基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法技术

本发明专利技术属于尾矿输送管道状态监测技术领域，尤其是涉及一种基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立隔膜泵出口处压力机理模型；步骤2：采集隔膜泵设定值数据，建立数据库；步骤3：使用最小二乘法，拟合出隔膜泵出口压力与隔膜泵设定值之间的关系式；步骤4：建立隔膜泵设定值与报警阈值的关系式并制定报警规则；步骤5：将实时采集到的压力值与报警阈值进行比较，决定是否报警。本发明专利技术通过建立隔膜泵机理模型了解其压力变化规律，通过数据拟合方法建立了报警阈值动态计算公式，并根据实际情况建立报警规则，实现了尾矿输送系统的监测报警功能，有效地避免了有警不报和无警误报的问题。

Dynamic alarm method of tailings pipeline based on pressure signal

【技术实现步骤摘要】
基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法
本专利技术属于尾矿输送管道状态监测
，尤其是涉及一种基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法。
技术介绍
在尾矿输送过程中，需要将选矿中的分选产物尾矿输送至尾矿坝进行存储，一是为了防止污染，二是以待二次开发利用。尾矿由隔膜泵提供动力，经尾矿输送管道送至尾矿坝。在实际的生产过程中，可能会发生管道堵塞和管道泄漏等问题，如果发现不及时，将会造成管道崩裂和尾矿大范围泄漏等严重后果。而管道堵塞和管道泄漏都将引起隔膜泵出口处管道压力的变化，隔膜泵出口处一般都设有压力传感器，可以实时获取压力数据。因此通过实时监测隔膜泵出口处管道压力值，可以对尾矿输送管道进行状态监测，以判断其是否发生故障。然而在日常的生产作业中，隔膜泵需要根据实际的生产需求进行调节，出口处管道压力值也会在正常状况下随之变化。按照传统的报警方法，当固定阈值范围设置过大时，将导致有问题不报警情况；当固定阈值范围设置过小时，将导致没有问题误报警情况。目前，针对尾矿输送管道故障没有一种自动有效的报警方法，现场仅仅通过工人经验判断可能有无故障发生。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决尾矿输送现场没有一套自动有效的针对尾矿管道故障的报警系统问题，提出了一种基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法，通过建立管道压力机理模型和对采集到的数据进行处理和拟合，建立报警阈值计算模型，从而实现尾矿输送管道动态报警的功能。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的：本专利技术的基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立隔膜泵出口处压力机理模型，分析变化规律；步骤2：通过压力传感器采集隔膜泵出口处压力数据，同时采集隔膜泵设定值数据，建立数据库，并保证压力数据和设定值数据在时间上同时采集，以避免对报警阈值设置造成影响；步骤3：使用最小二乘法，拟合出隔膜泵出口压力与隔膜泵设定值之间的关系式；步骤4：根据步骤3中的拟合关系式，建立隔膜泵设定值与报警阈值的关系式并制定报警规则；步骤5：将实时采集到的压力值与报警阈值进行比较，并根据报警规则来决定是否报警。所述的步骤1中建立隔膜泵出口处压力机理模型，分析变化规律，具体步骤如下：步骤1.1：建立隔膜泵机理模型；Q＝Q1+Q2+Q3+…+Qnp＝α·Q步骤1.2：根据步骤1中的机理模型，确定出口管道压力变化规律。所述的步骤2中，通过压力传感器采集隔膜泵出口压力处压力数据，同时采集隔膜泵设定值数据，建立数据库，具体步骤如下：步骤2.1：在同一隔膜泵设定值情况下，采集隔膜泵出口管道压力随时间变化的数据，再提取每个周期内的最大值和最小值；步骤2.2：调节隔膜泵设定值，重复步骤2.1，建立隔膜泵设定值-隔膜泵出口压力每个周期最大值、隔膜泵设定值-隔膜泵出口压力每个周期最小值2个数据库。所述的步骤3中，使用最小二乘法，拟合出隔膜泵出口压力与隔膜泵设定值之间的关系式，具体步骤如下：步骤3.1：选择一次、二次、三次、四次多项式函数拟合出隔膜泵出口压力与隔膜泵设定值之间的关系式；步骤3.2：根据步骤3.1中的拟合结果，选择最合适的拟合函数，并保存函数关系式。所述的步骤4中，根据步骤3中的拟合关系式，建立隔膜泵设定值与报警阈值的关系式并制定报警规则，具体步骤如下：步骤4.1：根据步骤3中拟合出的函数关系式及步骤1中收集到的数据，建立报警阈值关系式；步骤4.2：根据实际隔膜泵的运行情况，制定报警规则。本专利技术的优点：本专利技术的基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法，与现行方法相比较具有以下的优点：通过建立隔膜泵机理模型了解其压力变化规律，通过数据拟合方法建立了报警阈值动态计算公式，并根据实际情况建立报警规则。实现了尾矿输送系统的监测报警功能，有效地避免了有警不报和无警误报的问题。附图说明图1为本专利技术的尾矿输送管道动态报警方法流程图。图2为本专利技术实例中拟合出的隔膜泵设定值与出口处压力上限报警阈值之间函数图。图3为本专利技术实例中拟合出的隔膜泵设定值与出口处压力下限报警阈值之间函数图。图4为本专利技术实例中实时采集的压力数据和报警阈值曲线图。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的具体实施方式。如图1-4所示，本专利技术的基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立隔膜泵出口处压力机理模型，分析变化规律；步骤2：通过压力传感器采集隔膜泵出口处压力数据，同时采集隔膜泵设定值数据，建立数据库，并保证压力数据和设定值数据在时间上同时采集，以避免对报警阈值设置造成影响；步骤3：使用最小二乘法，拟合出隔膜泵出口压力与隔膜泵设定值之间的关系式；步骤4：根据步骤3中的拟合关系式，建立隔膜泵设定值与报警阈值的关系式并制定报警规则；步骤5：将实时采集到的压力值与报警阈值进行比较，并根据报警规则来决定是否报警。所述的步骤1中建立隔膜泵出口处压力机理模型，分析变化规律，具体步骤如下：步骤1.1：建立隔膜泵机理模型：Q＝Q1+Q2+Q3+…+Qnp＝α·Q步骤1.2：根据步骤1中的机理模型，确定出口管道压力变化规律。所述的步骤2中，通过压力传感器采集隔膜泵出口压力处压力数据，同时采集隔膜泵设定值数据，建立数据库，具体步骤如下：步骤2.1：在同一隔膜泵设定值情况下，采集隔膜泵出口管道压力随时间变化的数据，再提取每个周期内的最大值和最小值；步骤2.2：调节隔膜泵设定值，重复步骤2.1，建立隔膜泵设定值-隔膜泵出口压力每个周期最大值、隔膜泵设定值-隔膜泵出口压力每个周期最小值2个数据库。所述的步骤3中，使用最小二乘法，拟合出隔膜泵出口压力与隔膜泵设定值之间的关系式，具体步骤如下：步骤3.1：选择一次、二次、三次、四次多项式函数拟合出隔膜泵出口压力与隔膜泵设定值之间的关系式；步骤3.2：根据步骤3.1中的拟合结果，选择最合适的拟合函数，并保存函数关系式。所述的步骤4中，根据步骤3中的拟合关系式，建立隔膜泵设定值与报警阈值的关系式并制定报警规则，具体步骤如下：步骤4.1：根据步骤3中拟合出的函数关系式及步骤1中收集到的数据，建立报警阈值关系式；步骤4.2：根据实际隔膜泵的运行情况，制定报警规则。实施例1下面结合图1，以某选矿厂1实际情况为例，对本专利技术的具体实施做详细说明。本实施方式的尾矿输送管道动态报警方法，包括如下步骤：步骤1：建立隔膜泵出口处压力机理模型，分析变化规律；步骤1.1：本厂采用的是三缸单作用隔膜泵，建立隔膜泵机理模型：Q＝Q1+Q2+Q3...

【技术保护点】
1.一种基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：建立隔膜泵出口处压力机理模型，分析变化规律；/n步骤2：通过压力传感器采集隔膜泵出口处压力数据，同时采集隔膜泵设定值数据，建立数据库，并保证压力数据和设定值数据在时间上同时采集，以避免对报警阈值设置造成影响；/n步骤3：使用最小二乘法，拟合出隔膜泵出口压力与隔膜泵设定值之间的关系式；/n步骤4：根据步骤3中的拟合关系式，建立隔膜泵设定值与报警阈值的关系式并制定报警规则；/n步骤5：将实时采集到的压力值与报警阈值进行比较，并根据报警规则来决定是否报警。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：建立隔膜泵出口处压力机理模型，分析变化规律；
步骤2：通过压力传感器采集隔膜泵出口处压力数据，同时采集隔膜泵设定值数据，建立数据库，并保证压力数据和设定值数据在时间上同时采集，以避免对报警阈值设置造成影响；
步骤3：使用最小二乘法，拟合出隔膜泵出口压力与隔膜泵设定值之间的关系式；
步骤4：根据步骤3中的拟合关系式，建立隔膜泵设定值与报警阈值的关系式并制定报警规则；
步骤5：将实时采集到的压力值与报警阈值进行比较，并根据报警规则来决定是否报警。


2.根据权利要求1所述的基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法，其特征在于所述的步骤1中建立隔膜泵出口处压力机理模型，分析变化规律，具体步骤如下：
步骤1.1：建立隔膜泵机理模型；









Q＝Q1+Q2+Q3+…+Qn
p＝α·Q
步骤1.2：根据步骤1中的机理模型，确定出口管道压力变化规律。


3.根据权利要求1所述的基于压力信号的尾矿输送管道动态报警方法，其特征在于所述的步骤2中，通过压力传感器采...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，高宪文，马自飞，孙健，张鼎森，杨会利，杨玉武，王明顺，张家兴，王浩，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21