一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统的制作方法

本发明涉及无人值守螺旋卸船机领域，具体的涉及一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统。

背景技术：

1、螺旋卸船机作为港口散货装卸的重要设备，其运行效率直接关系到港口的吞吐能力和生产效益。然而，在实际作业过程中，由于物料性质、天气条件等多种因素的影响，螺旋卸船机常出现堵料现象，这不仅会导致设备损坏，还会严重影响生产效率。传统的堵料检测方式主要依赖于人工巡检，存在响应速度慢、检测精度低等问题。因此，开发一种能够自动检测并预警堵料的系统显得尤为重要。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明提供了一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，该系统通过集成物料流量检测模块、压力检测模块、振动检测模块、控制系统及预警模块，实现了对螺旋卸船机堵料的实时监测与预警，其特征在于包括以下模块：

2、物料流量检测模块，采用至少一个高精度流量计，安装在螺旋卸船机的进料斗处，通过传感器实时监测物料的流量。当物料流量低于预设阈值时，触发堵料预警。

3、该模块采用高精度超声波流量计或电磁流量计，或二者组合使用，安装于螺旋卸船机的进料斗处；传感器通过非接触式或直接接触式方式实时监测物料的流速和体积，具备±0.5%fs的精确度，并设定每秒至少10次的采样频率，确保数据实时且精确；声波流量计或电磁流量计的安装位置经过精确计算，以确保其测量区域能够覆盖螺旋卸船机的关键物料流动路径；同时，流量计配备自动校准功能，以应对因长期使用或环境因素导致的测量误差。

4、压力检测模块，采用至少一个压力传感器；安装在螺旋卸船机的螺旋叶片轴上，通过传感器实时监测螺旋叶片轴的压力变化；当压力异常升高时，表明物料在螺旋叶片上堆积，可能导致堵料，此时触发堵料预警。

5、该模块选用压阻式压力传感器和压电式压力传感器中的一种或组合使用，安装于螺旋叶片轴上；传感器具有±1%fs的精确度，响应时间达到毫秒级，能够迅速捕捉到因物料堆积导致的压力变化；通过连续监测螺旋叶片轴的压力数据，分析压力变化趋势，判断是否存在堵料风险；压力传感器应安装在螺旋叶片轴的受力集中点，以确保能够准确捕捉到压力变化，同时，传感器具备过载保护功能，以防止因极端压力情况导致的损坏；本模块还引入了多点压力检测技术；通过在螺旋叶片轴上布置多个压力传感器，系统能够同时获取多个位置的压力数据，进而构建出压力分布图，这有助于更准确地判断堵料发生的具体位置和程度，为后续的应急处理提供更为详细的依据。

6、振动检测模块，采用至少一个振动传感器，安装在螺旋卸船机的关键部位，如螺旋叶片、轴承等；当设备出现堵料时，这些部位的振动会发生变化，振动检测模块通过实时监测这些部位的振动情况，判断是否出现堵料，并触发预警。

7、振动检测模块采用加速度传感器和位移传感器中的一种或组合使用，安装于螺旋叶片、轴承等关键部位；传感器具有±5%的振幅测量误差，覆盖0-10khz的频率范围，能够全面监测设备振动状态；通过分析振动频谱特征，识别因堵料引起的异常振动模式，在螺旋卸船机的多个关键振动部位安装传感器，形成振动监测网络，通过数据分析，对多个传感器的振动数据进行融合处理，以提高堵料检测的准确性。

8、控制系统，采用实时操作系统，接收来自物料流量检测装置、压力检测装置和振动检测装置的信号，对信号进行分析处理，判断是否出现堵料情况；当判断为堵料时，控制系统将自动启动应急处理程序，如暂停设备运行、调整螺旋叶片转速等，以减少堵料对设备造成的损害。

9、控制系统控制系统内置高性能的数据处理单元，采用先进的算法对接收到的数据进行快速处理与分析；这些算法包括但不限于信号处理、特征提取、模式识别等，旨在从复杂的数据中提取出与堵料相关的关键信息；基于预设的控制逻辑，控制系统能够自动判断当前设备状态，如正常运行、轻微堵料风险、严重堵料等，并据此发出相应的控制指令；这些指令可能包括调整螺旋叶片转速、启动反吹装置、暂停设备运行等，以应对不同的堵料情况；为了方便操作人员监控设备状态和控制系统运行，控制系统还配备了直观的人机交互界面；该界面能够实时显示设备运行状态、检测数据、预警信息等，并提供操作按钮和菜单供操作人员使用；控制系统支持远程通信功能，能够与远程监控中心进行数据传输和指令交换；这使得操作人员可以在远离设备现场的地方实时监控设备状态，并在必要时进行远程控制和干预；还配备冗余设计，包括硬件冗余和软件冗余，以提高系统的可靠性和稳定性；在关键部件或软件模块出现故障时，系统能够自动切换到备用部件或模块，确保堵料检测与预警功能的连续性。

10、预警模块，采用至少一组声光报警装置和无线通信单元，当控制系统判断出现堵料情况时，预警模块将发出声光报警信号，通知工作人员及时进行处理；同时，预警模块还将自动将堵料信息发送至远程监控中心，以便工作人员进行远程监控和处理。

11、预警模块支持多种预警信号类型，包括声光报警、短信通知、邮件提醒等；这些信号类型可以根据实际需求进行选择和配置，以确保预警信息的及时传达和接收；为了准确判断堵料风险，预警模块需要设置合理的预警阈值；这些阈值可以根据设备的运行特性、物料性质、历史数据等因素进行设定，并通过实验验证和现场调试进行优化；预警模块内置预警逻辑，用于判断接收到的检测数据是否达到预警阈值；一旦数据超过阈值，预警模块将立即触发预警机制，发出相应的预警信号；为了方便后续分析和处理，预警模块还具备预警记录与查询功能；所有发出的预警信号及其相关信息都将被记录在系统中，供操作人员随时查询和参考。

12、本发明的无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统的工作流程包括实时监测、数据分析、堵料判断、应急处理及预警通知等步骤；通过该流程，系统能够实现对螺旋卸船机堵料的全方位、实时监测与预警，有效提高了设备运行的安全性和效率；同时，该系统的自动化程度高，减少了人工干预和巡检频次，降低了人力成本，提高了港口作业的智能化水平。

13、本发明具有以下有益效果：通过集成多种高精度传感器和智能控制算法，实现对螺旋卸船机堵料情况的实时监测与精准判断，提高预警的准确性；系统具备快速响应和自动执行应急处理程序的能力，能够在堵料情况发生时迅速采取措施，减少设备损害和生产中断的风险；通过实时监测和预警，及时发现并解决堵料问题，避免生产中断，提高港区作业的效率；预防性维护和及时响应机制有助于减少因堵料导致的设备损坏和维修成本，降低整体维护成本；通过实时监测和及时预警，降低因堵料引发的安全事故风险，保障港区作业人员的安全。

技术特征：

1.一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，其特征在于包括以下模块：

2.根据权利要求1所述的一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，其特征在于：所述物料流量检测模块中的高精度流量计选用高精度超声波流量计和电磁流量计中的一种或多种，传感器具有±0.5%fs的精确度，且采样频率设定为每秒至少10次，用于实时监测物料的流量。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，其特征在于：所述压力检测模块中的压力传感器选用压阻式压力传感器和压电式压力传感器中的一种或多种，传感器具有±1%fs的精确度，响应时间达到毫秒级，用于实时监测螺旋叶片轴的压力变化。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，其特征在于：所述振动检测模块中的振动传感器选用加速度传感器和位移传感器的一种或多种，传感器具有±5%的振幅测量误差，并能在0-10khz的频率范围内进行监测，用于实时监测这些部位的振动情况。

5.根据权利要求1所述的一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，其特征在于：所述控制系统中的应急处理程序还包括但不限于调整卸船机的工作模式、启动备用设备或自动呼叫维修人员等措施，以确保设备安全并减少堵料对生产的影响。

6.根据权利要求1所述的一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，其特征在于：所述控制系统还包括数据分析单元和用户界面，数据分析单元用于对接收到的堵料信息进行分析和处理，用户界面用于显示堵料信息和分析结果，并提供远程操作和控制螺旋卸船机的功能。

7.根据权利要求1所述的一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，其特征在于：所述报警模块中的无线通信单元支持多种通信协议，确保数据传输的稳定性和可靠性，且具有至少100米的无线通信距离。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，其工作流程包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种无人值守螺旋卸船机堵料检测预警系统，具体包括以下模块，物料流量检测模块，采用至少一个高精度流量计，安装在螺旋卸船机的进料斗处，通过传感器实时监测物料的流量；压力检测模块，采用至少一个压力传感器；安装在螺旋卸船机的螺旋叶片轴上，通过传感器实时监测螺旋叶片轴的压力变化；振动检测模块，采用至少一个振动传感器，安装在螺旋卸船机的关键部位；控制系统，采用实时操作系统，接收来自物料流量检测装置、压力检测装置和振动检测装置的信号；预警模块，采用至少一组声光报警装置和无线通信单元，当控制系统判断出现堵料情况时发送警报。本发明解决了传统的堵料检测方式依赖人工巡检，存在响应速度慢、检测精度低的问题。技术研发人员：龚孜诣,魏桢明,房昱辰,吴东翰,王仁安,朱淑勇,阮航瀚,秦利敏,董凌云受保护的技术使用者：华能国际电力股份有限公司上海石洞口第二电厂技术研发日：技术公布日：2024/11/14