CN117908381A - 一种低能耗废气处理控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废气处理技术领域，且公开了一种低能耗废气处理控制系统，包括：数据采集模块、数据处理模块、智能控制模块、能耗优化模块、故障检测与维护模块和实时监控与报警模块。该低能耗废气处理控制系统，能耗优化模块通过建立废气处理设备的能耗模型，并根据优化算法确定最佳的设备运行参数组合，以实现最低的能耗，同时，制定相应的控制策略，实时监控与报警模块提供实时的监控场景展示，根据预设的报警规则进行实时报警，并通过短信、电话、邮件等方式向相关人员发送报警信息，通过实时监控与报警模块的反馈和报警方式，及时发现异常情况并采取相应措施，实现了对废气处理过程的全面监控和管理，降低了能源成本，提高了能源利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体为一种低能耗废气处理控制系统。
背景技术
废气处理是指对工业和生活领域中产生的有毒有害气体进行处理，以达到国家废气对外排放的标准的工作，废气处理的目的是为了保护环境和人类健康，减少污染物对大气、土壤和水体的污染，防止环境污染对人类造成的危害，而废气处理控制系统是指对工业和生活领域中产生的有毒有害气体进行有效的监控和管理，以达到国家废气对外排放的标准。
但是目前传统的废气处理系统在能耗和能源利用方面存在一些问题，由于技术和设备的限制，传统的废气处理系统往往需要消耗大量的能源来运行，导致能源成本较高，此外，传统的废气处理系统通常需要人工手动调整设备参数，这需要操作人员具备一定的专业知识和经验，并且需要耗费大量的时间和人力资源来进行参数的调整和优化，同时，由于人为因素的影响，可能会出现误差和不一致的情况，从而影响废气处理效果的稳定性和可靠性，故而我们提出了一种低能耗废气处理控制系统。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低能耗废气处理控制系统，具备能耗低且能源利用充分、实现废气处理的智能化和自动化的优点，解决了由于技术和设备的限制，传统的废气处理系统往往需要消耗大量的能源来运行，导致能源成本较高，此外，传统的废气处理系统通常需要人工手动调整设备参数，这需要操作人员具备一定的专业知识和经验，并且需要耗费大量的时间和人力资源来进行参数的调整和优化，同时，由于人为因素的影响，可能会出现误差和不一致的情况，从而影响废气处理效果的稳定性和可靠性的问题。
(二)技术方案
为实现上述能耗低且能源利用充分、实现废气处理的智能化和自动化的目的，本发明提供如下技术方案：
一种低能耗废气处理控制系统，包括：
数据采集模块：负责收集废气处理过程中的各种数据；
数据处理模块：对采集到的数据进行初步处理和分析，提取出有用的信息；
智能控制模块：对提取出的数据信息进行分析和处理，自动调整废气处理设备的运行参数，以实现最佳的能耗和处理效果；
能耗优化模块：通过优化废气处理设备的能耗，实现能源的高效利用；
故障检测与维护模块：监测废气处理设备的状态，检测潜在的故障，并提供相应的维护建议；
实时监控与报警模块：实时监测废气处理过程，并提供实时反馈和报警。
优选的，所述数据采集模块收集到的废气处理过程中的数据包括废气浓度、废气温度、废气湿度以及废气流量。
优选的，所述数据处理模块对采集到的废气数据进行处理和分析的流程如下：
S11、数据清洗：对采集到的废气数据进行初步处理，包括去除重复值、缺失值处理以及异常值处理；
S12、数据转换：将原始数据转换为适合分析和建模的形式；
S13、特征选择：根据问题的需求和目标，使用相关性分析，从大量的特征中选择最相关的特征进行分析和建模；
S14、数据归一化：通过标准化归一化方法对数据进行归一化处理，使得不同特征之间的尺度差异不影响分析和建模的结果；
S15、数据分析：使用统计方法和直方图、散点图、箱线图可视化工具，对数据进行分析，探索数据之间的关系和趋势；
S16、模型建立：根据问题的需求和目标，利用决策树机器学习算法和模型进行建模；
S17、模型评估：使用交叉验证，对建立的模型进行评估，判断其性能和准确度；
S18、模型优化：根据模型评估结果，对模型进行优化和调整；
S19、结果解释和应用：对分析和建模的结果进行解释和应用。
优选的，所述智能控制模块对提取出的数据信息进行分析和处理，自动调整废气处理设备的运行参数，以实现最佳的能耗和处理效果的详细流程如下：
S21、数据接收与存储：智能控制模块接收来自数据处理模块提取出的数据信息，并将其存储在数据库中；
S22、模型建立与训练：基于提取出的特征信息，通过人工神经网络机器学习算法，建立废气处理设备的能耗和处理效果预测模型，并使用历史数据进行训练和优化；
S23、参数调整策略生成：根据建立的模型，自动生成最佳的参数调整策略；
S24、参数调整执行：将生成的参数调整策略应用到废气处理设备中，通过自动化系统实现实时的参数调整；
S25、反馈与迭代优化：实时监测废气处理设备的运行状态和能耗情况，并将监测结果反馈给智能控制模块，根据反馈信息和模型预测结果，不断优化模型和参数调整策略。
优选的，所述能耗优化模块优化废气处理设备的能耗，实现能源的高效利用过程如下：
S31、能耗模型建立：基于数据处理模块的数据分析结果，建立废气处理设备的能耗模型；
S32、参数优化：根据能耗模型，通过优化算法确定最佳的设备运行参数组合，以实现最低的能耗；
S33、控制策略制定：根据优化得到的最优参数组合，制定相应的控制策略；
S34、实时监控与调整：能耗优化模块实时监测废气处理设备的能耗情况，并根据控制策略进行实时调整。
优选的，所述根据优化得到的最优参数组合，制定相应的控制策略包括废气处理设备的启停控制、废气处理设备的运行模式选择、废气处理设备的运行参数调整、能源供应管理、故障检测与维护计划以及报警与应急响应。
优选的，所述实时监控与报警模块的反馈和报警方式包括提供实时的监控场景展示、根据预设的报警规则进行实时报警以及通过短信、电话、邮件的方式向相关人员发送报警信息。
优选的，所述低能耗废气处理控制系统对废气处理过程的全面监控和管理过程包括：
S41、数据采集：通过传感器和检测设备，实时采集废气处理过程中的各种数据；
S42、数据处理：对采集到的数据进行清洗和分析，提取出有用的信息；
S43、智能控制：根据数据处理的结果，制定出最优的废气处理方案，并下达控制指令；
S44、能耗优化：根据废气的特性和处理要求，动态调整设备的运行模式和功率，以最小化能耗；
S45、故障检测与维护：监测设备状态，检测潜在故障，并提供准确的维修指南；
S46、实时监控与报警：实时监测废气处理过程，及时发现异常情况，并发送警报通知相关人员进行处理。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种低能耗废气处理控制系统，具备以下有益效果：
1、该低能耗废气处理控制系统，能耗优化模块通过建立废气处理设备的能耗模型，并根据优化算法确定最佳的设备运行参数组合，以实现最低的能耗，同时，制定相应的控制策略，包括废气处理设备的启停控制、运行模式选择、运行参数调整、能源供应管理、故障检测与维护计划以及报警与应急响应，实时监控与报警模块提供实时的监控场景展示，根据预设的报警规则进行实时报警，并通过短信、电话、邮件等方式向相关人员发送报警信息，通过实时监控与报警模块的反馈和报警方式，可以及时发现异常情况并采取相应措施，实现了对废气处理过程的全面监控和管理，降低了能源成本，提高了能源利用效率。
2、该低能耗废气处理控制系统，通过数据采集模块收集废气处理过程中的各种数据，包括废气浓度、温度、湿度和流量等，然后，数据处理模块对采集到的数据进行清洗、转换、特征选择、归一化、分析和建模等处理，提取出有用的信息，智能控制模块根据提取出的数据信息进行分析和处理，自动调整废气处理设备的运行参数，以实现最佳的能耗和处理效果，具体流程包括数据接收与存储、模型建立与训练、参数调整策略生成、参数调整执行以及反馈与迭代优化，通过智能控制模块的自动化操作，可以降低人为因素的影响，提高废气处理效果的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明的低能耗废气处理控制系统结构示意图；
图2为本发明的低能耗废气处理控制系统对废气处理过程的全面监控和管理的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例和附图，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1-2，一种低能耗废气处理控制系统，包括：
数据采集模块：负责收集废气处理过程中的各种数据；
数据处理模块：对采集到的数据进行初步处理和分析，提取出有用的信息；
智能控制模块：对提取出的数据信息进行分析和处理，自动调整废气处理设备的运行参数，以实现最佳的能耗和处理效果；
能耗优化模块：通过优化废气处理设备的能耗，实现能源的高效利用；
故障检测与维护模块：监测废气处理设备的状态，检测潜在的故障，并提供相应的维护建议；
实时监控与报警模块：实时监测废气处理过程，并提供实时反馈和报警。
具体的，数据采集模块收集到的废气处理过程中的数据包括废气浓度、废气温度、废气湿度以及废气流量。
进一步的，数据采集模块收集到的废气处理过程中的数据包括废气浓度、废气温度、废气湿度以及废气流量，其作用是提供实时的废气参数信息，以便进行后续的数据处理和分析，这些数据可以用于监测废气处理设备的工作状态和效果，帮助判断废气处理过程是否正常进行，并根据数据分析结果进行智能控制和优化调整，同时，这些数据还可以用于故障检测和维护，及时发现潜在的故障并采取相应的措施。
具体的，数据处理模块对采集到的废气数据进行处理和分析的流程如下：
S11、数据清洗：对采集到的废气数据进行初步处理，包括去除重复值、缺失值处理以及异常值处理；
S12、数据转换：将原始数据转换为适合分析和建模的形式；
S13、特征选择：根据问题的需求和目标，使用相关性分析，从大量的特征中选择最相关的特征进行分析和建模；
S14、数据归一化：通过标准化归一化方法对数据进行归一化处理，使得不同特征之间的尺度差异不影响分析和建模的结果；
S15、数据分析：使用统计方法和直方图、散点图、箱线图可视化工具，对数据进行分析，探索数据之间的关系和趋势；
S16、模型建立：根据问题的需求和目标，利用决策树机器学习算法和模型进行建模；
S17、模型评估：使用交叉验证，对建立的模型进行评估，判断其性能和准确度；
S18、模型优化：根据模型评估结果，对模型进行优化和调整；
S19、结果解释和应用：对分析和建模的结果进行解释和应用。
进一步的，数据处理模块对采集到的废气数据进行处理和分析的作用是对原始数据进行清洗、转换、特征选择、归一化等处理，以便于后续的数据分析和建模，通过对数据的处理和分析，可以提取出有用的信息，为智能控制模块提供决策依据，实现最佳的能耗和处理效果，同时，数据处理模块还可以通过建立模型、评估模型性能和准确度，优化模型并进行结果解释和应用，进一步提高废气处理的效果和效率。
具体的，智能控制模块对提取出的数据信息进行分析和处理，自动调整废气处理设备的运行参数，以实现最佳的能耗和处理效果的详细流程如下：
S21、数据接收与存储：智能控制模块接收来自数据处理模块提取出的数据信息，并将其存储在数据库中；
S22、模型建立与训练：基于提取出的特征信息，通过人工神经网络机器学习算法，建立废气处理设备的能耗和处理效果预测模型，并使用历史数据进行训练和优化；
S23、参数调整策略生成：根据建立的模型，自动生成最佳的参数调整策略；
S24、参数调整执行：将生成的参数调整策略应用到废气处理设备中，通过自动化系统实现实时的参数调整；
S25、反馈与迭代优化：实时监测废气处理设备的运行状态和能耗情况，并将监测结果反馈给智能控制模块，根据反馈信息和模型预测结果，不断优化模型和参数调整策略。
进一步的，智能控制模块的作用是根据数据处理的结果，通过建立和训练预测模型，自动调整废气处理设备的运行参数，以实现最佳的能耗和处理效果，它通过数据接收与存储、模型建立与训练、参数调整策略生成、参数调整执行以及反馈与迭代优化等步骤，不断优化模型和参数调整策略，以提高废气处理的效率和能源利用率。
具体的，能耗优化模块优化废气处理设备的能耗，实现能源的高效利用过程如下：
S31、能耗模型建立：基于数据处理模块的数据分析结果，建立废气处理设备的能耗模型；
S32、参数优化：根据能耗模型，通过优化算法确定最佳的设备运行参数组合，以实现最低的能耗；
S33、控制策略制定：根据优化得到的最优参数组合，制定相应的控制策略；
S34、实时监控与调整：能耗优化模块实时监测废气处理设备的能耗情况，并根据控制策略进行实时调整。
进一步的，能耗优化模块的作用是通过建立废气处理设备的能耗模型，并通过优化算法确定最佳的设备运行参数组合，以实现最低的能耗，根据优化得到的最优参数组合，制定相应的控制策略，并实时监测废气处理设备的能耗情况，根据控制策略进行实时调整，这样可以有效地降低废气处理过程中的能耗，实现能源的高效利用。
具体的，根据优化得到的最优参数组合，制定相应的控制策略包括废气处理设备的启停控制、废气处理设备的运行模式选择、废气处理设备的运行参数调整、能源供应管理、故障检测与维护计划以及报警与应急响应。
进一步的，通过根据数据分析和模型预测结果，自动调整废气处理设备的运行参数，可以实现最佳的能耗和处理效果，同时，制定相应的控制策略可以对废气处理设备进行启停控制、运行模式选择、运行参数调整等操作，以适应不同的废气处理需求，此外，还包括能源供应管理、故障检测与维护计划以及报警与应急响应等功能，可以实时监测废气处理设备的能耗情况，并根据反馈信息和模型预测结果进行优化调整，提高设备的可靠性和稳定性。
具体的，实时监控与报警模块的反馈和报警方式包括提供实时的监控场景展示、根据预设的报警规则进行实时报警以及通过短信、电话、邮件的方式向相关人员发送报警信息。
进一步的，通过提供实时的监控场景展示，可以让用户清楚地了解当前的废气处理情况，包括废气浓度、温度、湿度等参数的变化趋势，根据预设的报警规则进行实时报警，可以在出现异常情况时立即向相关人员发送警报信息，以便他们能够及时采取措施进行处理，同时，通过短信、电话、邮件等方式向相关人员发送报警信息，可以确保信息的及时传达和接收，提高对异常情况的处理效率和准确性。
具体的，低能耗废气处理控制系统对废气处理过程的全面监控和管理过程包括：
S41、数据采集：通过传感器和检测设备，实时采集废气处理过程中的各种数据；
S42、数据处理：对采集到的数据进行清洗和分析，提取出有用的信息；
S43、智能控制：根据数据处理的结果，制定出最优的废气处理方案，并下达控制指令；
S44、能耗优化：根据废气的特性和处理要求，动态调整设备的运行模式和功率，以最小化能耗；
S45、故障检测与维护：监测设备状态，检测潜在故障，并提供准确的维修指南；
S46、实时监控与报警：实时监测废气处理过程，及时发现异常情况，并发送警报通知相关人员进行处理。
综上所述，该低能耗废气处理控制系统，能耗优化模块通过建立废气处理设备的能耗模型，并根据优化算法确定最佳的设备运行参数组合，以实现最低的能耗，同时，制定相应的控制策略，包括废气处理设备的启停控制、运行模式选择、运行参数调整、能源供应管理、故障检测与维护计划以及报警与应急响应，实时监控与报警模块提供实时的监控场景展示，根据预设的报警规则进行实时报警，并通过短信、电话、邮件等方式向相关人员发送报警信息，通过实时监控与报警模块的反馈和报警方式，可以及时发现异常情况并采取相应措施，实现了对废气处理过程的全面监控和管理，降低了能源成本，提高了能源利用效率。
并且，该低能耗废气处理控制系统，通过数据采集模块收集废气处理过程中的各种数据，包括废气浓度、温度、湿度和流量等，然后，数据处理模块对采集到的数据进行清洗、转换、特征选择、归一化、分析和建模等处理，提取出有用的信息，智能控制模块根据提取出的数据信息进行分析和处理，自动调整废气处理设备的运行参数，以实现最佳的能耗和处理效果，具体流程包括数据接收与存储、模型建立与训练、参数调整策略生成、参数调整执行以及反馈与迭代优化，通过智能控制模块的自动化操作，可以降低人为因素的影响，提高废气处理效果的稳定性和可靠性，解决了由于技术和设备的限制，传统的废气处理系统往往需要消耗大量的能源来运行，导致能源成本较高，此外，传统的废气处理系统通常需要人工手动调整设备参数，这需要操作人员具备一定的专业知识和经验，并且需要耗费大量的时间和人力资源来进行参数的调整和优化，同时，由于人为因素的影响，可能会出现误差和不一致的情况，从而影响废气处理效果的稳定性和可靠性的问题。
本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种低能耗废气处理控制系统，其特征在于，包括：
数据采集模块：负责收集废气处理过程中的各种数据；
数据处理模块：对采集到的数据进行初步处理和分析，提取出有用的信息；
智能控制模块：对提取出的数据信息进行分析和处理，自动调整废气处理设备的运行参数，以实现最佳的能耗和处理效果；
能耗优化模块：通过优化废气处理设备的能耗，实现能源的高效利用；
故障检测与维护模块：监测废气处理设备的状态，检测潜在的故障，并提供相应的维护建议；
实时监控与报警模块：实时监测废气处理过程，并提供实时反馈和报警。
2.根据权利要求1所述的一种低能耗废气处理控制系统，其特征在于，所述数据采集模块收集到的废气处理过程中的数据包括废气浓度、废气温度、废气湿度以及废气流量。
3.根据权利要求1所述的一种低能耗废气处理控制系统，其特征在于，所述数据处理模块对采集到的废气数据进行处理和分析的流程如下：
S11、数据清洗：对采集到的废气数据进行初步处理，包括去除重复值、缺失值处理以及异常值处理；
S12、数据转换：将原始数据转换为适合分析和建模的形式；
S13、特征选择：根据问题的需求和目标，使用相关性分析，从大量的特征中选择最相关的特征进行分析和建模；
S14、数据归一化：通过标准化归一化方法对数据进行归一化处理，使得不同特征之间的尺度差异不影响分析和建模的结果；
S15、数据分析：使用统计方法和直方图、散点图、箱线图可视化工具，对数据进行分析，探索数据之间的关系和趋势；
S16、模型建立：根据问题的需求和目标，利用决策树机器学习算法和模型进行建模；
S17、模型评估：使用交叉验证，对建立的模型进行评估，判断其性能和准确度；
S18、模型优化：根据模型评估结果，对模型进行优化和调整；
S19、结果解释和应用：对分析和建模的结果进行解释和应用。
4.根据权利要求1所述的一种低能耗废气处理控制系统，其特征在于，所述智能控制模块对提取出的数据信息进行分析和处理，自动调整废气处理设备的运行参数，以实现最佳的能耗和处理效果的详细流程如下：
S21、数据接收与存储：智能控制模块接收来自数据处理模块提取出的数据信息，并将其存储在数据库中；
S22、模型建立与训练：基于提取出的特征信息，通过人工神经网络机器学习算法，建立废气处理设备的能耗和处理效果预测模型，并使用历史数据进行训练和优化；
S23、参数调整策略生成：根据建立的模型，自动生成最佳的参数调整策略；
S24、参数调整执行：将生成的参数调整策略应用到废气处理设备中，通过自动化系统实现实时的参数调整；
S25、反馈与迭代优化：实时监测废气处理设备的运行状态和能耗情况，并将监测结果反馈给智能控制模块，根据反馈信息和模型预测结果，不断优化模型和参数调整策略。
5.根据权利要求1所述的一种低能耗废气处理控制系统，其特征在于，所述能耗优化模块优化废气处理设备的能耗，实现能源的高效利用过程如下：
S31、能耗模型建立：基于数据处理模块的数据分析结果，建立废气处理设备的能耗模型；
S32、参数优化：根据能耗模型，通过优化算法确定最佳的设备运行参数组合，以实现最低的能耗；
S33、控制策略制定：根据优化得到的最优参数组合，制定相应的控制策略；
S34、实时监控与调整：能耗优化模块实时监测废气处理设备的能耗情况，并根据控制策略进行实时调整。
6.根据权利要求5所述的一种低能耗废气处理控制系统，其特征在于，所述根据优化得到的最优参数组合，制定相应的控制策略包括废气处理设备的启停控制、废气处理设备的运行模式选择、废气处理设备的运行参数调整、能源供应管理、故障检测与维护计划以及报警与应急响应。
7.根据权利要求1所述的一种低能耗废气处理控制系统，其特征在于，所述实时监控与报警模块的反馈和报警方式包括提供实时的监控场景展示、根据预设的报警规则进行实时报警以及通过短信、电话、邮件的方式向相关人员发送报警信息。
8.根据权利要求1所述的一种低能耗废气处理控制系统，其特征在于，所述低能耗废气处理控制系统对废气处理过程的全面监控和管理过程包括：
S41、数据采集：通过传感器和检测设备，实时采集废气处理过程中的各种数据；
S42、数据处理：对采集到的数据进行清洗和分析，提取出有用的信息；
S43、智能控制：根据数据处理的结果，制定出最优的废气处理方案，并下达控制指令；
S44、能耗优化：根据废气的特性和处理要求，动态调整设备的运行模式和功率，以最小化能耗；
S45、故障检测与维护：监测设备状态，检测潜在故障，并提供准确的维修指南；
S46、实时监控与报警：实时监测废气处理过程，及时发现异常情况，并发送警报通知相关人员进行处理。
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