[发明专利]一种基于大数据的除尘设备智能监测分析管理系统

权利要求书

1.一种基于大数据的除尘设备智能监测分析管理系统，其特征在于：包括粉尘浓度检测模块、吸力检测模块、吸力鉴定分析模块、吸力故障评判模块、大数据服务平台、决策引导修复校准模块、集尘量检测模块、动力设备运行采集模块、动力设备故障分析模块、振动修复降尘设备和除尘预测报警模块；

所述粉尘浓度检测模块安装在除尘设备的除尘气体入口和出口处，用于实时检测进、出除尘设备的粉尘浓度，并将检测的实时粉尘浓度发送至大数据服务平台；

所述吸力检测模块安装在除尘设备内的气体入口处，用于实时检测除尘设备在工作过程中的吸力大小，并将检测的吸力大小发送至吸力鉴定分析模块和决策引导修复校准模块；

所述吸力鉴定分析模块用于接收吸力检测模块发送的吸力大小，提取等间隔时间段内的平均吸力ki，i＝1,2,3,...，ki为第i个等间隔时间段内的平均吸力，且将相邻等间隔时间段内的平均吸力进行差值处理，获得平均吸力差值k′i＝ki-k(i-1)，采用吸力衰减模型分析出各等间隔时间段内的吸力衰减系数ui，0＜ui＜1，并将各等间隔时间段内的吸力衰减系数分别发送至吸力故障评判模块和大数据服务平台；

所述吸力衰减模型当i＝1时，k′1＝k1-K₀,经变换，K₀为除尘设备的初始吸力大小，k′i为第i个等间隔时间段内的平均吸力与第i-1个等间隔时间段内的平均吸力间的差值，k′(i+1)和k′(i-1)分别为第i+1个等间隔时间段内的平均吸力与第i个等间隔时间段内的平均吸力间的差值、第i-1个等间隔时间段内的平均吸力与第i-2个等间隔时间段内的平均吸力间的差值，e为自然数；

所述吸力故障评判模块接收各等间隔时间段内的吸力衰减系数，对相邻等间隔时间段内的吸力衰减系数进行分析，获取离散的衰减变动比例系数并对离散的衰减变动比例系数进行拟合，得到衰减变动比例系数函数M＝F(fi)，对衰减变动比例系数函数进行评判分析，以筛选出除尘设备内的故障种类，并将除尘设备内的故障种类以及衰减变动比例系数函数发送至大数据服务平台；

所述吸力故障评判模块通过衰减变动比例系数函数判断除尘设备的故障种类的方法，如下：

W1、判断衰减变动比例系数函数是否为线型函数，若不是线性函数，则表明除尘设备动力故障；

W2、若为线性函数，则判断该线性函数的斜率是否大于0，若斜率大于0，则表明粉尘清理过程存在堵塞故障，反之，则执行步骤W3；

W3、判断斜率是否等于0，若等于0，则表明除尘设备内部的密封性不良；

所述大数据服务平台接收吸力故障评判模块发送的除尘设备内的故障种类以及衰减变动比例系数函数，提取衰减变动比例系数函数所对应的斜率，对衰减变动比例系数函数所对应的斜率以及吸力鉴定分析模块发送的各等间隔时间段内吸力衰减系数进行分析，筛选出除尘设备对应的堵塞故障种类，且大数据服务平台筛选出影响除尘设备吸力衰减的故障种类至决策引导修复校准模块，另外，大数据服务平台接收粉尘浓度检测模块发送的进、出除尘设备内的粉尘浓度，对进、出除尘设备的粉尘浓度进行统计，获得除尘清洁率，并该除尘设备的除尘清洁系数发送至除尘预测报警模块，除尘清洁率N1和N2分别表示为进入除尘设备的粉尘浓度和经除尘设备排出的粉尘浓度；

所述大数据服务平台对堵塞故障中的各堵塞故障种类进行筛选分析，包括以下步骤：

S1、判断各等间隔时间段内吸力衰减系数是否均大于0，若是均大于0，执行步骤S2,若存在一等间隔时间段内吸力衰减系数等于0，则执行步骤S3；

S2、判断除尘设备的吸力大小是否小于设定的吸力下限阈值，若小于设定的吸力下限阈值，则表明除尘设备仅存在除尘滤袋被堵塞的故障，若大于设定的吸力下限阈值，则表明除尘设备暂且不存在除尘滤袋被堵塞或集尘袋集满粉尘的故障；

S3、判断吸力大小是否小于设定的吸力下限阈值，若吸力大小小于吸力下限阈值，则表明同时存在除尘滤袋被堵塞以及集尘袋集满粉尘的故障，若吸力大小大于吸力下限阈值，除尘设备仅存在集尘袋集满粉尘的故障；

所述集尘量检测模块安装在集尘箱内，用于采集集尘箱内累计的粉尘量，并将累计的当前粉尘量与集尘箱额定累计的粉尘量进行对比，以判断集尘箱是否满尘，并将集尘箱是否满尘信息发送至决策引导修复校准模块；

所述动力设备运行采集模块用于采集除尘电机的运行参数信息以及风扇的运行参数，并将除尘电机的运行参数信息以及与除尘电机相连接的风扇的运行参数发送至动力设备故障分析模块，除尘电机的运行参数信息包括电机转速、电机温度，风扇的运行参数包括风扇转速；

所述动力设备故障分析模块用于接收动力设备运行采集模块发送的除尘电机的运行参数以及与除尘电机相连接的风扇的运行参数，提取除尘电机运行参数中的转速，判断电机运行转速是否小于设定的转速或电机温度是否高于设定的温度，若小于设定的转速或电机温度高于设定的温度，则动力设备故障分析模块发送除尘电机故障至决策引导修复校准模块，若电机运行转速正常，判断风扇运行参数中的转速是否等于电机转速，若小于电机转速，则表明风扇与电机存在滑动或脱落问题，则动力设备故障分析模块发送风扇故障至决策引导修复校准模块；

所述决策引导修复校准模块用于获取大数据服务平台筛选出的影响除尘设备吸力衰减的故障种类，并接收集尘量检测模块发送的集尘箱是否满尘信息以及动力设备故障分析模块发送的除尘电机是否故障以及风扇是否故障信息，并将大数据服务平台筛选的故障种类依次与决策引导修复校准模块接收的集尘箱满尘、除尘电机故障以及风扇故障进行对比校准，以对分析筛选出的故障种类与实际检测的故障种类进行双向对比认证，以筛选出除尘设备吸力减小的故障种类，若为检测的集尘箱满尘、除尘电机故障或风扇故障一故障种类，则决策引导修复校准模块发送校准后的该故障种类至除尘预测报警模块，若排除集尘箱满尘、除尘电机故障以及风扇故障后，决策引导修复校准模块发送控制指令至振动修复降尘设备，以对除尘滤袋进行防堵塞处理，若排除除尘滤袋堵塞故障后，吸力检测模块发送的吸力大小未增大，则决策引导修复校准模块发送除尘设备内部的密封性不良故障至除尘预测报警模块；

所述除尘预测报警模块用于接收决策引导修复校准模块发送的校准后的故障种类，并发出报警提示警告，并接收大数据服务平台发送的除尘清洁率，并进行显示；

振动修复降尘设备用于接收决策引导修复校准模块发送的控制指令，对除尘滤袋进行振动除尘，消除除尘滤袋上积攒的粉尘；

所述振动修复降尘设备包括夹持安装座(1)、导向杆(2)、传动丝杆(3)、传动电机(4)和间歇振动机构(5)，夹持安装座(1)端面两相对侧依次固定有导向杆(2)和传动丝杆(3)，传动丝杆(3)通过轴承贯穿夹持安装座(1)与传动电机(4)连接，间歇振动机构(5)安装在传动丝杆(3)和导向杆(2)上，并在传动丝杆(3)的作用下沿导向杆(2)移动；

所述间歇振动机构(5)包括移动固定机构(51)、导向连接块(52)、动力传动机构(53)，移动固定机构(51)由若干弧形柱和连接直柱交替连接而成，弧形柱与连接直柱的连接处设置有限位挡环(511)，两限位挡环(511)上安装有滚动连接环(54)，滚动连接环(54)与连接直柱滑动配合，滚动连接环(54)上铰接有振动连杆(56)，相邻滚动连接环(54)上的振动连杆(56)上固定有滚动筒(57)，其中位于动力传动机构(53)两侧的滚动连接环(54)上固定有从动齿轮(55)，导向连接块(52)和动力传动机构(53)对称固定安装在移动固定机构(51)两侧的弧形柱上，导向连接块(52)上开有与导向杆(2)滑动配合的导向孔，动力传动机构(53)上开有与传动丝杆(3)相配合的螺纹孔。