[发明专利]基于音源特征的环冷机风量控制方法及系统

说明书

本发明公开一种基于音源特征的环冷机风量控制方法及系统。在台车处安装若干第一声音信号采集器，在风机处安装若干第二声音信号采集器，各环冷风机出口处设置风量检测仪，所述方法包括：步骤1：采集各种工况下台车声音数据和风机声音数据；依据信源重构从台车声音数据中剔除风机声音数据的影响，获得剔除干扰的音源样本集；利用音源样本集构建环冷机漏风率评价模型；步骤2：实时采集台车声音数据和风机声音数据，依据环冷机漏风率评价模型在线计算环冷机漏风率指标；步骤3：实时采集各风机的出口风量、计算获得风机的出口误差风量；依据环冷机漏风率指标计算环冷机总漏风风量，依据总漏风风量和出口误差风量对环冷风机的电机频率进行调节。

技术领域

本发明涉及一种基于音源特征的环冷机风量控制方法及系统。

背景技术

环冷机是一种用于物料冷却的大型设备，其主要工作原理是通过台车装载高温物料，在环形轨道上行驶，台车下部有风箱，对台车内部鼓风，通过空气将高温物料冷却。围绕着环冷机的圆环外侧，会按照风量需求，设置数台鼓风机，为冷却过程提供风源。

待冷却的小颗粒状物料在环冷机上是以厚料层形式均匀分布的，为保证物料的充分冷却，环冷机会在台车下方设置风箱并连接鼓风机，通过鼓风机将外部空气带入到高温物料层中。由于环冷机的密封结构和长期使用的保养问题，冷却生产过程中会产生漏风现象，导致冷却不充分和鼓风机能源的浪费，严重漏风的情况下，甚至会产生环冷机卸料温度过高灼伤运输皮带的生产事故。环冷机及其附属的风箱、风管、阀门等，由于结构复杂，且工作在高温状态，使漏风率的检测一直缺少行之有效的手段，这就造成环冷机的风量闭环控制系统缺少的关键的反馈变量，无法进行精确的实时风量调节。所以目前的环冷生产只能做到风机风量控制，而做不到针对环冷机的风量控制。目前的解决方案是加大环冷风机的风量，采用冗余风量的方式克服这一问题，但是这就造成了环冷风机能源的浪费。目前400平方米的环冷机一般配套4-5台风机，每台风机的电机功率可以达到560千瓦，耗电非常惊人，如果可以对环冷机风量进行精确控制，减少浪费，就会产生非常大的经济效益。为了解决这一问题，本发明提出了一种环冷机风量控制系统与控制方法，该方法对生产过程中采集到的音频信号进行分析和计算，得到漏风量的评价值，以漏风率评价值和环冷风机出风口的风量检测值作为控制系统的反馈信号，以环冷风机的电机运行频率作为调节量，实现了环冷机风量的在线闭环控制。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种便于对环冷机风量进行控制的基于音源特征的环冷机风量控制方法。

为达到上述目的，本发明一种基于音源特征的环冷机风量控制方法，包括如下步骤：在环冷机台车处安装若干第一声音信号采集器，在环冷风机处安装若干第二声音信号采集器，每台环冷风机出口处设置风量检测仪，所述方法包括如下步骤：

步骤1：分别采集正常工况下和故障状态下的环冷机台车声音数据和环冷风机声音数据；依据信源重构从台车声音数据中剔除风机声音数据的影响，获得剔除干扰影响后的正常工作音源样本集和漏风故障音源样本集；利用剔除干扰影响后的正常工作音源样本集和漏风故障音源样本集构建基于音源特征的环冷机漏风率评价模型；

步骤2：实时采集车间台车声音数据和风机声音数据，依据环冷机漏风评价模型在线计算环冷机漏风率指标，得到基于音源特征的环冷机漏风率指标；

步骤3：实时采集各环冷风机的出口风量，依据检测到的出口风量和环冷机的理论风量计算获得风机的出口误差风量；依据基于音源特征的环冷机漏风率指标计算环冷机的总漏风风量，再依据总漏风风量和风机的出口误差风量对环冷风机的电机频率进行调节。

进一步地，所述步骤1中获得剔除干扰影响后的历史样本集的方法包括：

步骤1.1：采集正常工况下和故障工况下环冷机台车声音数据和环冷风机声音数据，得到正常数据集X_normal和漏风故障数据集X_fault，数据集中的台车声音样本和风机声音样本成对出现，并按照采集时间一一对应；