一种基于皮带输送机的生产安全调控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于皮带输送机的生产安全调控系统，包括：采集生产任务输入参数M、生产线连接处温度参数T、生产线运转速度参数V；经过数模转化将不同种类的输入参数转换为计算机识别的参数，构建针对生产任务环境参数的模型，以经济成本为优化目标，利用鲸鲨捕食优化算法计算得出最优目标，获取最优目标对应的最优生产线运行速度、温度；根据优化输出结果进行速度与温度的控制。与现有技术相比，本发明专利技术通过一种鲸鲨捕食优化算法对生产设备安全系统做出优化，可以实时监测生产线安全系数，进行自动调节生产线运行速度、温度，在完成生产任务的前提下降低经济成本，并有效预防事故和故障的发生。故和故障的发生。故和故障的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种基于皮带输送机的生产安全调控系统


[0001]本专利技术属于生产安全控制领域，具体涉及一种基于皮带输送机的生产安全调控系统。

技术介绍

[0002]在现代工业生产中，各种机械设备的安全性和稳定性至关重要。传统的生产安全调控手段通常依赖于人工巡检和操作，存在效率低下、人为疏忽等问题。皮带输送机在工厂中大量使用，但是皮带输送机着火事故却屡有发生，有的甚至造成重大人身伤亡事故，着火原因多为皮带尾部拉紧装置滚筒处积粉过多，同时摩擦生热，使积粉发生自燃引发皮带着火。
[0003]现有的工厂采取的措施为：
[0004]1、强化日常运行管理，落实清扫责任，适时开展运输系统的全面检查。
[0005]2、严格执行交接班管理制度和巡回检查制度。
[0006]3、加强消防设备设施管理，加强应急管理和培训。
[0007]上述解决措施既无法从根源上排除安全隐患，又耗费了大量的人力物力。针对此，本专利技术旨在开发一种基于皮带输送机的生产安全调控设备，能够在保证生产任务的前提下，降低经济成本，有效预防皮带输送机在工作中因摩擦高温故障和停机的隐患。

技术实现思路

[0008]专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于皮带输送机的生产安全调控系统，能够实时监测多个输送带连接处温度，并能控制启动平衡设备，减少事故发生，从总体上保障生产设备稳定运行，结合鲸鲨捕食优化算法，以经济成本为优化目标，根据生产任务调节生产线运行速度及生产线连接处温度。
[0009]技术方案：本专利技术提出一种基于皮带输送机的生产安全调控系统，包括数据采集模块、平衡设计模块及控制模块，所述数据采集模块包括设置于皮带输送机履带一侧、用于测量生产线运行速度的速度传感器、设置于生产线连接处的温度传感器以及用于采集人工预先设定的生产任务输入参数M的模块；所述平衡设计模块以采集的生产线运行速度、温度、生产任务输入参数M为输入，以如下经济成本为优化目标，利用鲸鲨捕食优化算法计算得出最优目标，进一步获取最优目标对应的最优生产线运行速度、温度；所述控制模块根据所述平衡设计模块的输出结果进行速度与温度的控制；
[0010][0011][0012]其中，S为经济成本，V
i
为生产线运行速度，T
i
为生产线连接处温度，M
i
为人工设定的最低生产任务，ξ为温度随速度线性变化的常系数，i为设备工作次数，n为设备寿命最大工作次数，a、r、t为常数，m为设备磨损度。
[0013]进一步地，利用鲸鲨捕食优化算法得到最优生产线运行速度、温度的具体步骤为：
[0014]步骤1：随机生成一个初始解池，一个有n只鲸鲨的种群，在一个二维搜索空间中，以及每个鲸鲨的位置，即用一个二维矩阵来描述生产任务、生产线运行速度及生产线连接处温度，如下式：
[0015][0016]其中，w代表所有鲸鲨在搜索中的位置空间，d表示一个给定的决策变量的数量问题，n表示鲸鲨位置的维度；
[0017]步骤2：鲸鲨根据猎物移动时听到的海浪的犹豫来感知猎物的位置时，它会以起伏的运动移动到猎物身上，这种运动可以定义如方程表示：
[0018][0019]其中，i是鲸鲨种群大小的指数，表示第i个白色的新速度向量鲸鲨在(k+1)步，定义的当前速度矢量，代表到目前为止全球最好的鲸鲨位置向量迭代，是第一条鲸鲨的当前位置矢量，为已知第二个著名向量，C1、C2为[0,1]之间随机数字，P1、P2代表鲸鲨的力量控制w的影响；
[0020]步骤3：包围最佳猎物，鲸鲨向猎物移动时的行为如下等式：
[0021][0022]其中，是一个否定算子，a和b是一维二进制向量，f表示频率发生的频率鲸鲨的波浪运动，rand定义了一个在从0到1的范围内创建的随机数，而mv表示运动力的增加；
[0023]步骤4：当鲸鲨发现猎物，围攻猎物以后，就向其最佳进攻位置靠近进行捕杀猎物：
[0024][0025]其中，为第一条鲸鲨的更新位置；
[0026]步骤5：为了在数学上模拟鲸鲨群的行为，通过保留了前两个最佳解，并根据两个
最佳位置更新其他鲸鲨的位置：
[0027][0028]其中，rand表示在区间[0,1]内均匀分布的随机数；
[0029]步骤6：鲸鲨在围捕猎物时，不仅收缩包围圈，而且以螺旋形式向猎物游走，因此各以50％的概率选择收缩包围圈，或是选择以螺旋形式向猎物游走，数学模型如下：
[0030][0031]其中，表示空间坐标j+1的第k个分量，D
k
计算公式中表示求绝对值的含义，当前最佳鲸鱼个体的位置，A1是随着迭代次数的增加，从2至0线性递减，b、l为常数；
[0032]步骤7：记录鲸鲨的最后一个位置，即在搜索空间中非常接近最佳猎物的某个地方，为生产成本最低时机器的运行状态。
[0033]进一步地，所述控制模块与一速度调节机构连接，所述速度调节机构与所述皮带输送机驱动机构连接，用于调节皮带输送机履带的运行速度。
[0034]进一步地，所述控制模块与一个蒸发式冷凝器连接，所述蒸发式冷凝器设置于皮带输送机履带一侧，用于对生产线运行温度进行降温调控。
[0035]进一步地，还包括监控报警模块，所述监控报警模块实时接收所述温度传感器的温度数据、速度传感器的生产线运行速度数据，当温度、生产线运行速度超过预设值时，所述监控报警模块及时传达报警信号。
[0036]有益效果：
[0037]1、本专利技术能够提高生产安全性：通过实时监测和调控状态，有效预防事故和故障的发生，大大提高了生产过程的安全性。
[0038]2、实现远程监控；将皮带输送机的履带传送装置、蒸发式冷凝器和温度传感器耦合，可以同时监测多个输送带连接处温度；多点安装，可以全方位监测生产设备运行状态和调节履带运输速度和连接处温度。
[0039]3、提高生产稳定性：当履带连接处温度过高时，即温度传感器的温度数据超过预设值时，整个调控系统可以根据生产任务调整生产线运转速度，同时可以通过监控报警模块协同作用传达警报，提高生产的稳定性和可靠性。
[0040]4、本专利技术利用鲸鲨捕食优化算法优化自动调节设施，使得该系统不仅能够平衡履带连接处温度，并且根据算法生成最优解，在保证经济成本最低的同时以最快的速度完成生产任务，能够有效节省人力和物力资源。
附图说明
[0041]图1为本专利技术的结构示意图；
[0042]图2为本专利技术的运行逻辑图；
[0043]图3为本专利技术较传统设备的季度生产成本对比图；
[0044]图4为本专利技术较传统设备的月平均用电量对比图。
具体实施方式
[0045]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0046]本专利技术提出一种基于皮带输送机的生产安全调控系统，包括数据采集模块、监控报警模块、平衡设计模块及控制模块。本专利技术的结构示意图如图1所示。数据采集模块包括温度传感器、速度传感器及生产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于皮带输送机的生产安全调控系统，其特征在于，包括数据采集模块、平衡设计模块及控制模块，所述数据采集模块包括设置于皮带输送机履带一侧、用于测量生产线运行速度的速度传感器、设置于生产线连接处的温度传感器以及用于采集人工预先设定的生产任务输入参数M的模块；所述平衡设计模块以采集的生产线运行速度、温度、生产任务输入参数M为输入，以如下经济成本为优化目标，利用鲸鲨捕食优化算法计算得出最优目标，进一步获取最优目标对应的最优生产线运行速度、温度；所述控制模块根据所述平衡设计模块的输出结果进行速度与温度的控制；计模块的输出结果进行速度与温度的控制；其中，S为经济成本，V
i
为生产线运行速度，T
i
为生产线连接处温度，M
i
为人工设定的最低生产任务，ξ为温度随速度线性变化的常系数，i为设备工作次数，n为设备寿命最大工作次数，a、r、t为常数，m为设备磨损度。2.根据权利要求1所述的基于皮带输送机的生产安全调控系统，其特征在于，利用鲸鲨捕食优化算法得到最优生产线运行速度、温度的具体步骤为：步骤1：随机生成一个初始解池，一个有n只鲸鲨的种群，在一个二维搜索空间中，以及每个鲸鲨的位置，即用一个二维矩阵来描述生产任务、生产线运行速度及生产线连接处温度，如下式：其中，w代表所有鲸鲨在搜索中的位置空间，d表示一个给定的决策变量的数量问题，n表示鲸鲨位置的维度；步骤2：鲸鲨根据猎物移动时听到的海浪的犹豫来感知猎物的位置时，它会以起伏的运动移动到猎物身上，这种运动可以定义如方程表示：其中，i是鲸鲨种群大小的指数，表示第i个白色的新速度向量鲸鲨在(k+1)步，定义的当前速度矢量，代表到目前为止全球最好的鲸鲨位置向量迭代，是第一条鲸鲨的当前位置矢量，为已知第二个著名向量，C1、C2为[0,1]之间随机数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏姣月，汤健康，王嘉慧，周孟雄，郭仁威，纪捷，陈帅，闫文杰，赵环宇，杜董生，黄佳惠，孙娜，张楚，彭甜，黄慧，荆佳龙，井淑慧，崔建蓉，鞠家福，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：