一种用于生物气化炉的可视自动化防堵方法及系统与流程

本发明涉及生物质发电，具体涉及一种用于生物气化炉的可视自动化防堵方法及系统。

背景技术：

1、生物气化炉是一种绿色环保的燃烧设备，它将农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣或牛羊畜粪等生物质原料进行气化，然后燃烧产生的生物质燃气，减少了烟尘排放，且生物质原料为可再生资源，供应充足价格低廉，适合进行取暖或发电。但生物气化炉受限于生物质原料的理化特性，容易产生堵料、棚料和板结等故障，严重时会导致非计划停机，存有事故隐患。

2、生物气化炉的堵料现象主要出现在料仓中，投入生物质物料后，物料在重力作用下向下流动，由于物料之间存有摩擦阻力，物料流动时挤压料仓的仓壁，还会受到仓壁的反作用力，因此内层的中间区域物料更易于向下流动，而贴近仓壁的近壁物料不易流动，当中间区域的物料落下后产生空间，近壁物料才在重力作用下逐渐坍落到中间区域；由于近壁物料长期处于滞流状态，因此容易被压实在料仓的仓壁上，并逐渐增高和增厚，继而产生堵塞的情况。

3、现有的防堵技术通常是依靠人眼观察料仓，当观察员发觉到物料堆积等情况，则使用手工器械对料仓进行疏松，当料仓较多时，巡查工作难度大，且设备不间断运行时，对人力需求较高；此外，人眼观察容易产生误判，难以获知实际的堵塞情况，往往不能及时进行疏松。另一方面，人工工作不易进行复核，管理难度较大，且手工疏松对工作人员以及设备都存有安全隐患，因此需要一种新的用于生物气化炉的可视自动化防堵方法及系统来解决这些问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有的人工观察和疏松料仓存有的工作难度大、人力需求高、容易误判、管理难度大和存有安全隐患的技术缺陷，本发明提供一种简化工作难度、降低人力需求、判断准确性高、易于管理和降低安全隐患的用于生物气化炉的可视自动化防堵方法及系统来解决上述不足。

2、为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

3、本发明所述的一种用于生物气化炉的可视自动化防堵方法，其特征在于，该方法包括：

4、s001、获取料仓的运行数据，实时拍摄工作视频；

5、s002、可视化展示运行数据和工作视频；

6、s003、判断运行数据判断是否满足疏松条件；

7、s004、当满足疏松条件，则启动疏松工作；

8、s005、当不满足疏松条件，则将工作视频解析为工作图像；

9、s006、构建堵料数据集，通过工作图像判断堵料风险；

10、s007、当存有堵料风险，则启动疏松工作。

11、所述的获取料仓的运行数据，实时拍摄工作视频，具体为：通过有线或无线的方式，获取料仓的运行数据，所述运行数据包括但不限于手动信号数据、定时任务数据和传感器数据，所述的手动信号数据包括但不限于现场操作机器产生的电信号和远程控制产生的网络信号，所述的定时任务数据包括但不限于固定时间和循环时间，所述的传感器数据包括但不限于断料传感器数据、料仓温度传感器数据和料位高度传感器数据；然后通过摄像机实时对料仓的入料口处进行拍摄，获得工作视频。

12、所述的可视化展示运行数据和工作视频，具体为：将运行数据和工作视频通过有线或无线的方式进行回传，展示在显示器上，所述工作视频的展示方式包括但不限于并排显示、画面分割和循环播放，用于监控至少一个料仓的工作状态，所述运行数据的展示方式包括但不限于单独显示，或叠加在工作视频的上方合并显示。

13、所述的运行数据和工作视频还进行持久化保存，储存在本地或云端的服务器上，所述储存的运行数据和工作视频支持进行数据管理，包括但不限于储存、删除、修改和查找的操作。

14、所述的判断运行数据判断是否满足疏松条件，具体为：读取运行数据，对于手动信号数据，当接受到启动的信号，则判定为满足疏松条件，对于定时任务数据，若当前的时间达到设定的固定时间，或累计运行时间达到设定的循环时间的倍数，则判定为满足疏松条件，对于传感器数据，若断料传感器数据为出现断料、料仓温度传感器数据超过警戒温度值，或料位高度传感器数据超过警戒高度值，则判定为满足疏松条件。

15、所述的警戒温度值的设定范围为35℃～45℃，所述的警戒高度值的设定范围为30cm～40cm。

16、所述的当不满足疏松条件，则将工作视频解析为工作图像，具体为：当不满足疏松条件，则解析工作视频，将工作视频按视频帧进行分解，获得多张工作图像，然后对工作图像进行转码，获得可进行使用的工作图像。

17、所述的构建堵料数据集，通过工作图像判断堵料风险，具体为：

18、s601、输入堵料的工作图像，作为数据集；

19、s602、对数据集中的图像进行预处理；

20、s603、提取数据集中的图像的特征；

21、s604、将目标工作图像与数据集进行特征匹配；

22、s605、输出匹配结果，判断是否堵料风险。

23、所述的堵料的工作图像采用人工筛选，即每次出现堵料工况时，则调出工作视频，将出现堵料的料仓的工作图像进行保存，所述数据集至少包含100张堵料的工作图像。

24、所述的预处理包括但不限于图像去噪、图像平滑和图像变换。

25、所述的提取数据集中的图像的特征包括但不限于提取颜色特征、提取纹理特征和提取边缘特征，采用的算法为sift尺度不变特征转换算法。

26、所述的特征匹配采用欧式距离算法。

27、一种用于生物气化炉的可视自动化防堵系统，应用于所述一种用于生物气化炉的可视自动化防堵方法，包括监测模块和疏松模块，其特征在于：监测模块和疏松模块分别设置在料仓上，监测模块和疏松模块之间电连接。

28、所述的监测模块包括摄像机、存储器和上位机，摄像机通过光纤与存储器连接，存储器与上位机电连接；所述的上位机设置有显示器，用于显示摄像机的视频数据。

29、所述的摄像机设置在全向云台上，料仓上对应于摄像机还设置有照明灯。

30、所述的监测模块还包括断料传感器，用于检测物料是否出现断料，远红外传感器，用于监测物料的温度，激光测距仪，用于监测料仓的料位高度。

31、所述的疏松模块包括液压缸、拉杆、刮板和控制柜，控制柜通过供油管与至少一个液压缸连接，液压缸装设在料仓的外侧，液压缸的推杆延伸到料仓的内侧，料仓的内侧设置有拉杆，拉杆与液压缸连接，拉杆上间隔固装有至少一个刮板。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、本发明提供一种简化工作难度、降低人力需求、判断准确性高、易于管理和降低安全隐患的用于生物气化炉的可视自动化防堵方法及系统，通过摄像机和传感器实时监测料仓的工作情况，然后在显示器上展示，无需现场巡查，简化了工作难度，只需要少量的工作人员即可进行维护，根据手动信号、定时任务和智能匹配来对料仓进行疏松，相比于人工的主观判断具有更高的准确性；且视频数据和工作数据持久化保存在存储器中，易于进行调取和管理，采用机械化的疏松模块完成疏松工作，相比于手工疏松更加安全可靠，解决了现有的人工观察和疏松料仓存有的工作难度大、人力需求高、容易误判、管理难度大和存有安全隐患的问题，满足了生物气化炉的使用需要。