水泥烧成系统运行状态的标识方法、装置和计算机设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水泥烧成系统运行状态的标识方法、装置和计算机设备。方法包括：获取水泥烧成系统的实时数据片段，数据片段包括多个特征参数的数据；对数据片段进行预处理和归一化处理；对经过归一化处理后的数据片段中的每个特征参数的相应值域进行区域划分；利用经过归一化处理后的数据片段中的每个特征参数的数据所位于区域的对应编码，标识数据片段中的每个特征参数的数据，得到数据片段的相应编码串；输出数据片段的相应编码串，标识水泥烧成系统实时运行状态。本发明专利技术能够定量地表示出每个时刻水泥烧成系统的运行状态，不涉及样本的标注和模型的训练，能够减少人工的工作量，同时避免了判断精准度不够的问题。同时避免了判断精准度不够的问题。同时避免了判断精准度不够的问题。

【技术实现步骤摘要】
水泥烧成系统运行状态的标识方法、装置和计算机设备


[0001]本申请涉及水泥生产
，特别是涉及一种水泥烧成系统运行状态的标识方法、装置和计算机设备。

技术介绍

[0002]水泥烧成系统是由多个设备同时运行组成的，因此水泥烧成系统的工序之间存在十分紧密的耦合关系。水泥生料在经过粉墨后进入烧成系统，在烧成系统中发生大量物理化学反应后最终形成水泥熟料；由于水泥熟料生产过程持续时间长且影响因素较多，因此水泥烧成系统需要监控的过程较多，反应复杂，运行状态较多。
[0003]具体来说，如图1所示，水泥烧成系统的主要设备包括预热器(C1
‑
C5)、分解炉、回转窑和篦冷机。预热器主要的作用是对生料进行烘干和预热，接下来物料进入分解炉进行分解，脱水后再进入回转窑进行煅烧，回转窑是一个具有一定倾斜角度的高耗能圆筒状设备，煤粉在回转窑窑头点燃供热，电力设备对回转窑供电使其旋转，物料依靠自身重力和回转窑转力移动至窑头，并在窑内进行高温加热促使水泥生料进行重要化合反应得到熟料，之后熟料被运送到篦冷机进行冷却。水泥烧成系统的能源来源主要是煤炭和电，在预热器部分需要煤炭供热促进分解，在分解炉部分生料需要煤炭供热煅烧，供电系统对回转窑持续供电使其旋转，使得物料可以充分进行化合反应。
[0004]当水泥烧成系统的生产状态发生波动时，为保证生产系统正常运行且生产产品质量合格，需要操作员根据现场的生产状况进行及时的人工干预。操作员对现场生产情况的把控以及现场生产经验不同，面对烧成系统不同的运行状态，控制参数设定的质量不同，对不同运行状态的判断及时性不同，可能导致现场运行效果不佳，很难保证生产过程始终稳定运行，对整个系统的稳定运行、经济运行都会带来不同程度的影响。
[0005]为了解决这个问题，目前出现了利用图像处理和机器学习方法对火焰图像进行分析，基于图像分割技术获取火焰图像感兴趣区域继而提取图像特征，并基于机器学习对所提取特征建立状态识别模型，再利用此模型对烧成系统目前状态进行辨别的方案。
[0006]然而，在上述方法中，进行图像分割和特征提取的图像必须是带标签的图像，因此需要对不同状态的图像进行状态标注，而在实际生产过程中，并没有经过统一标准标记的样本，要依赖于人工进行标注，导致工作量较大。另外，正常生产状态的样本量远超异常状态时的样本量，样本不均衡对建模有一定影响，使得难以保证模型的判断精准度。同时，由于水泥烧成过程具有“大滞后”特性，在“过烧结”，“红窑”，“欠烧结”等状态形成时再去调整控制参数此时往往已经无法改变目前系统的运行状态。

技术实现思路

[0007]基于此，针对上述技术问题，提供一种水泥烧成系统运行状态的标识方法、装置和计算机设备，以解决现有分辨水泥烧成系统运行状态的方法需要依赖于人工进行样本的标注，工作量较大，以及存在样本不均衡，难以保证判断精准度的技术问题。
[0008]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0009]第一方面，一种水泥烧成系统运行状态的标识方法，包括：
[0010]获取水泥烧成系统的实时数据片段，所述数据片段包括多个特征参数的数据；
[0011]对所述数据片段进行预处理；
[0012]对经过预处理后的所述数据片段进行归一化处理，使所述数据片段中的每个特征参数的数据都处于预设区间内；
[0013]对经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的相应值域进行区域划分，将经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的相应值域均划分为多个区域，所述多个区域分别对应不同的编码；
[0014]判断经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的数据所位于区域，并利用经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的数据所位于区域的对应编码，标识所述数据片段中的每个特征参数的数据，得到所述数据片段的相应编码串；
[0015]输出所述数据片段的相应编码串，标识水泥烧成系统实时运行状态。
[0016]可选地，所述多个特征参数包括所有预热器的出口压力、出口温度、锥体压力和椎体下料温度，分解炉的出口温度、出口压力、三次风温度、三次风管压力、出口氮氧化物排放量和出口一氧化碳排放量。
[0017]可选地，所述对所述数据片段进行预处理包括：
[0018]判断所述数据片段中的每个特征参数的数据是否连续；
[0019]当判定存在不连续的特征参数时，判断不连续的特征参数的空值持续时长是否小于预设时间阈值；若不连续的特征参数的空值持续时长小于预设时间阈值，对所述数据片段中的不连续的特征参数进行补全；
[0020]对所述数据片段中的部分特征参数的数据进行零相位滤波。
[0021]进一步可选地，采用三次样条插值方法对所述数据片段中的不连续的特征参数进行补全。
[0022]进一步可选地，所述对所述数据片段进行预处理还包括：
[0023]对所述数据片段中的部分特征参数的数据进行合并、取平均或者取最大/最小值操作，形成包含新特征参数的数据片段。
[0024]可选地，利用鲁棒归一化方法或最大
‑
最小归一化方法，对经过预处理后的所述数据片段进行归一化处理。
[0025]可选地，所述方法还包括：
[0026]判断每个时刻数据片段的相应编码串与其前一时刻数据片段的相应编码串相比，是否存在单个特征参数的数据的相应编码存在跳变，或者是否存在多个特征参数的数据的相应编码同时发生变化；
[0027]若判定存在单个特征参数的数据的相应编码存在跳变，或者存在多个特征参数的数据的相应编码同时发生变化，则判定水泥烧成系统当前运行状态存在异常。
[0028]第二方面，一种水泥烧成系统运行状态的标识装置，包括：
[0029]数据片段获取模块，用于获取水泥烧成系统的实时数据片段，所述数据片段包括多个特征参数的数据；
[0030]预处理模块，用于对所述数据片段进行预处理；
[0031]归一化处理模块，用于对经过预处理后的所述数据片段进行归一化处理，使所述数据片段中的每个特征参数的数据都处于预设区间内；
[0032]区域划分模块，用于对经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的相应值域进行区域划分，将经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的相应值域均划分为多个区域，所述多个区域分别对应不同的编码；
[0033]编码模块，用于判断经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的数据所位于区域，并利用经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的数据所位于区域的对应编码，标识所述数据片段中的每个特征参数的数据，得到所述数据片段的相应编码串；
[0034]编码串输出模块，用于输出所述数据片段的相应编码串，标识水泥烧成系统实时运行状态。
[0035]第三方面，一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面中任一项所述的方法的步骤。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥烧成系统运行状态的标识方法，其特征在于，包括：获取水泥烧成系统的实时数据片段，所述数据片段包括多个特征参数的数据；对所述数据片段进行预处理；对经过预处理后的所述数据片段进行归一化处理，使所述数据片段中的每个特征参数的数据都处于预设区间内；对经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的相应值域进行区域划分，将经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的相应值域均划分为多个区域，所述多个区域分别对应不同的编码；判断经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的数据所位于区域，并利用经过归一化处理后的所述数据片段中的每个特征参数的数据所位于区域的对应编码，标识所述数据片段中的每个特征参数的数据，得到所述数据片段的相应编码串；输出所述数据片段的相应编码串，标识水泥烧成系统实时运行状态。2.根据权利要求1所述的水泥烧成系统运行状态的标识方法，其特征在于，所述多个特征参数包括所有预热器的出口压力、出口温度、锥体压力和椎体下料温度，分解炉的出口温度、出口压力、三次风温度、三次风管压力、出口氮氧化物排放量和出口一氧化碳排放量。3.根据权利要求1所述的水泥烧成系统运行状态的标识方法，其特征在于，所述对所述数据片段进行预处理包括：判断所述数据片段中的每个特征参数的数据是否连续；当判定存在不连续的特征参数时，判断不连续的特征参数的空值持续时长是否小于预设时间阈值；若不连续的特征参数的空值持续时长小于预设时间阈值，对所述数据片段中的不连续的特征参数进行补全；对所述数据片段中的部分特征参数的数据进行零相位滤波。4.根据权利要求3所述的水泥烧成系统运行状态的标识方法，其特征在于，采用三次样条插值方法对所述数据片段中的不连续的特征参数进行补全。5.根据权利要求3所述的水泥烧成系统运行状态的标识方法，其特征在于，所述对所述数据片段进行预处理还包括：对所述数据片段中的部分特征参数的数据进行合并、取平均或者取最大/最小值操作，形成包含新特征参数的数据片段。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，韩菲，
申请(专利权)人：北京和隆优化科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：