[发明专利]基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统

权利要求书

1.一种基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统，包括部署在工业现场的现场控制子系统，其特征在于：还包括部署在云端的数据集成化管理子系统；

所述现场控制子系统用于根据数据集成化管理子系统提供的充填控制参数对现场充填过程进行控制，同时还用于将现场采集的工业现场数据传递给数据集成化管理子系统；

所述现场控制子系统包括与所述数据集成化管理子系统通讯连接的主站，还包括分别与主站通讯连接的空区扫描模块、精准制备模块、管路监测模块和强度监测模块；

所述空区扫描模块用于对井下待充填空区进行三维扫描，建立待充填空区的数据模型，计算充填体积，并将数据模型通过主站传递给数据集成化管理子系统；

所述精准制备模块用于按照数据集成化管理子系统提供的最优充填控制参数进行充填料浆的制备控制；

所述管路监测模块用于在充填料浆的制备过程中对充填管路的状态进行监测，将管路监测数据反馈给数据集成化管理子系统；

所述强度监测模块用于在充填过程中实时监测充填强度，并将强度数据反馈给数据集成化管理子系统；

所述数据集成化管理子系统用于根据实验数据和工业现场数据计算出最优充填控制参数并传递给现场控制子系统，同时还用于提供基于工业现场数据的实时监测功能；

所述数据集成化管理子系统包括数据管理模块和最优参数选择模块；

所述数据管理模块用于管理实验数据和上传的工业现场数据；所述实验数据包括充填尾砂与材料的物化性质数据、环管压降实验的数据、絮凝沉降实验的数据以及充填配比强度实验的数据；

所述最优参数选择模块用于根据空区扫描体的体积，匹配最优实验数据，并按照最优实验数据进行最优充填控制参数的计算。

2.如权利要求1所述的基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统，其特征在于充填控制过程如下：

步骤1、所述空区扫描模块利用三维激光扫描仪，对井下待充填空区进行三维激光扫描建模，建立待充填空区的数据模型，计算充填体积，将数据模型通过主站上传至数据集成化管理子系统，并完成待填充区域的编号工作；

步骤2、数据集成化管理子系统根据待充填空区的数据模型匹配实验数据，得到充填方案，然后将充填方案所包含的最优充填控制参数下发到精准制备模块；

步骤3、精准制备模块根据最优充填控制参数进行充填料浆的制备；

步骤4、管路监测模块对充填管路的状态进行监测，将管路监测数据反馈给数据集成化管理子系统；数据集成化管理子系统根据管路监测数据调整充填控制参数，将新的充填控制参数下发到精准制备模块对制备过程进行闭环优化控制；

步骤5、使用充填浆料进行充填，同时强度监测模块监测充填强度，并将强度数据反馈给数据集成化管理子系统。

3.如权利要求2所述的基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统，其特征在于：所步骤1中，利用无人机搭载三维激光扫描仪对井下待充填区域进行扫描。

4.如权利要求1所述的基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统，其特征在于：数据集成化管理子系统提供的最优充填控制参数包括充填配比、浓度和方量。

5.如权利要求1所述的基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统，其特征在于：所述管路监测数据包括管路压力、管路温度、管路流量以及管路内浆料的浓度。

6.如权利要求1所述的基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统，其特征在于：所述强度监测模块通过在充填区域预埋的振动传感器、形变传感器以及温度传感器实时监测充填强度。

7.如权利要求1所述的基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统，其特征在于：所述数据集成化管理子系统还包括三维可视化模块，所述三维可视化模块用于根据工业现场数据构建三维模型，以及根据实时监测到的现场数据改变三维模型，并基于三维模型显示采集到的现场数据，实现基于数字孪生的监测功能。

8.如权利要求1所述的基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统，其特征在于：所述数据集成化管理子系统还包括移动端查询模块，用于为移动监控终端的APP提供数据实时查询功能。