本發(fā)明涉及煤焦化生產(chǎn)，更具體的說是涉及一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、煤焦化又稱煤炭高溫干餾。以煤為原料，在隔絕空氣條件下，加熱到950℃左右，經(jīng)高溫干餾生產(chǎn)焦炭，同時(shí)獲得煤氣、煤焦油并回收其它化工產(chǎn)品的一種煤轉(zhuǎn)化工藝。為保證焦炭質(zhì)量，選擇煉焦用煤的最基本要求是揮發(fā)分、粘結(jié)性和結(jié)焦性；絕大部分煉焦用煤必須經(jīng)過洗選，以保證盡可能低的灰分、硫分和磷含量。選擇煉焦作煤時(shí)，還必須注意煤在煉焦過程中的膨脹壓力。用低揮發(fā)分煤煉焦，由于其膠質(zhì)體粘度大，容易產(chǎn)生實(shí)高膨脹壓力，會(huì)對(duì)焦?fàn)t砌體造成損害，需要通過配煤煉焦來解決。

2、傳統(tǒng)的煤焦化生產(chǎn)過程中，存在生產(chǎn)效率低、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。隨著科技的發(fā)展，煤焦化生產(chǎn)逐漸向著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。然而，現(xiàn)有的焦化生產(chǎn)控制管理系統(tǒng)大多功能單一，難以實(shí)現(xiàn)全過程的自動(dòng)化控制和智能化管理。

3、因此，如何提供一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)部分所提到的生產(chǎn)效率低、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：焦化生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、焦化控制執(zhí)行模塊、焦化監(jiān)控管理模塊和人機(jī)交互界面；

4、焦化生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程通信單元，傳感器網(wǎng)絡(luò)部署于煤焦化生產(chǎn)線上，實(shí)時(shí)采集煤焦化生產(chǎn)線上的運(yùn)行參數(shù)信息，遠(yuǎn)程通信單元將采集到的煤焦化生產(chǎn)線運(yùn)行參數(shù)信息傳輸至數(shù)據(jù)分析模塊；

5、數(shù)據(jù)分析模塊包括數(shù)據(jù)預(yù)處理單元和數(shù)據(jù)分析算法單元，數(shù)據(jù)預(yù)處理單元接收來自于焦化生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊的煤焦化生產(chǎn)線運(yùn)行參數(shù)信息，并進(jìn)行清洗、去噪、校準(zhǔn)預(yù)處理操作，數(shù)據(jù)分析算法單元基于機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)算法對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，識(shí)別生產(chǎn)過程中的異常狀態(tài)，并且預(yù)測(cè)煤焦化生產(chǎn)線未來運(yùn)行趨勢(shì)，據(jù)此制定焦化生產(chǎn)控制策略；

6、焦化控制執(zhí)行模塊包括自動(dòng)化控制設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，自動(dòng)化控制設(shè)備接收來自數(shù)據(jù)分析模塊制定的焦化生產(chǎn)控制策略，讀取焦化生產(chǎn)控制策略中的焦化控制指令，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)煤焦化生產(chǎn)線上的焦化生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化優(yōu)化控制調(diào)整；

7、焦化監(jiān)控管理模塊包括焦化生產(chǎn)調(diào)度單元、焦化設(shè)備監(jiān)控單元、能耗管理單元和環(huán)保監(jiān)控單元，生產(chǎn)調(diào)度單元根據(jù)焦化生產(chǎn)任務(wù)和焦化生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行焦化生產(chǎn)調(diào)度，焦化設(shè)備監(jiān)控單元對(duì)焦化生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能耗管理單元對(duì)煤焦化生產(chǎn)過程中的能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和優(yōu)化，環(huán)保監(jiān)控單元?jiǎng)t對(duì)焦化生產(chǎn)過程中的排放物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制；

8、人機(jī)交互界面用于顯示煤焦化生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和操作指南，方便操作人員對(duì)整個(gè)焦化生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

9、優(yōu)選的，在上述一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，所述焦化生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊中的傳感器網(wǎng)絡(luò)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器和氣體成分分析儀，并通過zigbee或lora等低功耗無線通信協(xié)議與遠(yuǎn)程通信單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

10、優(yōu)選的，在上述一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)分析模塊中的數(shù)據(jù)預(yù)處理單元還包括數(shù)據(jù)壓縮算法，采用lzw或huffman編碼，減少數(shù)據(jù)傳輸量；同時(shí)，數(shù)據(jù)在傳輸過程中采用aes或rsa加密算法進(jìn)行加密，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

11、優(yōu)選的，在上述一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，所述焦化控制執(zhí)行模塊還包括反饋機(jī)制，該機(jī)制通過pid控制器或模糊控制器算法對(duì)執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以確保焦化控制指令的準(zhǔn)確執(zhí)行，并將執(zhí)行結(jié)果反饋至數(shù)據(jù)分析模塊，使數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)執(zhí)行效果調(diào)整焦化生產(chǎn)控制策略。

12、優(yōu)選的，在上述一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，所述焦化監(jiān)控管理模塊中還設(shè)置報(bào)警單元，報(bào)警單元包括聲音報(bào)警、燈光報(bào)警和短信報(bào)警報(bào)警方式，并在檢測(cè)到異常狀態(tài)或超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)自動(dòng)觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警方式，以提醒操作人員及時(shí)采取措施。

13、優(yōu)選的，在上述一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，所述人機(jī)交互界面還包括遠(yuǎn)程控制功能，允許操作人員在遠(yuǎn)程位置通過web瀏覽器或移動(dòng)app對(duì)煤焦化生產(chǎn)線進(jìn)行控制和調(diào)整，同時(shí)提供實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控功能，以便操作人員能夠直觀地了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況。

14、優(yōu)選的，在上述一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，所述焦化生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、焦化控制執(zhí)行模塊和焦化監(jiān)控管理模塊之間通過高速通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和指令下發(fā)，使得各模塊之間的實(shí)時(shí)通信和協(xié)同工作；高速通信網(wǎng)絡(luò)包括以太網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)如wi-fi和4g/5g。

15、優(yōu)選的，在上述一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，所述焦化控制執(zhí)行模塊采用遺傳算法、粒子群算法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)化算法，對(duì)煤焦化生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化分析，提出包括生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整、設(shè)備調(diào)度優(yōu)化等在內(nèi)的焦化生產(chǎn)控制策略。

16、優(yōu)選的，在上述一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，所述焦化監(jiān)控管理模塊還包括故障診斷模塊，故障診斷模塊采用基于基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障診斷方法，對(duì)煤焦化生產(chǎn)過程中的設(shè)備故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和診斷，提供包括故障類型、故障位置、故障嚴(yán)重程度等在內(nèi)的故障報(bào)警和故障處理建議。

17、優(yōu)選的，在上述一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，所述焦化監(jiān)控管理模塊還包括遠(yuǎn)程維護(hù)單元，遠(yuǎn)程維護(hù)單元包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)試和遠(yuǎn)程升級(jí)功能，允許維護(hù)人員在遠(yuǎn)程位置對(duì)煤焦化生產(chǎn)過程中的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)試和升級(jí)，提高設(shè)備維護(hù)效率和管理水平。

18、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種智能化全自動(dòng)焦化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，通過焦化生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵參數(shù)，數(shù)據(jù)分析模塊基于機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理和分析，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常狀態(tài)，預(yù)測(cè)未來趨勢(shì)，并據(jù)此制定優(yōu)化控制策略。這大大縮短了生產(chǎn)調(diào)整的時(shí)間，提高了生產(chǎn)線的響應(yīng)速度和靈活性，從而顯著提升了生產(chǎn)效率。

19、能耗管理單元對(duì)煤焦化生產(chǎn)過程中的能耗進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析，能夠準(zhǔn)確識(shí)別能耗高的環(huán)節(jié)和時(shí)段，提出針對(duì)性的節(jié)能措施。

20、通過數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析，據(jù)此調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)和控制策略，從而顯著提升產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性。

21、增強(qiáng)設(shè)備可靠性和安全性：焦化設(shè)備設(shè)備監(jiān)控單元對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常情況，并通過故障診斷模塊提供準(zhǔn)確的故障報(bào)警。這大大降低了設(shè)備故障率，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，同時(shí)提高了生產(chǎn)線的安全性和可靠性。

22、實(shí)現(xiàn)環(huán)保合規(guī)：環(huán)保監(jiān)控單元對(duì)生產(chǎn)過程中的排放物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，能夠確保生產(chǎn)過程的環(huán)保合規(guī)性，實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。

23、提高管理水平和決策效率：監(jiān)控管理模塊提供了全面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息，包括生產(chǎn)進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)、能耗情況、產(chǎn)品質(zhì)量等，為管理人員提供了科學(xué)的決策依據(jù)。同時(shí)，人機(jī)交互界面提供了友好的操作界面和遠(yuǎn)程控制功能，使得管理人員能夠隨時(shí)隨地掌握生產(chǎn)情況，提高管理水平和決策效率。