本發(fā)明涉及管控系統(tǒng)，具體涉及一種污泥生物炭制備過程的智能管控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、污泥生物炭是指在高溫?zé)o氧條件下，將污泥等有機(jī)廢棄物加工成的一種生物質(zhì)炭材料。這種材料具有更多的孔隙結(jié)構(gòu)和更高的固碳能力，相較于傳統(tǒng)炭材料，它在水處理、土壤改良等環(huán)保領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)；

2、污泥生物炭在制備生產(chǎn)過程中，需要對(duì)其進(jìn)行管控，來保證最終成品的品質(zhì)，在進(jìn)行污泥生物炭制備管控過程中，即會(huì)使用到管控系統(tǒng)；

3、現(xiàn)有的管控系統(tǒng)，在污泥生物炭制備過程中，多只針對(duì)單一生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行管控，管控效果較差，滿足不了實(shí)際使用需求，給管控系統(tǒng)的使用帶來了一定的影響，因此提出了一種污泥生物炭制備過程的智能管控系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種污泥生物炭制備過程的智能管控系統(tǒng)，包括：

2、干燥監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，用于在污泥生物炭制備過程的干燥過程中，進(jìn)行干燥監(jiān)測(cè)獲取到干燥相關(guān)信息；

3、破碎監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，用于在干燥后污泥的破碎過程中進(jìn)行破碎監(jiān)測(cè)，獲取到破碎監(jiān)測(cè)相關(guān)信息；

4、碳化監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，用于在破碎后的污泥原料碳化過程中進(jìn)行碳化監(jiān)測(cè)，獲取到碳化相關(guān)信息；

5、碾磨監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，用于在碳化完成的污泥原料碾磨過程中進(jìn)行碾磨監(jiān)測(cè)，獲取到碾磨相關(guān)信息；

6、篩分包裝監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，用于在碾磨完成的污泥原料篩分包裝過程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)獲取到篩分包裝相關(guān)信息；

7、質(zhì)量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，用于對(duì)篩分包裝后的污泥生物炭進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)，獲取到質(zhì)量監(jiān)測(cè)相關(guān)信息；

8、智能管控系統(tǒng)對(duì)干燥相關(guān)信息、破碎監(jiān)測(cè)相關(guān)信息、碳化相關(guān)信息、碾磨相關(guān)信息、篩分包裝相關(guān)信息與質(zhì)量監(jiān)測(cè)相關(guān)信息進(jìn)行處理生成干燥管控信息、破碎管控信息、碳化管控信息、碾磨管控信息、篩分包裝管控信息與質(zhì)量管控信息。

9、所述干燥管控信息根據(jù)用戶選擇的干燥方式不同，其生成的過程也不同，干燥方式包括自然晾干與機(jī)械干燥；

10、當(dāng)用戶選擇的干燥方式為自然晾干時(shí)，干燥管控信息的具體處理過程如下：

11、提取出自然晾干下采集到的干燥相關(guān)信息，此時(shí)干燥信息包括污泥的干燥時(shí)長(zhǎng)、實(shí)時(shí)污泥濕度信息、干燥污泥的實(shí)時(shí)影像信息、環(huán)境濕度信息、環(huán)境粉塵濃度信息與干燥地點(diǎn)天氣信息；

12、對(duì)干燥時(shí)長(zhǎng)信息與實(shí)時(shí)污泥濕度信息進(jìn)行處理，獲取到第一干燥參數(shù)，當(dāng)?shù)谝桓稍飬?shù)異常即生成干燥管控信息；

13、對(duì)干燥污泥的實(shí)時(shí)影像進(jìn)行處理，獲取第二干燥參數(shù)，當(dāng)?shù)诙稍飬?shù)異常時(shí)，即生成干燥管控信息；

14、對(duì)環(huán)境濕度信息進(jìn)行處理獲取到第三干燥參數(shù)，當(dāng)?shù)谌稍飬?shù)異常時(shí)，即生成干燥管控信息；

15、當(dāng)環(huán)境粉塵濃度信息大于預(yù)設(shè)濃度時(shí)，即生成干燥管控信息；

16、當(dāng)干燥地點(diǎn)天氣信息為降雨時(shí)，即生成干燥管控信息；

17、第一干燥參數(shù)的獲取過程與異常判定過程如下：提取出采集到的干燥時(shí)長(zhǎng)信息與實(shí)時(shí)污泥濕度信息，再采集污泥開始干燥時(shí)的濕度，獲取到初始濕度，將初始濕度標(biāo)記為k1，將實(shí)時(shí)污泥濕度信息標(biāo)記為k2，將干燥時(shí)長(zhǎng)信息標(biāo)記為t，通過公式(k1-k2)/t＝kt，獲取到第一干燥參數(shù)，當(dāng)?shù)谝桓稍飬?shù)小于預(yù)設(shè)值時(shí)，即表示其存在異常；

18、第二干燥參數(shù)的獲取過程與異常判定過程如下：提取出采集干燥污泥的實(shí)時(shí)影像，干燥污泥的實(shí)時(shí)影像為污泥放置在設(shè)置的托盤上的晾曬影像信息，托盤的正反兩面設(shè)置的兩個(gè)不同顏色的標(biāo)識(shí)，將標(biāo)識(shí)導(dǎo)入到實(shí)時(shí)影像中，從實(shí)時(shí)影像中采用于晾曬污泥的托盤的表面標(biāo)識(shí)的兩個(gè)不同顏色變化的間隔即獲取到第二干燥參數(shù)，當(dāng)?shù)诙稍飬?shù)大于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)即表示其存在異常；

19、第三干燥參數(shù)的獲取過程如下：提取出采集到的環(huán)境濕度與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)濕度的差值即獲取到第三干燥參數(shù)，即當(dāng)?shù)谌齾?shù)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，即表示其存在異常。

20、進(jìn)一步在于，所述用戶選擇的干燥方式為機(jī)械干燥時(shí)，干燥管控信息的具體處理過程如下：提取出機(jī)械干燥過程下的干燥相關(guān)信息，干燥相關(guān)信息包括干燥良品率信息、干燥設(shè)備狀態(tài)信息與干燥設(shè)備運(yùn)行時(shí)的影像信息；

21、提取出干燥良品率信息，當(dāng)干燥良品率信息小于預(yù)設(shè)值時(shí)，即生成干燥管控信息；

22、提取出干燥設(shè)備狀態(tài)信息，干燥設(shè)備狀態(tài)信息包括干燥設(shè)備的實(shí)時(shí)單位產(chǎn)品量的廢氣排放量與廢水排放量，當(dāng)實(shí)時(shí)單位產(chǎn)品量的廢氣排放量與廢水排放量中任意一個(gè)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，即生成干燥管控信息；

23、提取出干燥設(shè)備運(yùn)行時(shí)的影像信息，對(duì)干燥設(shè)備運(yùn)行時(shí)的影像信息進(jìn)行處理獲取到警示區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量信息，當(dāng)警示區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量大于預(yù)設(shè)值時(shí)，即生成干燥管控信息。

24、警示區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量信息的具體處理過程如下：提取出采集到的干燥設(shè)備運(yùn)行時(shí)的影像信息，從干燥設(shè)備運(yùn)行時(shí)的影像信息提取出干燥設(shè)備的輪廓范圍信息，提取出輪廓范圍信息的中心點(diǎn)，之后以中點(diǎn)為圓心，以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度為半徑繪制圓獲取到警示范圍，之后再從干燥設(shè)備運(yùn)行時(shí)的影像信息中進(jìn)行人體識(shí)別，即獲取到警示區(qū)域內(nèi)的人員數(shù)量信息；

25、干燥良品率信息的具體獲取過程如下：干燥作業(yè)完成后，選取預(yù)設(shè)數(shù)量的污泥塊，之后對(duì)于單個(gè)污泥塊進(jìn)行至少兩個(gè)不同位置的濕度采集，之后計(jì)算出兩個(gè)不同位置的濕度差值，獲取到濕度評(píng)估差，將選取的污泥塊數(shù)量表示為z1，將所有選取的污泥塊中濕度評(píng)估差小于預(yù)設(shè)值的數(shù)量，將其標(biāo)記為z2，再采集該次干燥的污泥塊數(shù)量將其標(biāo)記為e，通過公式z2/z1*e*α＝ze，即獲取到干燥良品率差。

26、進(jìn)一步在于，所述破碎管控信息的具體處理過程如下：提取出采集到的破碎相關(guān)信息，破碎相關(guān)信息包括破碎設(shè)備噪音大小、破碎設(shè)備實(shí)時(shí)單位時(shí)長(zhǎng)破碎量與破碎環(huán)境積塵信息；

27、連續(xù)采集m次破碎設(shè)備噪音大小，當(dāng)m次破碎設(shè)備噪音大小均大于預(yù)設(shè)值時(shí)，即生成破碎管控信息；

28、提取出破碎設(shè)備實(shí)時(shí)單位時(shí)長(zhǎng)破碎量，計(jì)算出其破碎設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)單位破碎料的差值，獲取到破碎評(píng)估差，當(dāng)破碎評(píng)估差大于預(yù)設(shè)值時(shí)，即生成破碎管控信息；

29、提取出采集到的破碎環(huán)境積塵信息，當(dāng)破碎環(huán)境積塵信息異常時(shí)，即生成破碎管控信息。

30、破碎環(huán)境積塵信息的具體處理過程如下：在破碎設(shè)備的兩側(cè)分別設(shè)置a1組、a2組與a3組采集設(shè)備；

31、每組采集設(shè)備對(duì)稱的設(shè)置在破碎設(shè)備的兩側(cè)，其中a3組的設(shè)置距離＞a2組的設(shè)置距離＞a1組的設(shè)置距離；

32、a1組、a2組與a3組采集設(shè)備采集到的單位時(shí)間內(nèi)的積塵量即為破碎環(huán)境積塵信息；

33、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)a1組中兩個(gè)采集設(shè)備的積塵量，當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)a1組中兩個(gè)采集設(shè)備的積塵量中任意一個(gè)大于預(yù)設(shè)值q1時(shí)，即表示其異常；

34、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)a2組中兩個(gè)采集設(shè)備的積塵量，當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)a2組中兩個(gè)采集設(shè)備的積塵量中任意一個(gè)大于預(yù)設(shè)值q2時(shí)，即表示其異常；

35、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)a3組中兩個(gè)采集設(shè)備的積塵量，當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)a3組中兩個(gè)采集設(shè)備的積塵量中任意一個(gè)大于預(yù)設(shè)值q3時(shí)，即表示其異常，q3＜q2＜q1。

36、進(jìn)一步在于，所述碳化管控信息的具體處理過程如下：提取出采集到的碳化相關(guān)信息，碳化相關(guān)信息包括碳化設(shè)備升溫速率、熱解終溫與氮?dú)鈿夥樟髁康拇笮。?/p>

37、對(duì)碳化設(shè)備升溫速率進(jìn)行分析，當(dāng)碳化設(shè)備升溫速率超出預(yù)設(shè)范圍，即生成碳化管控信息；

38、對(duì)熱解終溫進(jìn)行分析，當(dāng)熱解終溫超出預(yù)設(shè)范圍，即生成碳化管控信息；

39、對(duì)氮?dú)鈿夥樟髁窟M(jìn)行分析，當(dāng)?shù)獨(dú)鈿夥樟髁啃∮陬A(yù)設(shè)值時(shí)，即生成碳化管控信息。

40、進(jìn)一步在于，所述碾磨管控信息的具體處理過程如下：提取出采集到碾磨相關(guān)信息，碾磨相關(guān)信息包括碾磨設(shè)備信息與碾磨過程影像信息；

41、碾磨設(shè)備信息包括碾磨設(shè)備內(nèi)部濕度信息與碾磨設(shè)備所處環(huán)境濕度信息；

42、當(dāng)碾磨設(shè)備內(nèi)部濕度信息與碾磨設(shè)備所處環(huán)境濕度信息中任意一個(gè)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，即生成碾磨管控信息；

43、提取出碾磨過程影像信息，對(duì)碾磨過程影像信息進(jìn)行異常行為識(shí)別，當(dāng)識(shí)別出異常行為時(shí)，即生成碾磨管控信息。

44、異常行為識(shí)別的具體過程如下：提取出采集到的碾磨過程影像信息，從碾磨過程影像信息中采集操作人員信息，之后導(dǎo)入防護(hù)裝備特征信息對(duì)操作人員進(jìn)行防護(hù)裝備穿戴識(shí)別，當(dāng)識(shí)別出操作人員未穿戴防護(hù)裝備時(shí)，即表示行為異常；

45、同時(shí)對(duì)碾磨過程影像進(jìn)行分析，當(dāng)識(shí)別出碾磨設(shè)備預(yù)設(shè)范圍內(nèi)除操作人員外的人員時(shí)，即表示行為異常。

46、進(jìn)一步在于，所述篩分包裝管控信息的具體處理如下：提取出采集到的篩分包裝相關(guān)信息，篩分包裝相關(guān)信息包括篩分設(shè)備信息與包裝成品信息；

47、對(duì)篩分設(shè)備信息進(jìn)行處理，獲取到篩分設(shè)備評(píng)估信息，篩分設(shè)備評(píng)估信息包括篩分設(shè)備正常與篩分設(shè)備異常，當(dāng)篩分設(shè)備異常時(shí)，即生成篩分包裝管控信息；

48、對(duì)包裝成品信息進(jìn)行處理，獲取到包裝成品差異參數(shù)，當(dāng)包裝成品差異參數(shù)異常時(shí)，即生成篩分包裝管控信息；

49、對(duì)篩分設(shè)備信息進(jìn)行處理，獲取到篩分設(shè)備評(píng)估信息的具體過程如下：使用篩分設(shè)備對(duì)經(jīng)過碾磨的污泥生物炭進(jìn)行篩分，篩分設(shè)備運(yùn)行前，采集篩分設(shè)備的篩網(wǎng)重量信息，即初始篩網(wǎng)重量信息，之后再采集篩分完成后的篩分設(shè)備的篩網(wǎng)重量，獲取到實(shí)時(shí)篩網(wǎng)重量信息，計(jì)算出實(shí)時(shí)篩網(wǎng)重量信息與初始篩網(wǎng)重量信息獲取到實(shí)時(shí)評(píng)估參數(shù)；

50、連續(xù)采集x次實(shí)時(shí)評(píng)估參數(shù)，當(dāng)x次實(shí)時(shí)評(píng)估參數(shù)的均值大于預(yù)設(shè)值y1時(shí)即生成篩分設(shè)備異常；

51、當(dāng)x次實(shí)時(shí)評(píng)估參數(shù)中任意一個(gè)大于預(yù)設(shè)值y2，即生成篩分設(shè)備異常；

52、除上述狀態(tài)外，均生成篩分設(shè)備正常，y1＜y2。

53、進(jìn)一步在于，所述質(zhì)量管控信息的具體處理過程如下：提取出采集到的質(zhì)量監(jiān)測(cè)相關(guān)信息，質(zhì)量監(jiān)測(cè)相關(guān)信息包括以往制備的污泥生物炭的品質(zhì)級(jí)別信息與當(dāng)前制備的污泥生物炭的品質(zhì)信息；

54、對(duì)以往制備的污泥生物炭的品質(zhì)級(jí)別信息進(jìn)行處理，獲取到歷史污泥生物炭品質(zhì)均值；

55、計(jì)算出當(dāng)前制備的污泥生物炭的品質(zhì)信息與歷史污泥生物炭品質(zhì)均值的差值，獲取質(zhì)量差，當(dāng)質(zhì)量差小于預(yù)設(shè)值時(shí)，即生成質(zhì)量管控信息。

56、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

57、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)污泥生物炭制備過程中的全程化的智能監(jiān)測(cè)，在干燥過程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)于不同干燥方式進(jìn)行不同類型的干燥管控信息生成，來保證干燥質(zhì)量可以確保產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低能耗、保證生產(chǎn)安全并優(yōu)化生產(chǎn)流程；對(duì)破碎過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)管控，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的破碎管控，減少破碎過程中的污染提升破碎品質(zhì)，對(duì)碳化過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)管控，能夠確保碳化效果，碳化是生物炭制備過程中的關(guān)鍵步驟，直接影響生物炭的碳含量、比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)等特性。通過監(jiān)測(cè)管控碳化過程，可以確保碳化反應(yīng)在最佳條件下進(jìn)行，從而獲得性能優(yōu)異的生物炭，提高產(chǎn)品質(zhì)量，碳化過程對(duì)生物炭的質(zhì)量有重要影響。通過監(jiān)測(cè)管控，可以確保生物炭的碳含量、熱值和穩(wěn)定性等關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，從而提高生物炭的整體質(zhì)量，對(duì)碾磨過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)管控，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)碾磨過程中存在的異常，進(jìn)而及時(shí)排出異常，保證碾磨品質(zhì)，從而提升最終獲取到的污泥生物炭的品質(zhì)，對(duì)生物炭制備過程中的篩分和包裝環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)管控，有助于確保產(chǎn)品規(guī)格一致性、提高產(chǎn)品質(zhì)量，綜上，通過對(duì)污泥生物炭制備過程的整體流程進(jìn)行了綜合化的監(jiān)測(cè)管控，能夠更好的提升最終制備的污泥生物炭的品質(zhì)，并且讓整個(gè)制備流程的環(huán)保效果更好。