本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制，尤其涉及煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：：1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，煉廠等重工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中排放的揮發(fā)性有機(jī)化合物(vocs)對(duì)環(huán)境和人體健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。vocs不僅是大氣污染的重要來(lái)源之一，還會(huì)在陽(yáng)光的作用下參與光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧和細(xì)顆粒物(pm2.5)，導(dǎo)致空氣質(zhì)量惡化。因此，如何有效監(jiān)測(cè)和控制vocs的排放，成為了煉廠環(huán)保管理中的一項(xiàng)重要任務(wù)。2、然而，傳統(tǒng)的vocs監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往依賴于少數(shù)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)煉廠區(qū)域的全面覆蓋。此外，數(shù)據(jù)采集過(guò)程中容易受到噪聲和異常值的干擾，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精度和可靠性不足，無(wú)法準(zhǔn)確反映vocs的實(shí)際排放情況，且傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)缺乏智能化算法的支持，不能動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化控制策略，導(dǎo)致系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行中的穩(wěn)定性和持續(xù)改進(jìn)能力有限。技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路1、基于上述目的，本發(fā)明提供了煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。2、煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、vocs源頭定位模塊、智能控制模塊、反饋與優(yōu)化模塊和用戶交互模塊，其中；3、所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊安裝于煉廠的各關(guān)鍵區(qū)域，用于實(shí)時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、風(fēng)速和vocs的濃度；4、所述數(shù)據(jù)處理模塊用于將采集的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和深度分析，包括數(shù)據(jù)清洗單元、異常值檢測(cè)單元和趨勢(shì)分析單元；5、所述源頭定位模塊基于數(shù)據(jù)處理模塊的分析結(jié)果，采用風(fēng)場(chǎng)模型和氣象數(shù)據(jù)，確定vocs的排放源頭，源頭定位模塊包括源頭分析單元和定位算法單元；6、所述智能控制模塊用于根據(jù)源頭定位模塊提供的源頭信息和數(shù)據(jù)處理模塊提供的趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)節(jié)煉廠內(nèi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，以減少vocs排放，智能控制模塊包括控制算法單元和執(zhí)行單元，自動(dòng)生成控制策略并通過(guò)執(zhí)行單元實(shí)施；7、所述反饋與優(yōu)化模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制策略的效果，并根據(jù)效果反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整控制策略，反饋與優(yōu)化模塊包括效果評(píng)估單元和優(yōu)化算法單元，通過(guò)對(duì)控制效果進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)一步優(yōu)化控制措施；8、所述用戶交互模塊包括可視化界面和遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能，用于提供給用戶實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、分析報(bào)告和控制狀態(tài)，支持用戶對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。9、可選的，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊具體包括：10、溫度傳感器：用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煉廠各關(guān)鍵區(qū)域的環(huán)境溫度；11、濕度傳感器：用于監(jiān)測(cè)環(huán)境濕度；12、風(fēng)速傳感器：用于監(jiān)測(cè)煉廠內(nèi)外的風(fēng)速；13、vocs濃度傳感器：用于檢測(cè)空氣中vocs的濃度。14、可選的，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體包括：15、數(shù)據(jù)清洗單元：用于對(duì)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，去除噪聲和無(wú)效數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)清洗采用基于規(guī)則的清洗算法，結(jié)合上下文信息進(jìn)行修正；16、異常值檢測(cè)單元：使用統(tǒng)計(jì)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)數(shù)據(jù)中的異常值進(jìn)行檢測(cè)；17、趨勢(shì)分析單元：用于對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列分析，預(yù)測(cè)vocs濃度變化趨勢(shì)。18、可選的，所述源頭定位模塊具體包括：19、源頭分析單元：結(jié)合數(shù)據(jù)處理模塊的趨勢(shì)分析結(jié)果，分析vocs排放源；20、定位算法單元：使用風(fēng)場(chǎng)模型和氣象數(shù)據(jù)，確定vocs的排放源頭，定位算法采用逆風(fēng)場(chǎng)追蹤算法，算法的基本公式為：21、22、其中，x(t)為源頭位置，x0為初始位置，v(x(t′)，t′)為風(fēng)速矢量。23、可選的，所述智能控制模塊具體包括：24、控制算法單元：根據(jù)源頭定位模塊提供的源頭信息，采用基于模型預(yù)測(cè)控制的算法生成控制策略，模型預(yù)測(cè)控制算法的優(yōu)化目標(biāo)為：25、26、其中，y(t+k|t)為預(yù)測(cè)輸出，yref(t+k)為參考輸出，δu(t+k|t)為控制輸入增量，q和r為權(quán)重矩陣；27、執(zhí)行單元：用于實(shí)施控制策略，自動(dòng)調(diào)節(jié)煉廠內(nèi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，包括調(diào)節(jié)閥門開度、風(fēng)機(jī)速度和加熱器功率。28、可選的，所述反饋與優(yōu)化模塊具體包括：29、效果評(píng)估單元：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制策略的實(shí)施效果，采用基于模糊邏輯的評(píng)估方法，對(duì)控制效果進(jìn)行評(píng)價(jià)；30、優(yōu)化算法單元：根據(jù)效果評(píng)估結(jié)果，采用遺傳算法對(duì)控制策略進(jìn)行優(yōu)化。31、可選的，所述用戶交互模塊具體包括：32、可視化界面：用于展示實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、分析報(bào)告和控制狀態(tài)，界面采用數(shù)據(jù)可視化工具如grafana或tableau構(gòu)建，支持多種圖表類型，包括折線圖、柱狀圖和餅圖；33、遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能：通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，支持用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)行操作，遠(yuǎn)程訪問(wèn)采用https加密協(xié)議，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?4、可選的，所述智能控制模塊進(jìn)一步包括：35、預(yù)警系統(tǒng)：在vocs濃度達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)預(yù)警信號(hào)，預(yù)警信息通過(guò)用戶交互模塊的可視化界面和遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能實(shí)時(shí)通知用戶，預(yù)警閾值的設(shè)置基于環(huán)境法規(guī)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。36、本發(fā)明的有益效果：37、本發(fā)明，環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊集成多種傳感器，如溫度、濕度、風(fēng)速和vocs濃度傳感器，能夠在煉廠的各關(guān)鍵區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)vocs排放的全面、精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)清洗、異常值檢測(cè)和趨勢(shì)分析單元，對(duì)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，有效過(guò)濾噪聲和異常值，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，源頭定位模塊通過(guò)風(fēng)場(chǎng)模型和氣象數(shù)據(jù)精確定位vocs的排放源，結(jié)合智能控制模塊的自動(dòng)控制策略，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煉廠內(nèi)相關(guān)設(shè)備的精準(zhǔn)調(diào)控，有效減少了vocs的排放量，提升了環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)的效率。38、本發(fā)明，采用了反饋與優(yōu)化模塊，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制策略的效果，利用模糊邏輯和遺傳算法對(duì)控制策略進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估和優(yōu)化，使得系統(tǒng)能夠在復(fù)雜的工況下自適應(yīng)調(diào)整，確保vocs控制效果的持續(xù)優(yōu)化，這種自適應(yīng)性和優(yōu)化能力不僅提高了系統(tǒng)的智能化水平，還增強(qiáng)了系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行中的穩(wěn)定性和可靠性，確保煉廠vocs排放控制的持續(xù)改進(jìn)。技術(shù)特征：1.煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于，包括環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、源頭定位模塊、智能控制模塊、反饋與優(yōu)化模塊和用戶交互模塊，其中；2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊具體包括：3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體包括：4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述源頭定位模塊具體包括：5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能控制模塊具體包括：6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋與優(yōu)化模塊具體包括：7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶交互模塊具體包括：8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煉廠vocs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能控制模塊進(jìn)一步包括：技術(shù)總結(jié)本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制
技術(shù)領(lǐng)域：
：，具體涉及煉廠VOCs實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、源頭定位模塊、智能控制模塊、反饋與優(yōu)化模塊和用戶交互模塊，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)采集的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、異常值檢測(cè)和趨勢(shì)分析，源頭定位模塊提供源頭信息，智能控制模塊根據(jù)源頭定位信息和趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果，自動(dòng)生成控制策略，調(diào)節(jié)煉廠內(nèi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，反饋與優(yōu)化模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制策略的效果，并根據(jù)反饋動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制策略。用戶交互模塊提供可視化界面和遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能，本發(fā)明通過(guò)精確監(jiān)測(cè)與智能控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煉廠VOCs排放的高效管理，提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，減少了環(huán)境污染。技術(shù)研發(fā)人員：魏艷艷,楊金生,李強(qiáng),李振清,王憲飛,許培俊,桑維波,張海濤,張長(zhǎng)楊受保護(hù)的技術(shù)使用者：正和集團(tuán)股份有限公司技術(shù)研發(fā)日：技術(shù)公布日：2025/1/9