一种污泥生物炭制备过程的智能管控系统

本发明涉及管控系统，具体涉及一种污泥生物炭制备过程的智能管控系统。

背景技术：

1、污泥生物炭是指在高温无氧条件下，将污泥等有机废弃物加工成的一种生物质炭材料。这种材料具有更多的孔隙结构和更高的固碳能力，相较于传统炭材料，它在水处理、土壤改良等环保领域具有显著优势；

2、污泥生物炭在制备生产过程中，需要对其进行管控，来保证最终成品的品质，在进行污泥生物炭制备管控过程中，即会使用到管控系统；

3、现有的管控系统，在污泥生物炭制备过程中，多只针对单一生产环境进行管控，管控效果较差，满足不了实际使用需求，给管控系统的使用带来了一定的影响，因此提出了一种污泥生物炭制备过程的智能管控系统。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种污泥生物炭制备过程的智能管控系统，包括：

2、干燥监测子系统，用于在污泥生物炭制备过程的干燥过程中，进行干燥监测获取到干燥相关信息；

3、破碎监测子系统，用于在干燥后污泥的破碎过程中进行破碎监测，获取到破碎监测相关信息；

4、碳化监测子系统，用于在破碎后的污泥原料碳化过程中进行碳化监测，获取到碳化相关信息；

5、碾磨监测子系统，用于在碳化完成的污泥原料碾磨过程中进行碾磨监测，获取到碾磨相关信息；

6、筛分包装监测子系统，用于在碾磨完成的污泥原料筛分包装过程中进行监测获取到筛分包装相关信息；

7、质量监测子系统，用于对筛分包装后的污泥生物炭进行质量监测，获取到质量监测相关信息；

8、智能管控系统对干燥相关信息、破碎监测相关信息、碳化相关信息、碾磨相关信息、筛分包装相关信息与质量监测相关信息进行处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、筛分包装管控信息与质量管控信息。

9、所述干燥管控信息根据用户选择的干燥方式不同，其生成的过程也不同，干燥方式包括自然晾干与机械干燥；

10、当用户选择的干燥方式为自然晾干时，干燥管控信息的具体处理过程如下：

11、提取出自然晾干下采集到的干燥相关信息，此时干燥信息包括污泥的干燥时长、实时污泥湿度信息、干燥污泥的实时影像信息、环境湿度信息、环境粉尘浓度信息与干燥地点天气信息；

12、对干燥时长信息与实时污泥湿度信息进行处理，获取到第一干燥参数，当第一干燥参数异常即生成干燥管控信息；

13、对干燥污泥的实时影像进行处理，获取第二干燥参数，当第二干燥参数异常时，即生成干燥管控信息；

14、对环境湿度信息进行处理获取到第三干燥参数，当第三干燥参数异常时，即生成干燥管控信息；

15、当环境粉尘浓度信息大于预设浓度时，即生成干燥管控信息；

16、当干燥地点天气信息为降雨时，即生成干燥管控信息；

17、第一干燥参数的获取过程与异常判定过程如下：提取出采集到的干燥时长信息与实时污泥湿度信息，再采集污泥开始干燥时的湿度，获取到初始湿度，将初始湿度标记为k1，将实时污泥湿度信息标记为k2，将干燥时长信息标记为t，通过公式(k1-k2)/t＝kt，获取到第一干燥参数，当第一干燥参数小于预设值时，即表示其存在异常；

18、第二干燥参数的获取过程与异常判定过程如下：提取出采集干燥污泥的实时影像，干燥污泥的实时影像为污泥放置在设置的托盘上的晾晒影像信息，托盘的正反两面设置的两个不同颜色的标识，将标识导入到实时影像中，从实时影像中采用于晾晒污泥的托盘的表面标识的两个不同颜色变化的间隔即获取到第二干燥参数，当第二干燥参数大于预设时长即表示其存在异常；

19、第三干燥参数的获取过程如下：提取出采集到的环境湿度与预设标准湿度的差值即获取到第三干燥参数，即当第三参数大于预设值时，即表示其存在异常。

20、进一步在于，所述用户选择的干燥方式为机械干燥时，干燥管控信息的具体处理过程如下：提取出机械干燥过程下的干燥相关信息，干燥相关信息包括干燥良品率信息、干燥设备状态信息与干燥设备运行时的影像信息；

21、提取出干燥良品率信息，当干燥良品率信息小于预设值时，即生成干燥管控信息；

22、提取出干燥设备状态信息，干燥设备状态信息包括干燥设备的实时单位产品量的废气排放量与废水排放量，当实时单位产品量的废气排放量与废水排放量中任意一个大于预设值时，即生成干燥管控信息；

23、提取出干燥设备运行时的影像信息，对干燥设备运行时的影像信息进行处理获取到警示区域内人员数量信息，当警示区域内人员数量大于预设值时，即生成干燥管控信息。

24、警示区域内人员数量信息的具体处理过程如下：提取出采集到的干燥设备运行时的影像信息，从干燥设备运行时的影像信息提取出干燥设备的轮廓范围信息，提取出轮廓范围信息的中心点，之后以中点为圆心，以预设长度为半径绘制圆获取到警示范围，之后再从干燥设备运行时的影像信息中进行人体识别，即获取到警示区域内的人员数量信息；

25、干燥良品率信息的具体获取过程如下：干燥作业完成后，选取预设数量的污泥块，之后对于单个污泥块进行至少两个不同位置的湿度采集，之后计算出两个不同位置的湿度差值，获取到湿度评估差，将选取的污泥块数量表示为z1，将所有选取的污泥块中湿度评估差小于预设值的数量，将其标记为z2，再采集该次干燥的污泥块数量将其标记为e，通过公式z2/z1*e*α＝ze，即获取到干燥良品率差。

26、进一步在于，所述破碎管控信息的具体处理过程如下：提取出采集到的破碎相关信息，破碎相关信息包括破碎设备噪音大小、破碎设备实时单位时长破碎量与破碎环境积尘信息；

27、连续采集m次破碎设备噪音大小，当m次破碎设备噪音大小均大于预设值时，即生成破碎管控信息；

28、提取出破碎设备实时单位时长破碎量，计算出其破碎设备的标准单位破碎料的差值，获取到破碎评估差，当破碎评估差大于预设值时，即生成破碎管控信息；

29、提取出采集到的破碎环境积尘信息，当破碎环境积尘信息异常时，即生成破碎管控信息。

30、破碎环境积尘信息的具体处理过程如下：在破碎设备的两侧分别设置a1组、a2组与a3组采集设备；

31、每组采集设备对称的设置在破碎设备的两侧，其中a3组的设置距离＞a2组的设置距离＞a1组的设置距离；

32、a1组、a2组与a3组采集设备采集到的单位时间内的积尘量即为破碎环境积尘信息；

33、实时监测a1组中两个采集设备的积尘量，当单位时间内a1组中两个采集设备的积尘量中任意一个大于预设值q1时，即表示其异常；

34、实时监测a2组中两个采集设备的积尘量，当单位时间内a2组中两个采集设备的积尘量中任意一个大于预设值q2时，即表示其异常；

35、实时监测a3组中两个采集设备的积尘量，当单位时间内a3组中两个采集设备的积尘量中任意一个大于预设值q3时，即表示其异常，q3＜q2＜q1。

36、进一步在于，所述碳化管控信息的具体处理过程如下：提取出采集到的碳化相关信息，碳化相关信息包括碳化设备升温速率、热解终温与氮气气氛流量的大小；

37、对碳化设备升温速率进行分析，当碳化设备升温速率超出预设范围，即生成碳化管控信息；

38、对热解终温进行分析，当热解终温超出预设范围，即生成碳化管控信息；

39、对氮气气氛流量进行分析，当氮气气氛流量小于预设值时，即生成碳化管控信息。

40、进一步在于，所述碾磨管控信息的具体处理过程如下：提取出采集到碾磨相关信息，碾磨相关信息包括碾磨设备信息与碾磨过程影像信息；

41、碾磨设备信息包括碾磨设备内部湿度信息与碾磨设备所处环境湿度信息；

42、当碾磨设备内部湿度信息与碾磨设备所处环境湿度信息中任意一个大于预设值时，即生成碾磨管控信息；

43、提取出碾磨过程影像信息，对碾磨过程影像信息进行异常行为识别，当识别出异常行为时，即生成碾磨管控信息。

44、异常行为识别的具体过程如下：提取出采集到的碾磨过程影像信息，从碾磨过程影像信息中采集操作人员信息，之后导入防护装备特征信息对操作人员进行防护装备穿戴识别，当识别出操作人员未穿戴防护装备时，即表示行为异常；

45、同时对碾磨过程影像进行分析，当识别出碾磨设备预设范围内除操作人员外的人员时，即表示行为异常。

46、进一步在于，所述筛分包装管控信息的具体处理如下：提取出采集到的筛分包装相关信息，筛分包装相关信息包括筛分设备信息与包装成品信息；

47、对筛分设备信息进行处理，获取到筛分设备评估信息，筛分设备评估信息包括筛分设备正常与筛分设备异常，当筛分设备异常时，即生成筛分包装管控信息；

48、对包装成品信息进行处理，获取到包装成品差异参数，当包装成品差异参数异常时，即生成筛分包装管控信息；

49、对筛分设备信息进行处理，获取到筛分设备评估信息的具体过程如下：使用筛分设备对经过碾磨的污泥生物炭进行筛分，筛分设备运行前，采集筛分设备的筛网重量信息，即初始筛网重量信息，之后再采集筛分完成后的筛分设备的筛网重量，获取到实时筛网重量信息，计算出实时筛网重量信息与初始筛网重量信息获取到实时评估参数；

50、连续采集x次实时评估参数，当x次实时评估参数的均值大于预设值y1时即生成筛分设备异常；

51、当x次实时评估参数中任意一个大于预设值y2，即生成筛分设备异常；

52、除上述状态外，均生成筛分设备正常，y1＜y2。

53、进一步在于，所述质量管控信息的具体处理过程如下：提取出采集到的质量监测相关信息，质量监测相关信息包括以往制备的污泥生物炭的品质级别信息与当前制备的污泥生物炭的品质信息；

54、对以往制备的污泥生物炭的品质级别信息进行处理，获取到历史污泥生物炭品质均值；

55、计算出当前制备的污泥生物炭的品质信息与历史污泥生物炭品质均值的差值，获取质量差，当质量差小于预设值时，即生成质量管控信息。

56、本发明的有益效果体现在：

57、本发明实现了对污泥生物炭制备过程中的全程化的智能监测，在干燥过程中进行监测，对于不同干燥方式进行不同类型的干燥管控信息生成，来保证干燥质量可以确保产品质量、提高生产效率、降低能耗、保证生产安全并优化生产流程；对破碎过程进行监测管控，能够实现更好的破碎管控，减少破碎过程中的污染提升破碎品质，对碳化过程进行监测管控，能够确保碳化效果，碳化是生物炭制备过程中的关键步骤，直接影响生物炭的碳含量、比表面积和孔隙结构等特性。通过监测管控碳化过程，可以确保碳化反应在最佳条件下进行，从而获得性能优异的生物炭，提高产品质量，碳化过程对生物炭的质量有重要影响。通过监测管控，可以确保生物炭的碳含量、热值和稳定性等关键指标达到预设标准，从而提高生物炭的整体质量，对碾磨过程进行监测管控，能够及时的发现碾磨过程中存在的异常，进而及时排出异常，保证碾磨品质，从而提升最终获取到的污泥生物炭的品质，对生物炭制备过程中的筛分和包装环节进行监测管控，有助于确保产品规格一致性、提高产品质量，综上，通过对污泥生物炭制备过程的整体流程进行了综合化的监测管控，能够更好的提升最终制备的污泥生物炭的品质，并且让整个制备流程的环保效果更好。