本發(fā)明涉及制氮設(shè)備運(yùn)行管控，更具體地說，涉及基于實時數(shù)據(jù)分析的制氮設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、制氮設(shè)備是采用分子篩吸附法、膜分離法和深冷空氣分離法等技術(shù)從大氣中提取高純度的氮氣，其中采用分子篩吸附法的變壓吸附制氮設(shè)備處理過程包括：壓縮空氣首先預(yù)處理去除水分和油分，然后進(jìn)入裝有分子篩的吸附塔，在一定壓力下，氧氣、二氧化碳和水蒸氣被吸附，而氮氣因分子較大無法進(jìn)入微孔而被分離出來。

2、目前，傳統(tǒng)的制氮設(shè)備在運(yùn)行過程中，缺少有效的實時工況監(jiān)測管控系統(tǒng)，無法對制氮設(shè)備實時的制氮效果進(jìn)行監(jiān)測反饋，往往都是后期對氮氣成品質(zhì)量進(jìn)行判斷，不能在對氮氣成品質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測判斷的同時，對制氮設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管，并在出現(xiàn)運(yùn)行異常時及時找出影響因素并及時反饋以及有效調(diào)控，無法保證高品質(zhì)的制氮成果。

3、為此，我們針對上述問題提出基于實時數(shù)據(jù)分析的制氮設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有實際問題，相比現(xiàn)有技術(shù)提供基于實時數(shù)據(jù)分析的制氮設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)，是通過成品質(zhì)量檢測模塊對制氮設(shè)備的氣體流通信息進(jìn)行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測并獲得成品氮氣純度系數(shù)，據(jù)此對成品氮氣質(zhì)量是否合格進(jìn)行判定，當(dāng)監(jiān)管反饋模塊接收到成品不合格信號時，通過設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管模塊、環(huán)境監(jiān)管模塊分別獲取運(yùn)行工況數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)行工況數(shù)據(jù)分析獲得多種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號，根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)分析獲得多種環(huán)境狀態(tài)信號，以此作為影響制氮設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否滿足要求的判定因素，并根據(jù)判定因素及時反饋以及有效調(diào)控制氮設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工作參數(shù)，確保設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：基于實時數(shù)據(jù)分析的制氮設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)，包括設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管模塊、環(huán)境監(jiān)管模塊、成品質(zhì)量檢測模塊、監(jiān)管反饋模塊、預(yù)警調(diào)控模塊；

3、所述成品質(zhì)量檢測模塊用于采集制氮設(shè)備的氣體流通信息，根據(jù)氣體流通信息生成成品氮氣純度系數(shù)，根據(jù)成品氮氣純度系數(shù)對成品氮氣質(zhì)量進(jìn)行判定，生成成品合格信號以及成品不合格信號，并將成品不合格信號發(fā)送至監(jiān)管反饋模塊；

4、所述設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管模塊用于采集制氮設(shè)備的運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，通過對運(yùn)行工況數(shù)據(jù)分析生成設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號，并將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號發(fā)送至監(jiān)管反饋單元；

5、所述環(huán)境監(jiān)管模塊用于采集制氮設(shè)備所處環(huán)境的環(huán)境數(shù)據(jù)，通過對環(huán)境數(shù)據(jù)分析生成環(huán)境狀態(tài)信號，并將環(huán)境狀態(tài)信號發(fā)送至監(jiān)管反饋單元；

6、所述監(jiān)管反饋單元在接收到成品不合格信號后，通過設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管模塊獲取到設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號，通過環(huán)境監(jiān)管模塊獲取到環(huán)境狀態(tài)信號，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號、環(huán)境狀態(tài)信號綜合對制氮設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否滿足要求進(jìn)行判定。

7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述成品質(zhì)量檢測模塊對制氮設(shè)備的氣體流通信息進(jìn)行采集并生成成品氮氣純度系數(shù)的過程包括：在一個運(yùn)行監(jiān)測周期內(nèi)以預(yù)設(shè)時間段對氣體進(jìn)口信息、氣體出口信息進(jìn)行采集，氣體進(jìn)口信息包括排入氣體中的入口含水率、入口含氧率以及入口含二氧化碳率，氣體出口信息包括排出氣體中的出口含水率、出口含氧率以及出口含二氧化碳率；

8、將出口含水率、出口含氧率以及出口含二氧化碳率進(jìn)行求和計算，獲得出口氮氣中的雜質(zhì)存留率，以預(yù)設(shè)的采集間隔獲得運(yùn)行監(jiān)測周期內(nèi)的多個雜質(zhì)存留率，將所有雜質(zhì)存留率進(jìn)行均值計算，得到雜質(zhì)平均存留率，標(biāo)記為zc；

9、將入口含水率與出口含水率、入口含氧率與出口含氧率、入口含二氧化碳率與出口含二氧化碳率分別進(jìn)行差值計算，并分別標(biāo)記為水蒸氣去除率w、氧氣去除率o以及二氧化碳去除率c，將水蒸氣去除率w、氧氣去除率o以及二氧化碳去除率c求和計算，獲得雜質(zhì)有效去除率，同樣以預(yù)設(shè)的采集間隔獲得運(yùn)行監(jiān)測周期內(nèi)的多個雜質(zhì)有效去除率，將所有雜質(zhì)有效去除率進(jìn)行均值計算，得到雜質(zhì)平均有效去除率，標(biāo)記為zy；

10、根據(jù)雜質(zhì)平均存留率、雜質(zhì)平均有效去除率，通過公式分析生成成品氮氣純度系數(shù)dzx，其中a1、a2分別表示雜質(zhì)平均有效去除率、雜質(zhì)平均存留率的比例系數(shù)。

11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述成品質(zhì)量檢測模塊根據(jù)成品氮氣純度系數(shù)對成品氮氣質(zhì)量進(jìn)行判定的過程包括：將成品氮氣純度系數(shù)與預(yù)設(shè)成品氮氣純度系數(shù)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)成品氮氣純度系數(shù)大于等于預(yù)設(shè)成品氮氣純度系數(shù)閾值時，生成成品合格信號，當(dāng)成品氮氣純度系數(shù)小于預(yù)設(shè)成品氮氣純度系數(shù)閾值時，生成成品不合格信號。

12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管模塊對運(yùn)行工況數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析的過程包括：在一個運(yùn)行監(jiān)測周期內(nèi)以預(yù)設(shè)時間段采集制氮設(shè)備入口通氣壓力、出口通氣壓力以及入口通氣量和出口通氣量；

13、將入口通氣壓力與出口通氣壓力差值計算，得到壓力差值，將壓力差值與預(yù)設(shè)壓力差閾值進(jìn)行比較，當(dāng)壓力差值大于預(yù)設(shè)壓力差閾值時，將該監(jiān)測點標(biāo)記為異常監(jiān)測點，將所有異常監(jiān)測點所獲得的壓力差值與預(yù)設(shè)壓力差閾值進(jìn)行差值計算后求和，再與總異常監(jiān)測點個數(shù)進(jìn)行比值計算得到壓力異常系數(shù)，標(biāo)記為py，當(dāng)壓力異常系數(shù)大于等于預(yù)設(shè)壓力異常系數(shù)閾值時，生成設(shè)備壓力異常信號，反之，生成設(shè)備壓力正常信號。

14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管模塊將入口通氣量和出口通氣量進(jìn)行差值計算，得到通量差值，將通量差值與預(yù)設(shè)通量差值閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所有監(jiān)測點所獲取的通量差值均大于等于預(yù)設(shè)通量差值閾值時，生成設(shè)備通量正常信號，當(dāng)通量差值小于預(yù)設(shè)通量差值閾值時，將該監(jiān)測點標(biāo)記為異常監(jiān)測點，將異常監(jiān)測次數(shù)總和與總監(jiān)測次數(shù)之比標(biāo)記為通量異常系數(shù)，當(dāng)通量異常系數(shù)小于預(yù)設(shè)通量異常系數(shù)時，生成設(shè)備通量二級異常信號，當(dāng)通量異常系數(shù)大于等于預(yù)設(shè)通量異常系數(shù)時，生成設(shè)備通量一級異常信號；

15、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管模塊將設(shè)備壓力異常信號、設(shè)備壓力正常信號以及設(shè)備通量正常信號、設(shè)備通量一級異常信號、設(shè)備通量二級異常信號作為運(yùn)行狀態(tài)信號發(fā)送至監(jiān)管反饋單元。

16、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述環(huán)境監(jiān)管模塊對環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析的過程包括：在一個運(yùn)行監(jiān)測周期內(nèi)以預(yù)設(shè)時間段采集制氮設(shè)備所處環(huán)境的溫度值，以采集時間t為x軸，以實時溫度值為y軸創(chuàng)建直角坐標(biāo)系，在直角坐標(biāo)系中通過描點的方式繪制溫度變化曲線；

17、將存儲的預(yù)設(shè)溫度閾值區(qū)間的兩個邊緣值標(biāo)記在y軸上作為最大預(yù)設(shè)溫度值和最小預(yù)設(shè)溫度值，從最大預(yù)設(shè)溫度值和最小預(yù)設(shè)溫度值分別沿水平方向做與x軸水平設(shè)置的預(yù)設(shè)直線，通過預(yù)設(shè)直線與溫度變化曲線交叉情況來判定制氮設(shè)備所處環(huán)境的溫度值是否滿足要求，并根據(jù)判定結(jié)果分別生成溫度穩(wěn)定信號、溫度過高異常信號、溫度過低異常信號；

18、環(huán)境監(jiān)管模塊將溫度穩(wěn)定信號、溫度過高異常信號、溫度過低異常信號作為環(huán)境狀態(tài)信號發(fā)送至監(jiān)管反饋單元。

19、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述監(jiān)管反饋單元在接收到成品不合格信號后，當(dāng)獲得設(shè)備壓力異常信號和設(shè)備通量二級異常信號、設(shè)備通量一級異常信號任一異常信號時，生成設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險信號，判定當(dāng)前制氮設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不滿足要求，反之，生成設(shè)備運(yùn)行正常信號，判定當(dāng)前制氮設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)滿足要求。

20、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

21、(1)本方案是通過成品質(zhì)量檢測模塊對制氮設(shè)備的氣體流通信息進(jìn)行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測并獲得成品氮氣純度系數(shù)，據(jù)此對成品氮氣質(zhì)量是否合格進(jìn)行判定，當(dāng)監(jiān)管反饋模塊接收到成品不合格信號時，通過設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管模塊獲取運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，通過環(huán)境監(jiān)管模塊獲取制氮設(shè)備所處環(huán)境的環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)行工況數(shù)據(jù)分析獲得多種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號，以及根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)分析獲得多種環(huán)境狀態(tài)信號，以此作為影響制氮設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否滿足要求的判定因素，并根據(jù)判定因素及時反饋以及有效調(diào)控制氮設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工作參數(shù)，確保設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行。

22、(2)本方案還通過設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管模塊對制氮設(shè)備的運(yùn)行工況數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，從制氮設(shè)備通氣壓力以及通氣量兩個方向分析，當(dāng)根據(jù)制氮設(shè)備入口、出口通氣壓力所生成的壓力異常系數(shù)大于等于預(yù)設(shè)壓力異常系數(shù)閾值時，則表明入口、出口壓力差值過大，壓力波動過大，通過入口、出口壓力，平衡壓力波動，確保設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

23、(3)本方案還通過環(huán)境監(jiān)管模塊對制氮設(shè)備所處環(huán)境的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過繪制溫度變化曲線，將預(yù)設(shè)溫度閾值區(qū)間最大值、最小值標(biāo)記在y軸上并做水平預(yù)設(shè)直線，根據(jù)溫度變化曲線與兩條預(yù)設(shè)直線之間的關(guān)系，來對環(huán)境溫度是否滿足要求進(jìn)行判定，并根據(jù)不同判定結(jié)果來對環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證環(huán)境溫度數(shù)據(jù)位置在最優(yōu)溫度區(qū)間，提高制氮效率。