一种立式压滤机自动控制系统及方法与流程

本发明涉及自动控制，尤其是一种立式压滤机自动控制系统及方法。

背景技术：

1、传统的压滤机操作方式主要是手动操作，这种操作方式效率低下，而且难以实现连续、稳定的过滤操作。为了改善这一状况，人们开始研究压滤机的自动控制系统，随着控制技术、传感器技术、互联网和物联网技术的不断发展，压滤机自动控制系统的智能化、自动化和远程监控能力也不断提高，进一步提高了压滤机的过滤效率和生产效率。

2、例如专利号为cn115671818a的中国发明专利公开了一种板框压滤机智能控制方法及系统，通过采集物料浓度和液位；控制压滤机启停；采集进料流量和进料压力；当进料流量超过正常流量，且进料压力在延时一段时间后无法上升，判断管道或滤板出现泄漏，自动停止进料并报警；计算压滤机所需最长压滤时间，预测含水率；采集滤液浊度和滤液流量；当滤液浊度超出额定浊度判定为漏液；滤液流量与进料流量的差值超出额定值判断为漏液；每次清洗时采集滤布表面图像，通过图像分析自动判断是否进行二次清洗、转入压滤、停机并提示更换滤布；感应定位各滤板位置，并对滤板拉斜自动纠正；建立板框压滤机智能分析和决策模型。但是上述专利技术中至少存在以下问题：压滤机自动控制系统不够成熟，参数变化调整缺乏针对性，不能够根据参数的影响程度优先调整，同时，压滤机会出现因为传感器的故障导致自动控制系统出现错误操作或不稳定的情况，对异常数据的识别不够精确以及发现故障不及时，故障的严重程度没有一定的概念，从而故障诊断维修进度慢，大大影响过滤效果和生产效率。

3、鉴于以上问题，本发明提出一种立式压滤机自动控制系统及方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是通过提出一种立式压滤机自动控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的缺陷。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、提供一种立式压滤机自动控制系统，包括：

4、实时监测单元：用于对压滤机需要控制的数据进行实时地监测；

5、自动控制单元：用于接收处理数据并自动调整各种参数来保持压滤机工作的稳定性；

6、故障诊断单元：用于对不同的故障类型做出相应的告警信号；

7、终端管理单元：用于显示具体的故障点，保存并分析告警记录。

8、作为本发明的一种优选技术方案：所述实时监测单元中压滤机需要控制的参数包括进料的压力和流量、过滤的速度和面积。

9、作为本发明的一种优选技术方案：所述自动控制单元包括：

10、数据处理模块，所述数据处理模块用于对数据进行预处理保证数据的准确性；

11、自动调整模块，所述自动调整模块用于根据进料的特性和过滤的状态自动调整压滤机运行的参数；

12、数据分析模块，所述数据分析模块用于检测分析是否存在异常的数据。

13、作为本发明的一种优选技术方案：所述自动调整模块基于极端随机森林预测算法，所述极端随机森林预测中决策树的构造公式如下：

14、；

15、；

16、其中，ent(d)为压滤机数据的强弱指标；d为当前节点；为当前节点d的数据中第i类压滤机特征数据所占比例，k为特征数据种类数，i=1,2,…,k；为压滤机数据的特征指标，a为属性，v为压滤机特征数据中拥有属性a的个数，v=1,2,…,v。

17、作为本发明的一种优选技术方案：所述数据分析模块的步骤为：

18、确定各个参数的阈值；

19、将参数于各自的阈值进行对比；

20、对不在阈值内的数据判定为异常数据。

21、作为本发明的一种优选技术方案：所述故障诊断单元包括：

22、诊断模块，所述诊断模块用于对数据分析模块判定的异常数据进行分类，确定故障的类型；

23、评价模块，所述评价模块用于对异常数据的识别进行二次判定；

24、告警模块，所述告警模块用于根据故障类型实施对应的告警措施。

25、作为本发明的一种优选技术方案：所述评价模块基于滑动窗口模型，计算窗口内数据的评价指标的公式如下：

26、；

27、其中，为t时刻的模型中异常数据的二次判定值， 为t时刻的模型中异常数据的实际值，h为滑动窗口的窗宽；

28、计算置信上限的公式为：

29、；

30、其中，为压滤机正常运行时的平均绝对误差，s为压滤机正常运行时状态指标的标准差，n为滑窗总数；，其中，为压滤机参与计算的异常数据总数，h为窗宽，q为移动增量。

31、作为本发明的一种优选技术方案：所述故障类型包括潜在故障、显性非危险故障和显性危险故障；显性非危险故障包括滤饼干燥不均匀、滤饼含水量过高、滤布磨损严重；显性危险故障包括漏水、设备损坏、过滤效果差。

32、作为本发明的一种优选技术方案：所述根据故障类型实施对应的告警措施具体方法为：

33、对于潜在故障只做记录不报警，设备正常运行；

34、对于显性非危险故障，设备停止在故障状态但不停机；

35、对于显性危险故障，设备停机并记录。

36、本发明另一方面提供一种立式压滤机自动控制方法，包括如下步骤：

37、s1：对压滤机需要控制的数据进行实时地监测；

38、s2：收集并处理分析监测的数据，自动调整压滤机的运行参数；

39、s3：对分析结果为异常的数据进行相应的告警信号；

40、s4：显示具体故障点，保存并分析告警记录。

41、本发明提供的一种立式压滤机自动控制系统及方法，与现有技术相比，其有益效果有：

42、1、本发明采用极端随机森林预测算法，实时监测压滤机的物料特性和过滤状态，算法会自动根据强弱指标和特征指标对压滤机的监测数据进行判定排序，影响程度大的数据优先调整参数，提高模型的泛化能力，实现智能化控制。

43、2、本发明采用滑动窗口模型，对压滤机的异常数据进行二次判定，增加异常数据的准确度，同时采用计算置信上限作为阈值，避免漏报警和误报警的情况发生，大大提高了模型的准确性。

44、3、本发明对异常数据产生的故障进行了分类，根据每种故障类型做出相应的告警信号，从而维护人员能够更清楚地判断故障的等级，快速地做出处理，也可以发现数据中存在的潜在问题，从而优化数据处理流程，提高数据处理效率。

技术特征：

1.一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：所述实时监测单元（1）中压滤机需要控制的参数包括进料的压力和流量、过滤的速度和面积。

3.根据权利要求1所述的一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：所述自动控制单元（2）包括：

4.根据权利要求3所述的一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：所述自动调整模块（22）基于极端随机森林预测算法，所述极端随机森林预测中决策树的构造公式如下：

5.根据权利要求3所述的一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：所述数据分析模块（23）的步骤为：

6.根据权利要求3所述的一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：所述故障诊断单元（3）包括：

7.根据权利要求6所述的一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：所述评价模块（32）基于滑动窗口模型，计算窗口内数据的评价指标的公式如下：

8.根据权利要求6所述的一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：所述故障类型包括潜在故障、显性非危险故障和显性危险故障；潜在故障包括滤板的破裂、压滤机运行过程中出现噪音、滤液微微浑浊；显性非危险故障包括滤饼干燥不均匀、滤饼含水量过高、滤布磨损严重；显性危险故障包括漏水、设备损坏、过滤效果差。

9.根据权利要求6所述的一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：所述根据故障类型实施对应的告警措施具体方法为：

10.一种立式压滤机自动控制方法，基于权利要求1-9任意一项所述的一种立式压滤机自动控制系统，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及自动控制技术领域，尤其为一种立式压滤机自动控制系统及方法，包括：实时监测单元：用于对压滤机需要控制的数据进行实时地监测；自动控制单元：用于接收处理数据并自动调整各种参数来保持压滤机工作的稳定性；故障诊断单元：用于对不同的故障类型做出相应的告警信号；终端管理单元：用于显示具体的故障点，保存并分析告警记录。本发明采用极端随机森林预测算法，实时监测物料特性和过滤状态，自动调整压滤机的运行参数，同时对压滤机的异常数据进行二次判定，避免漏报警和误报警的情况发生，还对异常数据产生的故障进行了分类，根据故障类型做出相应的告警信号，从而维护人员能够更清楚地判断故障的等级，快速地做出处理。

技术研发人员：李斌,郭学敬,冯玉文,姜毅婕,孙海波
受保护的技术使用者：烟台核信环保设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15