计算整个皮革加工车间内有害物质的总物质量，以便提高对车间内有害物质情况评估的全面性，便于确定车间内除臭剂的用量。
3. 排气功率调节指令的控制目标为排出流量数据的流量等级，以便实现对排除流量数据的有级调节；根据管路热流体模型，分析在每一个流量等级下吸入空气与排出空气之间的热交换规律，以及吸入空气与净后空气之间的热交换规律，从而得到第一热交换规律和第二热交换规律；设定排出气温数据等于吸气末端温度的目标条件，基于排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第一热交换规律，计算排出空气对吸入空气的加热效果，从而得到第一加热温度值；基于排出气温数据与吸入气温数据的差值计算待加热温度值，以确定对吸入空气所需加热的温度值，并计算还需要通过净后空气加热的温度值以得到第二加热温度值；基于净后气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第二热交换规律，计算为使净后空气对吸入空气加热升高第二加热温度值所需的流量，以得到制热空气流量数据，便于后续控制通入至吸入气管内用于对吸入空气进行加热的净后空气的流量。
附图说明
图1是本申请实施例一中皮革加工车间和空气流通管道的示意图。
图2是本申请实施例一中用于皮革加工车间的空气质量监控方法的流程图。
图3是本申请实施例二中用于皮革加工车间的空气质量监控系统的一原理框图。
图4是本申请实施例三中的设备示意图。
附图标记说明：
100、皮革加工车间；1、吸气管道；11、新风出气口；2、排气管道；21、排气驱动器；3、空气净化设备；4、净后空气管道；41、第一出气口；42、第二出气口；43、第一调节阀；44、第二调节阀。
具体实施方式
以下结合附图1至4对本申请作进一步详细说明。
实施例一
本申请公开一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法，其中，参照图1，皮革加工车间设置有吸气管道、排气管道、空气净化设备、净后空气管道和若干采样检测传感器，其中，吸气管道用于将皮革加工车间室外的新鲜空气吸入以更换皮革加工车间室内受污染的空气，而排气管道用于将皮革加工车间室内受污染的空气排出，空气净化设备用于对受污染的空气进行净化处理，以达到合规的排放标准，净后空气管道用于收集经净化处理后的空气，以引导至排放点或进行余热利用，采样检测传感器用于检测皮革加工车间及空气管道系统的空气中各类有害物质含量以及温度。
皮革加工车间内设置有若干车间分区，图1中虚线划分的每一方格均代表一个车间分区，采样检测传感器具有若干种有害物质的浓度检测功能，以及温度检测功能，有害物质包括可能对人体健康和皮革质量造成损害的气体、液滴或颗粒物；若干采样检测传感器的分布设置于皮革加工车间室内，其中，每一车间分区至少设置有一个采样检测传感器，吸气管道的进气端和出气端、排气管道的进气端和出气端、净后空气管道的进气端均至少设置有一个采样检测传感器，以便提高对皮革加工车间各处有害物质浓度的检测准确度。
吸气管道的进气端连通于室外大气，由于大气压强作用，当室内空气排出时，则室外空气可通过管道口自动进入室内，因此，吸气管道的进气端可根据实际需求选择是否安装用于驱动空气进入吸气管道的吸气驱动器；吸气管道位于皮革加工车间室内的一端设置有新风出气口，用于将室外的新鲜空气导入室内，其中，吸气管道还设置有空气过滤器（图中未示出），以提高导入室内的空气质量；在本实施例中，吸气管道进气端测得的气温为吸入气温数据，新风出气口测得的气温为吸气末端温度；经吸气管道吸入的空气为吸入空气。
排气管道的进气端连通于皮革加工车间室内，排气管道的出气端连通于空气净化装置的进气端，排气管道的进气端设置有排气驱动器，用于驱动室内空气经排气管道流动至空气净化装置以进行净化处理，其中，排气管道的进气口可以根据实际需求设置有多个（图1仅示出其中一个），以便设置于皮革加工车间室内的不同区域，排气管道穿设于吸气管道内；在本实施例中，排气管道进气端测得的气温为排出气温数据，排气管道的出气端测得的气温为排气末端温度，而经排气管排出的空气流量数值为排出流量数据，在大气压的作用下，排出流量数据与经吸气管道进入皮革加工车间室内的空气流量的数据相等，经排气管道排出的空气为排出空气；排气管道弯折设置，且排气管道选用导热性较好的材料制成，优选为铜，以便提高排气管道与吸气管道之间热交换效率。
空气净化装置至少包括空气过滤器和催化燃烧设备，还可以根据实际需求增加其他类型的空气净化设备，以便对排气管道所排出的污染气体中的灰尘和/或有害气体如挥发性有机物进行净化处理。
净后空气管道的进气端连通于空气净化装置的出气端，经净后空气管道传输的空气为净后空气；净后空气管道穿设于吸气管道内，净后空气管道设置有第一出气口和第二出气口，以净化处理后空气在净后空气管道内的流动方向为净后空气管道的方向，第一出气口连通于净后空气管道穿入吸气管道前的管道段，且第一出气口连通于皮革加工车间外的空气，第二出气口连通于净后空气管道穿入吸气管道后的管道段，用于排出经过与吸入气体进行了热交换之后的净后空气，第一出气口设置用于控制第一出气口的开度有第一调节阀，净后空气管道还设置有用于调节流向位于吸气管道内的净后空气管道段的空气流量的第二调节阀；第一调节阀和第二调节阀均为开度可控的电控调节阀；净后空气管道弯折设置，且净后空气管道选用导热性较好的材料制成，优选为铜，以便提高净后空气管道与吸气管道之间热交换效率。
进一步地，第一出气口和第二出气口均连通于余热发电装置（图中未示出），以便进一步利用净后空气的余热，提高能源利用率。
用于皮革加工车间的空气质量监控方法具体包括如下步骤：
S10：获取皮革加工车间的管路设计图纸以生成管路BIM模型，将所述管路BIM模型输入至热流体仿真程序中，生成管路热流体模型。
在本实施例中，管路设计图纸是指皮革加工车间所配备的吸气管道、排气管道、空气净化设备、净后空气管道等的设计图纸，具体记录了其包括尺寸、结构和材质信息，并标记了相应采样检测传感器的安装位置。
具体地，获取皮革加工车间的管路设计图纸，进行BIM建模后得到管路BIM模型，将管路BIM模型导入至热流体仿真程序中，以生成管路热流体模型，以便后续分析空气在皮革加工车间的管路中热交换情况；其中，热流体仿真程序可选用现有的AICFD软件。
S20：根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值。
在本实施例中，采样频率是指用于采集空气检测数据的频率，优选的，采样频率可以设置为1分钟一次；空气检测数据包括各类有害物质的浓度值和气温值；空气分析模型是指用于根据空气检测数据分析当前浓度值和排出效率值的算法模型。
具体地，根据预设的采样频率从各采样检测传感器获取空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度和排出效率。
其中，在步骤S20中，包括：
S21：根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，基于当前各空气检测数据中有害物质浓度的最大值确定当前浓度值。
在本实施例中，某种有害物质的当前浓度值为皮革加工车间内该种有害物质浓度的最大值，其中不包括吸气管道、排气管道和净后空气管道内测得的浓度值。
具体地，根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，将当前有害物质浓度的最大值作为当前浓度值，以降低局部有害物质浓度过大导致工作人员健康受损或皮革产品质量受损的可能性。
S22：基于排气管道进气端的有害物质浓度和排出流量数据，计算排出效率值。
在本实施例中，排出效率值是指单位时间排除有害物质的量。
具体地，基于排气管道测得的有害物质浓度和排出流量，计算单位时间排出的有害物质量，以计算排出效率值。
S23：基于各车间分区对应的空气检测数据和分区体积，计算所述皮革加工车间中各类有害物质总物质量。
具体地，由于皮革生产车间内通常会使用除臭剂以净化部分有害气体或异味气体，因此，根据每一车间分区的空气检测数据和该车间分区的体积，计算整个皮革加工车间内有害物质的总物质量，以便提高对车间内有害物质情况评估的全面性，同时便于确定车间内除臭剂的用量。
其中，根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据之后，还包括：
S211：将各所述空气检测数据输入至空气质量统计表单中，确定每一车间分区中各类有害物质的浓度-时间关系信息。
在本实施例中，空气质量统计表单是指用于对皮革加工车间的空气质量进行分区、分有害物质类型进行浓度-时间统计的表单；浓度-时间关系信息用于记录特定种类有害物质的浓度随时间变化关系的信息。
具体地，将各空气检测数据输入至空气质量统计表单中，从而确定每一车间分区中每一类有害物质的浓度-时间关系信息，以便获知皮革加工车间的历史空气质量情况。
S212：获取员工排班表单，基于员工排班表确定目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息。
在本实施例中，员工排班表单记录了各员工的标识信息、工作时段和工位所属区域。
具体地，获取员工排班表单，逐一将各员工确定为目标员工，并进一步确定目标员工的工位所属的车间分区，以及目标员工的工作时段。
S213：基于目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息，从空气质量统计表单中计算目标员工对各类有害物质的物质吸入量，当任一项物质吸入量大于对应预设的吸入阈值，生成健康预警信号并发送至排班管理端。
在本实施例中，吸入阈值是指用于评估特定种类有害物质吸入量是否可能对人体健康造成损害的阈值，针对每一类有害物质均设置有对应的吸入阈值；健康预警信号是指提示员工出现健康损害可能性的信号；排班管理端是指排版人员登录的客户端，用于接收健康预警信号。
具体地，根据目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息，结合空气质量统计表单，计算目标员工对各类有害物质的吸入量，当任一项有害物质的物质吸入量大于对应的吸入阈值，则生成健康预警信号并发送至排班管理端，以便排班管理人员调整目标员工的工作时间安排，以降低工作人员所受的健康损害。
S30：当所述当前浓度值大于对应预设的风险阈值，生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器。
在本实施例中，针对每一类有害物质均设置有对应的风险阈值；排气功率调节指令包括排气功率上调的指令和排气功率下调的指令。
具体地，当有害物质的当前浓度值大于对应的风险阈值时，则生成排气功率上调的排气功率调节指令并发送至排气驱动器，从而提高排气效率，进而提高对有害物质的排出效率。
S40：获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，当所述排出气温数据大于吸入气温数据时，将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据。
在本实施例中，制热空气流量数据是指用于对吸入气体进行加热所需的净后空气的流量，制热空气流量数据是由第二调节阀的开度进行控制的。
具体地，获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，以便确定车间内外的空气温度、换气量和净化处理后空气余热等情况，当排出气温数据大于吸入气温数据时，将排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定将吸入气体在吸气管道末端的温度升至排出气温数据的条件，以计算在皮革加工车间的管路系统中用于加热吸入气体所需的净化处理后热空气的流量，以得到制热空气流量数据。
具体地，由于在同一大气环境中，冷空气的密度较大，而热空气的密度较小，因而会出现冷空气流向热空气的空气动力学现象；因此，在计算制热空气流量数据时，将条件设定为吸入气体在吸气管道末端的温度升至排出气温数据，有利于在吸入气体输入至吸气管道末端之前，持续保持低于室内气温的数值，以便利用空气热动力学的规律提高吸气效率，降低用于吸气的能耗。
其中，在步骤S40中，包括：
S41：基于管路热流体模型，分析在每一流量等级下吸入空气与排出空气之间的第一热交换规律，以及吸入空气与净后空气之间的第二热交换规律。
在本实施例中，排气功率调节指令的控制目标为排出流量数据的流量等级，每一流量等级对应一个固定的排出流量数据。
具体地，排气功率调节指令的控制目标为排出流量数据的流量等级，以便实现对排除流量数据的有级调节，以便降低后续对第一热交换规律和第二热交换规律进行分析的数据处理量。
具体地，根据管路热流体模型，分析在每一个流量等级下吸入空气与排出空气之间的热交换规律，以及吸入空气与净后空气之间的热交换规律，从而得到第一热交换规律和第二热交换规律。
S42：设定排出气温数据等于吸气末端温度的目标条件，基于排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第一热交换规律，计算排出空气对吸入空气的第一加热温度值。
具体地，将排出气温数据等于吸气末端温度设置为管路热流体模型的目标条件，将排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第一热交换规律输入至管路热流体模型，以计算排出空气对吸入空气的加热效果，将排出空气加热造成的吸入空气温度上升值定义为第一加热温度值。
S43：计算所述排出气温数据与吸入气温数据的差值以得到待加热温度值，计算所述待加热温度值与第一加热温度值的差值以得到第二加热温度值。
具体地，基于排出气温数据与吸入气温数据的差值计算待加热温度值，以确定为使吸入气温与排出气温相等所需的吸入空气温度上升值，进而计算还需要通过净后空气加热的温度值并定义为第二加热温度值。
S44：基于净后气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第二热交换规律，计算净后空气对吸入空气加热至升高第二加热温度值所需的净后空气流量，以得到制热空气流量数据。
具体地，将净后气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第二热交换规律输入至管路热流体模型，计算为使净后空气对吸入空气加热升高第二加热温度值所需的净后空气流量，以得到制热空气流量数据，便于后续控制通入至吸入气管内用于对吸入空气进行加热的净后空气的流量。
其中，在获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据之后，还包括：
S45：当所述排出气温数据小于吸入气温数据时，生成余热排出指令并发送至第一调节阀和第二调节阀，以开启第一调节阀并关闭第二调节阀。
在本实施例中，余热排出指令是指用于控制第一调节阀开启、第二调节阀关闭的指令，以便将净后空气全部通过第一出气口流出以进行余热利用。
具体地，若排出气温数据小于吸入气温数据，则皮革加工车间的室内温度小于室外温度，则仅需要排出空气与吸入空气之间换热即可达到降低吸入空气温度的效果，无需再利用净化处理后空气的余热，因而需要生成余热排出指令以控制第一调节阀开启、第二调节阀关闭，以防净化处理后空气与吸入空气之间的热交换而增大皮革加工车间的空调能耗。
S50：基于所述排出流量数据和制热空气流量数据，计算余热空气流量数据，基于所述制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值，确定第一开度值和第二开度值分别发送至第一调节阀和第二调节阀。
在本实施例中，将排出流量数据视为与净后空气流量数据相等；余热空气流量数据是指需要通过第一出气口排出的净后空气的流量值。
具体地，根据排出流量数据和制热空气流量数据，计算需要排出的余热空气流量数据，根据制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值确定第一开度值和第二开度值，其中制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值等于第一开度值与第二开度值的比值；将第一开度值与第二开度值的比值发送至第一调节阀和第二调节阀，以控制第一调节阀和第二调节阀的开度，从而达到利用净化处理后空气余热将吸入至皮革加工车间的空气加热至皮革加工车间室内温度的功能，从而降低了皮革生产车间内空气质量控制造成的温度波动程度的效果，进而节约了空调所需消耗的能源量。
应理解，上述实施例中各步骤的序号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。
实施例二
一种用于皮革加工车间的空气质量监控系统，该用于皮革加工车间的空气质量监控系统与上述实施例中用于皮革加工车间的空气质量监控方法相对应。
如图3所示，用于皮革加工车间的空气质量监控系统，包括管路热流体模型生成模块、空气检测数据分析模块、排气功率调节模块、制热空气流量数据计算模块和调节阀控制模块。各功能模块的详细说明如下：
管路热流体模型生成模块，用于获取皮革加工车间的管路设计图纸以生成管路BIM模型，将所述管路BIM模型输入至热流体仿真程序中，生成管路热流体模型；
空气检测数据分析模块，用于根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值；
排气功率调节模块，用于当所述当前浓度值大于对应预设的风险阈值，生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器；
制热空气流量数据计算模块，用于获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，当所述排出气温数据大于吸入气温数据时，将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据；
调节阀控制模块，用于基于所述排出流量数据和制热空气流量数据，计算余热空气流量数据，基于所述制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值，确定第一开度值和第二开度值分别发送至第一调节阀和第二调节阀。
其中，空气检测数据分析模块还包括：
当前浓度值确定子模块，用于根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，基于当前各空气检测数据中有害物质浓度的最大值确定当前浓度值；
排出效率值计算子模块，用于基于排气管道进气端的有害物质浓度和排出流量数据，计算排出效率值；
有害物质总物质量计算子模块，用于基于各车间分区对应的空气检测数据和分区体积，计算所述皮革加工车间中各类有害物质总物质量。
其中，当前浓度值确定子模块还包括：
空气质量统计表单输入子模块，用于将各所述空气检测数据输入至空气质量统计表单中，确定每一车间分区中各类有害物质的浓度-时间关系信息；
员工排班表单获取子模块，用于获取员工排班表单，基于员工排班表确定目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息；
健康预警信号生成子模块，用于基于目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息，从空气质量统计表单中计算目标员工对各类有害物质的物质吸入量，当任一项物质吸入量大于对应预设的吸入阈值，生成健康预警信号并发送至排班管理端。
其中，制热空气流量数据计算模块还包括：
热交换规律分析子模块，用于基于管路热流体模型，分析在每一流量等级下吸入空气与排出空气之间的第一热交换规律，以及吸入空气与净后空气之间的第二热交换规律；
第一加热温度值计算子模块，用于设定排出气温数据等于吸气末端温度的目标条件，基于排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第一热交换规律，计算排出空气对吸入空气的第一加热温度值；
第二加热温度值计算子模块，用于计算所述排出气温数据与吸入气温数据的差值以得到待加热温度值，计算所述待加热温度值与第一加热温度值的差值以得到第二加热温度值；
制热空气流量计算子模块，用于基于净后气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第二热交换规律，计算净后空气对吸入空气加热至升高第二加热温度值所需的净后空气流量，以得到制热空气流量数据。
其中，制热空气流量数据计算模块还包括：
吸入气温降低子模块，用于当所述排出气温数据小于吸入气温数据时，生成余热排出指令并发送至第一调节阀和第二调节阀，以开启第一调节阀并关闭第二调节阀。
关于用于皮革加工车间的空气质量监控系统的具体限定可以参见上文中对于用于皮革加工车间的空气质量监控方法的限定，在此不再赘述；上述用于皮革加工车间的空气质量监控系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现；上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以是以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
实施例三
一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储管路设计图纸、管路BIM模型、管路热流体模型、空气检测数据、空气分析模型、当前浓度值、排出效率值、风险阈值、排气功率调节指令、排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据、净后气温数据、吸气末端温度、制热空气流量数据、余热空气流量数据、第一开度值和第二开度值等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现用于皮革加工车间的空气质量监控方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
S10：获取皮革加工车间的管路设计图纸以生成管路BIM模型，将所述管路BIM模型输入至热流体仿真程序中，生成管路热流体模型；
S20：根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值；
S30：当所述当前浓度值大于对应预设的风险阈值，生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器；
S40：获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，当所述排出气温数据大于吸入气温数据时，将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据；
S50：基于所述排出流量数据和制热空气流量数据，计算余热空气流量数据，基于所述制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值，确定第一开度值和第二开度值分别发送至第一调节阀和第二调节阀。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
S10：获取皮革加工车间的管路设计图纸以生成管路BIM模型，将所述管路BIM模型输入至热流体仿真程序中，生成管路热流体模型；
S20：根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值；
S30：当所述当前浓度值大于对应预设的风险阈值，生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器；
S40：获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，当所述排出气温数据大于吸入气温数据时，将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据；
S50：基于所述排出流量数据和制热空气流量数据，计算余热空气流量数据，基于所述制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值，确定第一开度值和第二开度值分别发送至第一调节阀和第二调节阀。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）、DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法，其特征在于，所述皮革加工车间设置有吸气管道、排气管道、空气净化设备、净后空气管道和若干采样检测传感器，所述排气管道穿设于吸气管道内，所述排气管道的进气端设置有排气驱动器，所述排气管道的出气端连通于空气净化装置，所述净后空气管道的进气端连通于空气净化装置的出气端，所述净后空气管道穿设于吸气管道内，所述净后空气管道设置有第一出气口和第二出气口，所述第一出气口连通于净后空气管道穿入吸气管道前的管道段，所述第二出气口连通于净后空气管道穿入吸气管道后的管道段，所述第一出气口设置有第一调节阀，所述净后空气管道还设置有用于调节流向位于吸气管道内的净后空气管道段的空气流量的第二调节阀，所述方法包括：
获取皮革加工车间的管路设计图纸以生成管路BIM模型，将所述管路BIM模型输入至热流体仿真程序中，生成管路热流体模型；
根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值；
当所述当前浓度值大于对应预设的风险阈值，生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器；
获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，当所述排出气温数据大于吸入气温数据时，将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据；
基于所述排出流量数据和制热空气流量数据，计算余热空气流量数据，基于所述制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值，确定第一开度值和第二开度值分别发送至第一调节阀和第二调节阀。
2.根据权利要求1所述的一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法，其特征在于：若干所述采样检测传感器的分布设置于皮革加工车间室内，所述吸气管道的进气端和出气端、排气管道的进气端和出气端、净后空气管道的进气端均至少设置有一个采样检测传感器；所述皮革加工车间包括若干车间分区；
所述根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值，包括：
根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，基于当前各空气检测数据中有害物质浓度的最大值确定当前浓度值；
基于排气管道进气端的有害物质浓度和排出流量数据，计算排出效率值；
基于各车间分区对应的空气检测数据和分区体积，计算所述皮革加工车间中各类有害物质总物质量。
3.根据权利要求2所述的一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法，其特征在于：所述根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据之后，包括：
将各所述空气检测数据输入至空气质量统计表单中，确定每一车间分区中各类有害物质的浓度-时间关系信息；
获取员工排班表单，基于员工排班表确定目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息；
基于目标员工的工位所属车间分区和工作时段信息，从空气质量统计表单中计算目标员工对各类有害物质的物质吸入量，当任一项物质吸入量大于对应预设的吸入阈值，生成健康预警信号并发送至排班管理端。
4.根据权利要求1所述的一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法，其特征在于：所述排气功率调节指令的控制目标为排出流量数据的流量等级；
所述将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据，包括：
基于管路热流体模型，分析在每一流量等级下吸入空气与排出空气之间的第一热交换规律，以及吸入空气与净后空气之间的第二热交换规律；
设定排出气温数据等于吸气末端温度的目标条件，基于排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第一热交换规律，计算排出空气对吸入空气的第一加热温度值；
计算所述排出气温数据与吸入气温数据的差值以得到待加热温度值，计算所述待加热温度值与第一加热温度值的差值以得到第二加热温度值；
基于净后气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第二热交换规律，计算净后空气对吸入空气加热至升高第二加热温度值所需的净后空气流量，以得到制热空气流量数据。
5.根据权利要求1所述的一种用于皮革加工车间的空气质量监控方法，其特征在于：所述获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据之后，还包括：
当所述排出气温数据小于吸入气温数据时，生成余热排出指令并发送至第一调节阀和第二调节阀，以开启第一调节阀并关闭第二调节阀。
6.一种用于皮革加工车间的空气质量监控系统，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述用于皮革加工车间的空气质量监控方法，包括：
管路热流体模型生成模块，用于获取皮革加工车间的管路设计图纸以生成管路BIM模型，将所述管路BIM模型输入至热流体仿真程序中，生成管路热流体模型；
空气检测数据分析模块，用于根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，以确定各类有害物质的当前浓度值和排出效率值；
排气功率调节模块，用于当所述当前浓度值大于对应预设的风险阈值，生成排气功率调节指令并发送至排气驱动器；
制热空气流量数据计算模块，用于获取排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据，当所述排出气温数据大于吸入气温数据时，将所述排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和净后气温数据输入至管路热流体模型中，设定排出气温数据等于吸气末端温度的条件，计算制热空气流量数据；
调节阀控制模块，用于基于所述排出流量数据和制热空气流量数据，计算余热空气流量数据，基于所述制热空气流量数据与余热空气流量数据的比值，确定第一开度值和第二开度值分别发送至第一调节阀和第二调节阀。
7.根据权利要求6所述的一种用于皮革加工车间的空气质量监控系统，其特征在于：所述空气检测数据分析模块包括：
当前浓度值确定子模块，用于根据预设的采样频率获取各采样检测传感器的空气检测数据并输入至空气分析模型中，基于当前各空气检测数据中有害物质浓度的最大值确定当前浓度值；
排出效率值计算子模块，用于基于排气管道进气端的有害物质浓度和排出流量数据，计算排出效率值；
有害物质总物质量计算子模块，用于基于各车间分区对应的空气检测数据和分区体积，计算所述皮革加工车间中各类有害物质总物质量。
8.根据权利要求6所述的一种用于皮革加工车间的空气质量监控系统，其特征在于：所述制热空气流量数据计算模块包括：
热交换规律分析子模块，用于基于管路热流体模型，分析在每一流量等级下吸入空气与排出空气之间的第一热交换规律，以及吸入空气与净后空气之间的第二热交换规律；
第一加热温度值计算子模块，用于设定排出气温数据等于吸气末端温度的目标条件，基于排出气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第一热交换规律，计算排出空气对吸入空气的第一加热温度值；
第二加热温度值计算子模块，用于计算所述排出气温数据与吸入气温数据的差值以得到待加热温度值，计算所述待加热温度值与第一加热温度值的差值以得到第二加热温度值；
制热空气流量计算子模块，用于基于净后气温数据、吸入气温数据、排出流量数据和第二热交换规律，计算净后空气对吸入空气加热至升高第二加热温度值所需的净后空气流量，以得到制热空气流量数据。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述用于皮革加工车间的空气质量监控方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述用于皮革加工车间的空气质量监控方法的步骤。
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