本發(fā)明涉及工業(yè)自動化控制，具體為一種用于工業(yè)廠房地坑設(shè)備的控制裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，地坑設(shè)備廣泛應(yīng)用于各種廠房和生產(chǎn)線中，這些設(shè)備在地下或半地下的環(huán)境中運行，通常承擔著關(guān)鍵的生產(chǎn)任務(wù)，如運輸、加工、動力傳輸?shù)?。由于地坑環(huán)境的特殊性，包括空間封閉、濕度高、溫度變化大，以及潛在的有害氣體積聚等因素，地坑設(shè)備的管理和控制面臨著諸多挑戰(zhàn)。然而，現(xiàn)有的地坑設(shè)備控制系統(tǒng)在應(yīng)對這些復(fù)雜環(huán)境時，仍存在明顯的不足和局限。

2、首先，安全性問題在地坑設(shè)備的運行中尤為突出。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)通常依賴于簡單的物理隔離和人員監(jiān)管方式，缺乏多層次的安全防護機制。在這種背景下，操作區(qū)域的安全性難以得到有效保障，尤其是在人員出入頻繁的情況下，未經(jīng)授權(quán)的人員進入地坑操作區(qū)域的風險增大。這不僅增加了誤操作的可能性，還可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞，甚至引發(fā)嚴重的安全事故?，F(xiàn)有系統(tǒng)缺乏對進入人員的嚴格身份驗證機制，無法有效區(qū)分授權(quán)操作員和未經(jīng)授權(quán)的人員，導(dǎo)致安全管理的難度增加。

3、其次，能效管理問題也困擾著許多工業(yè)廠房。地坑設(shè)備通常處于高負載、高能耗的工作狀態(tài)，而傳統(tǒng)控制系統(tǒng)往往缺乏對能量消耗的有效監(jiān)控和管理能力。由于負載調(diào)節(jié)手段單一，設(shè)備在不同的工作條件下無法靈活調(diào)整負載，導(dǎo)致在高負載情況下能耗居高不下，設(shè)備運行效率低。同時，傳統(tǒng)系統(tǒng)對于設(shè)備運行中產(chǎn)生的廢熱等能量未能充分回收利用，致使大量寶貴的能源被浪費掉，增加了對外部能源的依賴，也導(dǎo)致了廠房整體運營成本的上升，因此針對上述不足和局限，本發(fā)明提出了一種用于工業(yè)廠房地坑設(shè)備的控制裝置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于工業(yè)廠房地坑設(shè)備的控制裝置，解決了工業(yè)廠房地坑設(shè)備在安全防護、能效管理、環(huán)境適應(yīng)性和能源再利用方面不足的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種用于工業(yè)廠房地坑設(shè)備的控制裝置，包括控制裝置，所述控制裝置內(nèi)設(shè)置有智能化地坑設(shè)備管理與能源優(yōu)化系統(tǒng)，其用于綜合管理和優(yōu)化工業(yè)廠房地坑內(nèi)設(shè)備的運行，所述控制裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)連接有傳感器集成模塊，所述地坑通過多個智能閘門分割成多個獨立空間，用于實現(xiàn)區(qū)域隔離和控制，所述地坑內(nèi)設(shè)置有能源回收裝置，用于回收利用多個獨立空間內(nèi)的廢熱。

3、優(yōu)選的，所述能源回收裝置包括多個熱交換器，多個熱交換器分別設(shè)置在多個獨立空間內(nèi)，多個熱交換器連接有循環(huán)管道系統(tǒng)，所述循環(huán)管道系統(tǒng)連接有儲熱罐。

4、優(yōu)選的，所述儲熱罐連接有輸送管道，所述輸送管道連接有熱能再利用裝置，其用于將儲存的熱能轉(zhuǎn)換為可直接使用的形式和廠房供暖。

5、優(yōu)選的，所述智能化地坑設(shè)備管理與能源優(yōu)化系統(tǒng)包括：

6、中央控制模塊，其用于協(xié)調(diào)和管理整個系統(tǒng)的運行，處理傳感器和子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進行決策；

7、安全隔離與身份驗證模塊，其用于確保操作區(qū)域的安全，通過物理隔離和雙重身份驗證防止未經(jīng)授權(quán)的人員操作設(shè)備；

8、多層環(huán)境感知與反饋模塊，其用于實時監(jiān)測地坑內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，將數(shù)據(jù)傳遞給中央控制模塊以調(diào)整設(shè)備運行；

9、智能負載與能源管理模塊，其用于管理設(shè)備的負載分配和能量使用。

10、優(yōu)選的，所述安全隔離與身份驗證模塊包括：

11、智能閘門控制單元，其用于控制智能閘門的開啟和關(guān)閉；

12、物理隔離屏障，其用于實際執(zhí)行區(qū)域隔離；

13、生物識別單元，其用于支持指紋、虹膜或面部識別方式進行身份驗證；

14、動態(tài)密碼驗證器，其用于提供額外的身份驗證手段，要求操作員輸入一次性動態(tài)密碼進行身份確認；

15、訪問日志記錄單元，其用于記錄每次訪問和操作的詳細信息，提供安全審計和追蹤的依據(jù)。

16、優(yōu)選的，所述多層環(huán)境感知與反饋模塊包括：

17、傳感器采集單元，其用于采集傳感器集成模塊檢測到的溫度、環(huán)境濕度、氣體濃度和光線數(shù)據(jù)；

18、數(shù)據(jù)處理與反饋單元，其用于將采集到的數(shù)據(jù)匯總并傳遞給中央控制模塊。

19、優(yōu)選的，所述智能負載與能源管理模塊包括：

20、負載調(diào)節(jié)器單元，其用于實時監(jiān)控并調(diào)整設(shè)備的電力負載；

21、智能電源管理單元，其用于管理電力供應(yīng)，根據(jù)負載需求動態(tài)調(diào)整供電；

22、能源回收控制單元，其用于控制回收設(shè)備運行中的廢熱或其他形式的能量，并將其儲存或再利用；

23、能源儲存單元，其用于儲存通過能源回收單元收集的能量。

24、優(yōu)選的，所述負載調(diào)節(jié)器單元包括動態(tài)負載預(yù)測公式，其用于實時預(yù)測下一時刻的負載需求，并基于此調(diào)節(jié)供電，具體公式如下：lt+1＝α×lt+(1-α)×dt，其中，lt+1是下一時刻的負載預(yù)測值，lt是當前的負載，dt是當前的設(shè)備需求，α是調(diào)節(jié)系數(shù)。

25、優(yōu)選的，所述能源回收控制單元包括熱交換效率優(yōu)化公式，其用于計算并優(yōu)化熱交換器的效率，具體公式如下：

26、其中，η是熱交換效率，qrec是回收的熱量，qtotal是總熱量，m是流體的質(zhì)量流量，c是比熱容，δt是溫差。

27、優(yōu)選的，所述中央控制模塊包括自適應(yīng)調(diào)度處理器，其涉及任務(wù)優(yōu)化級計算公式，其公式為：

28、p＝w1×s+w2×u+w3×t，其中，p是任務(wù)優(yōu)先級，s是緊急性，u是重要性，t是時間需求，w1，w2，w3是對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

29、工作原理：該裝置在使用過程中，首先由中央控制模塊啟動并連接各傳感器集成模塊，開始實時監(jiān)測地坑內(nèi)的環(huán)境參數(shù)。地坑區(qū)域通過智能閘門分割成多個獨立空間，并根據(jù)任務(wù)的需要和安全要求進行區(qū)域隔離和控制。操作人員通過雙重身份驗證進入特定區(qū)域進行操作，未授權(quán)人員無法進入，確保操作安全。

30、在運行過程中，各傳感器實時采集溫度、濕度、氣體濃度等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳遞至中央控制模塊。中央控制模塊根據(jù)這些數(shù)據(jù)，實時調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù)，如調(diào)節(jié)通風系統(tǒng)或負載管理，以確保設(shè)備在最佳環(huán)境條件下運行。

31、同時，設(shè)備運行中產(chǎn)生的廢熱通過能源回收裝置的熱交換器被捕獲，并通過循環(huán)管道傳輸至熱能儲存單元。當廠房需要供熱時，儲存的熱能通過輸送管道傳輸至熱能再利用裝置，將其轉(zhuǎn)換為可直接使用的形式，供廠房使用。

32、在整個運行過程中，中央控制模塊通過自適應(yīng)調(diào)度處理器，根據(jù)任務(wù)的重要性、緊急性和時間需求，動態(tài)優(yōu)化任務(wù)執(zhí)行順序，確保系統(tǒng)高效、安全、節(jié)能地運行。系統(tǒng)中的負載調(diào)節(jié)器則通過預(yù)測下一時刻的負載需求，實時調(diào)整電力分配，避免過載或低效運行。

33、本發(fā)明提供了一種用于工業(yè)廠房地坑設(shè)備的控制裝置。具備以下有益效果：

34、1、本發(fā)明通過多層次安全防護機制，實現(xiàn)了區(qū)域隔離與嚴格的身份驗證，能夠有效防止未經(jīng)授權(quán)的人員進入地坑操作區(qū)域，不僅提高了操作的安全性，也減少了因誤操作或非法進入而導(dǎo)致的設(shè)備損壞或事故發(fā)生的風險，解決了傳統(tǒng)地坑設(shè)備操作中安全防護不嚴密、存在安全隱患的問題。

35、2、本發(fā)明通過智能負載與能源管理模塊，實現(xiàn)了動態(tài)負載調(diào)節(jié)與能源回收，顯著提高了設(shè)備運行的能效，降低了設(shè)備的整體能耗，還減少了對外部能源的依賴，解決了現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備能耗高、資源浪費嚴重的問題。

36、3、本發(fā)明通過多層環(huán)境感知與反饋模塊，實時監(jiān)測并調(diào)整設(shè)備運行環(huán)境，確保設(shè)備在最佳條件下運行，該模塊通過多種傳感器實時監(jiān)測地坑內(nèi)的溫度、濕度、氣體濃度等關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)傳遞給中央控制模塊，根據(jù)環(huán)境變化，系統(tǒng)能夠及時調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù)，該動態(tài)調(diào)整能力顯著降低了設(shè)備的故障率，延長了設(shè)備的使用壽命，解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中由于環(huán)境變化響應(yīng)不及時而導(dǎo)致的設(shè)備運行不穩(wěn)定和故障頻發(fā)的問題。

37、4、本發(fā)明通過能源回收裝置的優(yōu)化設(shè)計，最大化了廢熱的回收與再利用，有效降低了廠房的整體能耗，不僅提升了能源的利用率，還減少了廢熱對環(huán)境的影響，解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中廢熱資源未充分利用、能量浪費嚴重的問題。