本发明涉及反应釜温度监测系统,特别涉及基于远程管理的反应釜温度监测系统。
背景技术:
1、反应釜在医药制备、材料合成、食品工业和石油化工上有广泛的应用。在反应釜需要操作人员观测温度。由于反应釜进行高温反应或者低温反应,容易对附件的操作人员造成热伤害。同时,反应釜每隔一段时间需要人工加料,在打开反应釜的时候,有反应气体从反应釜加料口排除,对操作人员造成危害。因此,对反应釜加料以及反应的时候需要进行远程温度监测和管理。
2、现有技术cn202220713092提供一种用于反应釜的温度远程控制系统,通过设置远程控制装置、温度传感器、无线信号收发模块和计算机设备,对反应釜进行温度远程控但缺少对反应釜的温度提前预测和提前预警,并且只是对反应釜的温度控制,缺少对除了温度之外如加料、搅拌等反应釜全过程控制以及反应完成后,缺乏对反应釜快速冷却。
技术实现思路
1、本发明目的之一在于提供了一种基于远程管理的反应釜温度监测系统,通过本地通讯模块与管理平台进行信息交互,同时通过对反应釜的温度进行实时监测和通过构建温度预测模型对温度进行预测以及提前对目标人员预警,可以避免目标人员与反应釜近距离接触,减少人员伤害,同时本发明还对反应釜全过程控制以及反应完成后,通过温度控制模块控制热媒介与冷源热量交互,实现反应釜快速冷却。
2、本发明实施例提供的一种基于远程管理的反应釜温度监测系统,包括:
3、反应釜,用于盛载原料和反应生成物;
4、搅拌模块,用于对反应釜中的原料进行搅拌;
5、本地通信模块,用于向管理平台发送或者接收信号;
6、温度控制模块,用于根据温度预测模型所预测的温度,并通过热媒介循环使得反应釜内的温度达到设定的温度;
7、主控制模块,分别与搅拌模块、温度控制模块和本地通信模块相连,用于控制搅拌模块对反应釜内的原料进行搅拌,控制本地通信模块与管理平台进行信息交互以及控制温度控制模块调节反应釜内的温度。
8、优选地,还包括预警模块,与主控制模块相连,用于根据反应釜的温度进行预警;
9、其中,所述预警模块包括:
10、摄像机,用于采集反应釜附近的现场视频;
11、时序处理单元,用于对现场视频进行时序处理,得到图像数据;
12、识别单元,用于对图像数据进行目标识别;
13、测距单元,用于采集识别目标与反应釜之间的当前距离数据;
14、预测单元,用于构建目标预测模型,采集反应釜发生的历史事故的距离数据并输入到目标预测模型进行训练,根据目标的当前距离数据预测下一时刻的距离数据;
15、判断单元,用于根据预测的下一时刻的距离数据判断险情级别;
16、提示单元,用于根据险情级别发出提示语音。
17、优选地,所述搅拌模块包括:
18、上搅拌部,一端接连在反应釜的内侧顶部,另一端上设置上搅拌叶,用于对反应釜内上部反应物进行搅拌;
19、下搅拌部,一端接连在反应釜的内侧底部,另一端与上搅拌叶有一定距离且设置下搅拌叶,旋转速度与上搅拌部的相应,旋转方向与上搅拌部的相反;
20、上电机,分别与上搅拌部和主控制模块相连,用于控制上搅拌部的旋转速度和旋转方向;
21、下电机,分别与下搅拌部和主控制模块相连,用于控制下搅拌部的旋转速度和旋转方向;
22、压力传感器设置在反应釜内,用于对反应釜内的气体压强进行监测。
23、优选地,还包括物料传送模块,分别与反应釜和主控制模块相连,用于传送反应原料和反应生成物;
24、其中,所述物料传送模块包括:
25、运料单元,通过运料管与反应釜的进料口相连,用于将原料传送到反应釜中,
26、重量传感器,设置在反应釜的进料口上,用于对进入反应釜的原料进行称重检测;
27、集气用于储存反应釜气压调节的气体;
28、控压单元,设置在反应釜上部,通过管道与集气罐连接,用于通过对反应釜进行排放或者输送气体,使得反应釜内的气体压力达到预定的压力值;
29、出料管,设置在反应釜的底部,出料管上设有阀门,用于将反应生成物传送出反应釜。
30、优选地,还包括取样模块,与反应釜和主控制模块相连,用于对反应釜中的反应生成物进行取样;
31、其中,所述取样模块包括:
32、泵机,
33、吸样管,一端与搅拌模块中伸入反应釜的一端连接,另一端连接在泵机,用于对反应釜内的反应生成物进行抽取;
34、第一取样管,设置在反应釜上部,与泵机相连,用于通过泵机和吸样管抽取反应釜内上层部分的反应生成物进行抽样检测;
35、第二取样管,通过管道与出料管相连,用于对反应釜内下层部分的反应生成物进行取样检测;
36、所述取样模块执行如下操作:
37、启动泵机,第一取样管通过吸样管对反应釜内上层部分的反应生成物进行抽样检测,得到反应釜内上层部分的反应率;
38、当主控制模块打开出料管,第二取样管对出料管流出的反应生成物进行抽样检测,得到反应釜内下层部分的反应率。
39、优选地,所述管理平台包括:
40、远程通信模块,与本地通信模块无线连接,用于将管理平台的控制指令传输到本地通信模块;
41、温度显示模块,用于实时显示反应釜的热成像图像及反应釜表面温度;
42、物料显示模块,用于显示物料传送的数据;
43、预警显示模块,用于显示反应釜附近的现场视频以及发出报警信息,提醒管理人员或目标采取相应措施;
44、历史数据存储模块,用于存储反应釜发生的历史事故的距离数据。
45、优选地,所述主控制模块执行如下操作:
46、通过本地通信模块接收管理平台发送过来的控制指令;
47、控制原料传送到反应釜中;
48、控制搅拌模块对原料进行搅拌;
49、控制温度控制模块进行热量交互;
50、控制对反应釜内的反应生成物进行取样;
51、控制预警模块对目标进行识别并判断险情级别,根据险情级别发出。
52、优选地,所述温度控制模块包括:
53、热成像采集单元,用于通过采集反应釜的热成像;
54、热成像处理单元,用于对热成像处理,得到标有温度数值的热成像图像;
55、若干个热传感件,用于通过接触式采集反应釜表面温度;
56、内换热单元,用于通过热媒介与反应釜进行热量交互;
57、外换热单元,用于通过热媒介与热源或者冷源进行热量交互;
58、循环泵,通过导热管与内换热单元和外换热单元相连,用于根据温度预测模型和对称平均绝对百分比误差的评估结果,调节热媒介在内换热单元和外换热单元之间循环流速。
59、优选地,所述温度控制模块执行如下操作:
60、构建反应釜温度监测网络;
61、采集反应釜内部的热成像并对热成像图像处理,得到标有温度数值的热成像图像,将标有温度数值的热成像图像投射到反应釜温度监测网络,得到第一温度矩阵;
62、通过设置在反应釜表面上的若干个热传感件采集的反应釜表面温度,根据采集到的反应釜表面温度标注在反应釜温度监测网络对应的网点,得到第二温度矩阵;
63、计算出第一温度矩阵与第二温度矩阵之间的相应矩阵元素距离差,构成距离差矩阵;
64、根据循环泵的循环速度与反应釜温度之间对应关系,调节循环泵的循环速度,直到距离差矩阵的矩阵值为0;
65、构建温度预测模型并利用反应釜运行的历史数据进行训练,其中,温度预测模型包括双层神经网络模块、提升树模块和选择模块,再利用训练完成后的温度预测模型对当前温度进行预测,得到当前温度的预测值;
66、若当前温度的预测值在设定的温度范围内,则维持循环泵的循环速度;
67、若当前温度的预测值不在设定的温度范围内,则根据当前温度的预测值与当前温度之间的差值,调节循环泵的循环速度并对反应釜进行温度测量,得到第二温度,再通过训练完成的温度预测模型对第二温度进行温度预测,得到第二温度的预测值;
68、若第二温度的预测值在设定的温度范围内,则维持调节后的循环速度;
69、若第二温度的预测值仍不在设定的温度范围内,温度控制模块向主控制模块发送维修信号,通知维修人员进行检修。
70、优选地,所述构建温度预测模型并利用反应釜运行的历史数据进行训练,其中,温度预测模型包括双层神经网络模块、提升树模块以及选择模块,再利用训练完成后的温度预测模型对当前温度进行预测,得到当前温度的预测值,包括:
71、采集反应釜运行的历史数据并进行归一化处理,得到训练数据;
72、构建温度预测模型并进行训练;
73、将训练数据输入到温度预测模型进行训练;
74、利用训练完的温度预测模型进行预测,再根据选择模块对双层神经网络模块和提升树模块预测结果进行选择,根据对称平均绝对百分比误差选择误差小的预测结果并输出。
75、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
76、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。