技术领域
[0001] 本申请涉及功率控制的领域,尤其是涉及一种降膜蒸发器的自适应节能控制方法及系统。
相关背景技术
[0002] MVR降膜蒸发器是一种主要应用于制药等行业的新型高效节能蒸发设备,该设备采用低温与低压汽蒸技术和清洁能源为能源产生蒸汽,将媒介中的水通过换热吸热转换成蒸汽分离出来,得到所需浓度或密度的浓缩液,MVR降膜蒸发器能够利用对媒介换热吸热得到的蒸汽进行二次利用,通过压缩风机对蒸汽进行做工以提高蒸汽的温度,进而将蒸汽通过管路输送到蒸发室中再次进行换热吸热,以达到节能的效果,因此在MVR降膜蒸发器的能源使用中,压缩风机的电能使用占比较大。但是随着社会以及工业对绿色节能的要求以及电力资源的紧张,如何进一步提升压缩风机的节能效果成为一个问题。
具体实施方式
[0028] 以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0029] 本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0030] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0031] 另外,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,如无特殊说明,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0032] 下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。
[0033] 本申请实施例提供了一种降膜蒸发器的自适应节能控制方法,由电子设备执行,该电子设备可以为服务器也可以为终端设备,其中,该服务器可以是独立的物理服务器,也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统,还可以是提供云计算服务的云服务器。终端设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等,但并不局限于此,该终端设备以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接,本申请实施例在此不做限制,如图1所示,该方法包括步骤S101、步骤S102、步骤S103以及步骤S104,其中,S101,获取蒸发室中多个预设位置的温度值、分离室中浓缩液的密度、分离室顶部的滴液视频信息、分离室顶部的红外成像视频以及压缩风机的功率。
[0034] 对于本申请实施例,如图2所示,在降膜蒸发器的蒸发室21内在竖直方向上设置有多个换热管,工作人员可提前在蒸发室21内不同高度的位置安装温度传感器31,以采集不同高度处的温度值,温度值对从物料中蒸发水分的效果至关重要。温度传感器31可以等间隔设置也可按照所需间隔设置。温度传感器31与电子设备通过导线或无线进行连接,以使得电子设备获取温度值。
[0035] 物料流经换热管到达分离室22,物料通过蒸发后密度发生变化从而得到浓缩液,浓缩液的密度能够表征物料的浓缩质量,因此为了得知浓缩液的密度,工作人员可提前在分离室22中设置密度传感器32或密度计等能够采集浓缩液密度的器件,密度传感器32与电子设备通过导线或无线进行连接,从而使得电子设备能够获取到浓缩液的密度。
[0036] 为了更好地得知物料中蒸汽与浓缩液的分离情况,在分离室22内还设置有摄像头装置33以及红外成像装置34。浓缩液从换热管底部形成浓缩液滴,并低落到分离室22中,因此,摄像头装置33采集换热管底部的视频信息,即分离室顶部的滴液视频信息。同样的,在分离室22内还设置有红外成像装置34,红外成像装置34能够采集分离室22内蒸汽的红外成像视频,通过红外成像视频能够了解到蒸汽的形成和分离情况,进而便于后续分析出浓缩液的质量以及压缩风机24的所需功率等。
[0037] S102,若存在温度值低于预设温度阈值的第一目标位置,则基于第一目标位置的温度值、滴液视频信息以及密度从多个备用蒸汽管路中确定目标蒸汽管路。
[0038] 对于本申请实施例,为了改善蒸汽室内温度的控制效果,提高浓缩液的合格率,在降膜蒸发器的蒸发室上连通有多个备用蒸汽管路,如图2所示,物料进入蒸发室21内的换热管中,然后流到分离室22内形成蒸汽和浓缩液,蒸汽内可能有少量未分离出的物料,因此蒸汽流到进阶分离室23内再次分离得到较为纯净的蒸汽,蒸汽流动到压缩风机24中进行做功以提高蒸汽的温度,然后通过主蒸汽管路25返回蒸发室21中。备用蒸汽管路35的一端与压缩风机24连通,另一端与蒸发室21连通。蒸发室21中存在温度较低的位置时,可利用备用蒸汽管路35向蒸发室21内输送高温蒸汽,以使得蒸发室21内的温度恒定在所需温度值。
[0039] 工作人员可根据物料的不同等因素设定合适的预设温度阈值,并将预设温度阈值存储在电子设备中,由于蒸发室对温度要求较高,因此电子设备获取到每个预设位置的温度值后,将温度值与预设温度阈值进行比较,若存在低于预设温度阈值的第一目标位置,则说明在换热环节出现异常,即蒸发室内温度不够导致换热管内温度不足,进而导致物料中水分蒸发较少,物料浓缩程度不够。由于滴液视频信息记载物料浓缩后的液滴形成与滴落的具体情况,浓缩液密度大小表征浓缩液的形成质量,温度值表征蒸发室内的温度情况,因此根据第一目标位置的温度值、滴液视频信息以及密度综合从多个备用蒸汽管路中确定出所需要开启的目标蒸汽管路。
[0040] S103,基于每个第一目标位置的温度值以及红外成像视频确定压缩风机需要达到的目标功率。
[0041] 对于本申请实施例,第一目标位置的温度值表征温度损失的具体程度,第一目标位置的温度值与压缩风机需要增大的功率有关。并且红外成像视频记载有分离室中蒸汽的形成情况,蒸汽的温度、体积等因素同样与压缩风机需要增大的功率有关,因此电子设备根据第一目标位置的温度值以及红外成像视频相结合,能够准确地确定出压缩风机需要达到的目标功率。
[0042] S104,控制压缩风机按照目标功率运行,并控制目标蒸汽管路打开。
[0043] 对于本申请实施例,电子设备与压缩风机通过无线或导线进行连接,电子设备确定出压缩风机所需达到的目标功率后,向压缩风机发送控制信号以使得压缩风机按照目标功率运行。同样的,每个备用蒸汽管路上设置有电子阀门,从而控制备用蒸汽管路的开启或关闭,电子设备与每个备用蒸汽管路上的电子阀门通过导线或无线进行连接,电子设备确定出目标蒸汽管路后向目标蒸汽管路的电子阀门发送控制信号,以使得目标蒸汽管路的电子阀门动作,从而连通压缩风机与蒸汽室。需要了解的是,压缩风机的功率提高后,会导致蒸汽的温度升高,进而可能导致主蒸汽管路输出的温度升高,而升高温度的蒸汽仅用于对第一目标位置的温度补偿,如图2所示,可在主蒸汽管路上设置节流阀251,以调节主蒸汽管路内的压力和流量,进而防止主蒸汽管路内的温度过高,导致形成的浓缩液的密度、浓度以及稠度的增大。
[0044] 通过第一目标位置的温度值、滴液视频信息以及密度确定出合适的目标蒸汽管路,然后根据第一目标位置的温度值以及红外成像视频确定出压缩风机所需达到的合适的目标功率,防止目标功率过大从而浪费更多的电能,因此确定出的目标功率更加合适,压缩风机按照目标功率运行更加节省电能。
[0045] 本申请实施例的一种可能的实现方式,步骤S102中基于第一目标位置的温度值、滴液视频信息以及密度从多个备用蒸汽管路中确定目标蒸汽管路,具体包括步骤S1021(图中未示出)、步骤S1022(图中未示出)、步骤S1023(图中未示出)、步骤S1024(图中未示出)、步骤S1025(图中未示出)以及步骤S1026(图中未示出),其中,S1021,确定每个第一目标位置的温度值与预设温度阈值的温度差值,并确定温度差值的第一平均值。
[0046] 对于本申请实施例,电子设备获取到每个第一目标位置的温度值后,计算每个第一目标位置的温度值与预设温度阈值的温度差值,差值越大,说明换热管内物料中水分蒸发的效果越差。电子设备通过平均值计算公式确定出温度差值的第一平均值,第一平均值表征全部第一目标位置温度值整体的偏差程度。
[0047] S1022,对滴液视频信息的每帧画面进行特征识别,得到每帧画面中每个换热管滴出的完整液滴的第一数量,以及每帧画面中完整液滴的第二数量。
[0048] 对于本申请实施例,电子设备将滴液视频信息输入至训练好的网络模型中进行特征识别,从而识别出每帧画面中每个换热管滴出的完整液滴的第一数量,并且基于每帧画面中每个换热管滴出的完成液滴的第一数量进行求和得到每帧画面中完整液滴的第二数量。训练好的网络模型可以是卷积神经网络模型,也可以是循环神经网络模型,还可以是其他类型的网络模型,在此不做限定。工作人员可提前采集分离室顶部正常滴液时的图像,并且对图像中的完整液滴进行标注,从而得到训练样本集,电子设备根据训练样本集对网络模型进行训练,从而得到训练好的网络模型。在其他实施方式中,还可对每帧画面进行边缘检测,对每帧画面进行去噪等预处理,再进行灰度变换等操作得到完整液滴的边缘轮廓,进而识别得到完整液滴。
[0049] 第一数量表征单个换热管在单位时间内滴出完整液滴的数量,单个换热管在浓缩正常时的第一数量处于一个合理的范围内。第二数量表征全部换热管在单位时间内整体的滴出完整液滴的数量,整体的全部换热管在浓缩正常时的第二数量同样处于一个合理范围内,第一数量和第二数量越多,说明水分蒸发越少,降膜蒸发器中蒸汽温度降低会导致分离室中滴液变快,在降膜蒸发器中,物料被加热并蒸发,生成的蒸汽和未蒸发的液体一同进入分离室进行分离。当蒸汽的温度降低时,其对料液的加热能力减弱,导致料液蒸发速度降低,从而影响整个蒸发过程的效率。由于蒸汽温度降低,料液在管壁上的蒸发量减少,使得更多的液体以滴状形式快速流下,进入分离室,并迅速排出。
[0050] S1023,基于第一数量确定全部换热管整体的滴液频率,计算第二数量的第二平均值。
[0051] 对于本申请实施例,电子设备根据每个换热管在预设时间段内的第一数量总和以及单位时间确定出每个换热管的滴液频率,并根据每个换热管的滴液频率、全部换热管的数量以及平均值计算公式确定出全部换热管整体的滴液频率。电子设备根据每帧画面中的第二数量以及每帧画面的数量确定出第二平均值。
[0052] S1024,基于第一平均值、滴液频率以及第二平均值确定所需的备用蒸汽管路的所需数量。
[0053] 对于本申请实施例,第一平均值表征全部第一目标位置整体的温度偏离程度,第一平均值越大温度偏移越严重,需要的备用蒸汽管路的数量越多,同样的,滴液频率越大,说明物料水分蒸发越不充分,即物料中水分吸热不够,需要的备用蒸汽管路的数量越多,第二平均值越大,说明每帧画面中分离室顶部形成的完整液滴越多,同样说明物料水分蒸发越不充分,需要的备用蒸汽管路的数量越多,因此,上述三者都是影响使用备用蒸汽管路数量的重要因素,并且影响程度不用,可提前对上述三者设定不同的系数,假设第一平均值的系数为0.4、滴液频率的系数为0.4、第二平均值的系数为0.2,假设第一平均值为3、滴液频率为15、第二平均值为9,电子设备基于系数以及上述三个因素的值进行加权计算得到3×0.4+15×0.4+9×0.2=9,确定出的数值9可作为一个分值,该分值与所需备用蒸汽管路的数量相关,电子设备内可预先存储有多个预设数值区间,每个预设数值区间对应有一个所需备用蒸汽管路合适的数量,电子设备确定出数值9所在的预设数值区间,并将该区间对应的数量确定为所需的备用蒸汽管路的所需数量即可,通过使用第一平均值、滴液频率以及第二平均值综合确定出备用蒸汽管路的所需数量更合适准确。
[0054] S1025,若所需数量小于第一目标位置的数量,则计算每个备用蒸汽管路到每个第一目标位置的距离,并基于距离计算每个备用蒸汽管路对应的平均距离。
[0055] 对于本申请实施例,若确定出的所需数量小于第一目标位置的数量,则说明需要用较少的备用蒸汽管路覆盖全部的第一目标位置,因此需要确定出合适位置的备用蒸汽管路。工作人员在预设方格图中绘制蒸发器,并且标注每个预设位置的坐标以及每个备用蒸汽管路的坐标,通过两点间距离公式计算出每个备用蒸汽管路到每个第一目标位置的距离,并且电子设备根据平均值计算公式确定出每个备用蒸汽管路的平均距离。若所需数量不小于第一目标位置的数量,则说明一个目标蒸汽管路能至少对一个第一目标位置进行针对性的温度补偿,因此直接根据第一目标位置到备用蒸汽管路的距离确定每个第一目标位置最近的备用蒸汽管路作为目标蒸汽管路即可。
[0056] S1026,将平均距离最小的前所需数量的备用蒸汽管路确定为目标蒸汽管路。
[0057] 对于本申请实施例,电子设备确定出平均距离后,某备用蒸汽管路的平均距离越小说明该备用蒸汽管路到每个第一目标位置的距离均较小,适合作为目标蒸汽管路,因此电子设备对于平均距离由小到大进行排序,从排序结果中按照排序顺序选择所需数量的备用蒸汽管路,即目标蒸汽管路。假设所需数量为2个,共有三个备用蒸汽管路,电子设备根据平均距离对三个备用蒸汽管路由小到大进行排序后,选择前两个备用蒸汽管路作为目标蒸汽管路即可。通过确定出合适数量的备用蒸汽管路后,再根据每个备用蒸汽管路对应的平均距离确定最终的目标蒸汽管路,从而提高了对蒸汽室输送蒸汽的效果,使得每个第一目标位置均能快速升温。
[0058] 本申请实施例的一种可能的实现方式,步骤S103中基于每个第一目标位置的温度值以及红外成像视频确定压缩风机需要达到的目标功率,具体包括步骤S1031(图中未示出)、步骤S1032(图中未示出)、步骤S1033(图中未示出)、步骤S1034(图中未示出)、步骤S1035(图中未示出)以及步骤S1036(图中未示出),其中,S1031,基于红外成像视频确定换热管整体喷出的蒸汽体积以及蒸汽平均温度。
[0059] 对于本申请实施例,电子设备可先对红外成像视频中的液滴特征进行滤除,从而减少液滴特征对后续红外成像视频分析的影响。电子设备对红外成像视频中的每帧画面进行边缘检测,得到换热器整体喷出的蒸汽的边缘轮廓,将轮廓内的像素数量表征为蒸汽体积,像素数量越多蒸汽体积越大,电子设备根据每帧画面的像素数量与红外成像视频的全部帧画面的数量确定像素数量的平均值,即像素数量的平均值表征蒸汽体积。
[0060] 由于红外成像视频同样记载有蒸汽内的温度,蒸汽边缘与蒸汽中心内部的温度可能存在差异。因此电子设备根据每帧画面中蒸汽不同位置的温度值确定每帧画面内蒸汽的温度平均值,即使用温度平均值表征每帧画面内蒸汽的温度,电子设备再利用全部帧画面的数量以及每帧画面中蒸汽的温度,结合平均值计算公式确定出蒸汽温度平均值,利用蒸汽温度平均值表征蒸汽温度。蒸汽体积以及蒸汽温度都能够表征分离室内蒸汽的形成情况以及质量。
[0061] S1032,计算红外成像视频每相邻两帧画面之间的第一相似度、每帧画面与预设画面的第二相似度。
[0062] 对于本申请实施例,电子设备计算每相邻两帧画面之间的第一相似度,第一相似度越小,说明相邻两帧画面内的蒸汽变化幅度越大,蒸汽产生越剧烈,蒸汽形成越充分,即浓缩越充分,第一相似度越大,说明相邻两帧画面内的蒸汽变化幅度越小,蒸汽变化越平缓,蒸汽形成越少。并且电子设备计算每帧画面与预设画面之间的第二相似度,预设画面是工作人员提前采集的物料在蒸发器中水分蒸发正常时分离室内蒸汽形成的红外画面。电子设备计算每帧画面与预设画面的第二相似度,第二相似度表征当前形成的蒸汽与形成的标准蒸汽的差距,第二相似度越大,说明当前蒸汽形成与标准蒸汽形成差距较小,第二相似度越小,说明当前蒸汽形成与标准蒸汽形成差距越大。计算相似度可通过结构相似性度量(SSIM)计算。也可通过余弦相似度计算。
[0063] S1033,确定第一相似度的方差以及第二相似度的相似度平均值。
[0064] 对于本申请实施例,电子设备先计算第一相似度的平均值,再利用方差计算公式计算第一相似度的方差,通过方差表征分离室内蒸汽变化的剧烈程度。并且电子设备计算第二相似度的相似度平均值,相似度平均值表征当前分离室内形成的蒸汽与标准蒸汽的整体差距。
[0065] S1034,基于方差、相似度平均值、蒸汽体积以及蒸汽平均温度确定第一得分。
[0066] 对于本申请实施例,方差和相似度平均值均为影响当前形成蒸汽质量的关键因素,并且影响程度不同,方差越大说明形成蒸汽越剧烈,蒸汽形成越充分,相似度平均值越大说明形成的蒸汽与标准蒸汽越接近,蒸汽体积越大说明蒸汽形成越充分,蒸汽平均温度越高说明蒸汽形成越充分,工作人员可对方差、相似度平均值、蒸汽体积以及蒸汽平均温度设置不同的系数并根据方差、相似度平均值、蒸汽体积以及蒸汽平均温度的大小进行加权计算得到关于当前形成蒸汽质量的第一得分。第一得分越大说明蒸汽质量越高,压缩风机需要增大的功率越小,压缩风机越节省电能。进行加权计算的方式可参照步骤S1024中公开的内容。
[0067] S1035,确定每个第一目标位置的温度值与预设温度阈值的温度差值,基于温度差值以及第一目标位置的数量确定第二得分。
[0068] 对于本申请实施例,温度差值越大说明换热管内蒸汽形成越不充分,浓缩液密度达不到所需密度,得到的浓缩液的质量越低,需要压缩风机增大的功率越大。第一目标位置的数量越多,说明蒸发室内整体的蒸汽温度越低,形成的蒸汽越不充分且温度较低,得到的浓缩液质量越低,需要压缩风机增大的功率越大,因此对温度差值以及第一目标位置的数量设定不同的系数并进行加权计算得到关于蒸发室内温度的第二得分,进行加权计算的方式可参照步骤S1024或步骤S1034中公开的内容。
[0069] S1036,基于第一得分以及第二得分确定压缩风机需要达到的目标功率。
[0070] 对于本申请实施例,第一得分表征分离室中形成蒸汽的质量,第二得分表征蒸发室内温度的质量,根据第一得分和第二得分综合计算以确定出压缩风机所需要达到的目标功率更准确。具体的,电子设备可对第一得分和第二得分进行加权计算得到总得分,也可直接计算第一得分和第二得分的总和得到总得分,电子设备内可存储有多个预设得分区间,每个预设得分区间对应有压缩风机需要达到的功率,因此电子设备确定出总得分所在的预设得分区间,将该区间对应的功率确定为目标功率即可。或者,提前根据第一得分、第二得分以及其他相关参数(如上述提到的计算第一得分和第二得分使用的参数)构建模型,并提前采集关于第一得分、第二得分以及目标功率的训练样本集,对网络模型进行训练得到训练好的网络模型,电子设备可将第一得分和第二得分输入到训练好的网络模型中进行功率计算,从而得到目标功率。通过计算表征蒸汽质量的第一得分以及蒸发室内温度质量的第二得分,并且结合第一得分和第二得分综合确定目标功率更加准确。
[0071] 在其他实施方式中,还可结合滴液频率计算目标功率,在此不再赘述。并且需要得知的是,上述提到的系数可根据实际情况以及需要进行适应性调整。
[0072] 本申请实施例的一种可能的实现方式,步骤S103之后还包括步骤S105(图中未示出)、步骤S106(图中未示出)以及步骤S107(图中未示出),其中,S105,获取滴液频率,并计算第一得分与滴液频率的比值。
[0073] 对于本申请实施例,电子设备确定出滴液频率后,计算第一得分与滴液频率的比值。第一得分表征分离室内形成蒸汽的质量,滴液频率表征物料经过蒸发室后形成浓缩液的快慢程度,可通过滴液频率表征形成浓缩液的质量,需要得知的是,滴液频率是在物料进入蒸发室时的流速一定的情况下计算出的,物料在分离室中最终形成二次利用的蒸汽以及浓缩液,因此在浓缩液质量合格并且形成的蒸汽质量合格的情况下,第一得分与滴液频率的比值应处于一个固定值或固定范围,因此电子设备实时计算第一得分与滴液频率的比值,以分析出蒸发过程的具体情况和质量。
[0074] S106,确定比值与压缩风机当前功率的对应关系。
[0075] 对于本申请实施例,压缩风机当前功率影响蒸汽温度进而影响分离室内形成蒸汽的质量以及浓缩液的质量,因此电子设备确定出比值与当前功率的对应关系,从而便于后续分析。
[0076] S107,基于对应关系生成训练样本集,以对目标网络模型进行训练。
[0077] 其中,目标网络模型是基于第一得分与滴液频率的比值,以及压缩风机当前功率构建的。
[0078] 对于本申请实施例,为了优化压缩风机的功率调节情况,以达到更节能的效果,工作人员可根据第一得分与滴液频率的比值以及压缩风机当前功率构建目标网络模型,电子设备确定出比值与当前功率的对应关系后,将对应关系生成训练样本集,从而对当前的目标网络模型进行深入训练和优化,训练好的网络模型能够根据第一得分和滴液频率的比值对压缩风机的功率进行调节,从而达到更加节能的效果。
[0079] 本申请实施例的一种可能的实现方式,每个备用蒸汽管路上靠近蒸发室的一端均设置有能够转动的导流板,步骤S104之后还包括步骤一、步骤二、步骤三、步骤四以及步骤五,其中,步骤一,若所需数量小于第一目标位置的数量,则确定每个第一目标位置与关联目标蒸汽管路所呈的角度。
[0080] 其中,关联目标蒸汽管路为每个第一目标位置对应的距离最近的目标蒸汽管路所呈的角度。
[0081] 对于本申请实施例,导流板可以是百叶形,也可以是其他形式的导流板,导流板的角度能够调节,具体的可通过对导流板连接伺服电机进行调节。在通常情况下,备用蒸汽管路的输送方向与换热管垂直,并且蒸汽从备用蒸汽管路流出后呈扇形流动。
[0082] 若所需数量小于第一目标位置的数量,则可能存在某些第一目标位置与关联目标蒸汽管路的距离过大,进而导致上述某些第一目标位置位于关联目标蒸汽管路的蒸汽覆盖的扇形区域外。因此电子设备确定每个第一目标位置到关联目标蒸汽管路所呈的角度,具体的,工作人员在预设方格图中绘制蒸发器,并且标注每个预设位置的坐标以及每个备用蒸汽管路的坐标,通过向量夹角计算公式等计算出每个第一目标位置与关联目标蒸汽管路所呈的角度。
[0083] 步骤二,若第一目标位置中存在角度大于预设角度阈值的第二目标位置,则基于角度确定第二目标位置对应的关联目标蒸汽管路上导流板的转动角度。
[0084] 对于本申请实施例,预设角度阈值即为每个备用蒸汽管路流出蒸汽的扇形范围的角度,电子设备对确定出的角度与预设角度阈值进行比较,从而判断出是否存在角度大于预设角度阈值的第二目标位置,第二目标位置即为关联目标蒸汽管路不便于覆盖到的预设位置。因此电子设备根据第二目标位置与关联目标蒸汽管路形成的角度减去预设角度阈值,得到一个角度差值,该角度差值即为该关联目标蒸汽管路上导流板的转动角度。
[0085] 步骤三,确定第二目标位置对应的关联目标蒸汽管路覆盖的第一目标位置。
[0086] 对于本申请实施例,电子设备确定出关联目标蒸汽管路喷出蒸汽的扇形范围内的第一目标位置,由于关联目标蒸汽管路需要兼顾其他第一目标位置,电子设备确定出预设角度范围后模拟出关联目标蒸汽管路的覆盖范围,并将覆盖范围平移至蒸发室内换热管处,从而确定出覆盖的第一目标位置。
[0087] 步骤四,确定覆盖的第一目标位置的温度差值以及第二目标位置的温度差值的比例。
[0088] 对于本申请实施例,某第一目标位置的温度差值越大,说明该第一目标位置越重要,因此电子设备确定覆盖第一目标位置的温度差值以及第二目标位置的温度差值之间的比例,通过该比例表征覆盖的第一目标位置与第二目标位置之间的重要程度优先级。
[0089] 步骤五,基于比例确定关联目标蒸汽管路的导流板到转动角度后的持续时间。
[0090] 对于本申请实施例,电子设备确定出比例后,即可根据比例确定导流板在转动角度后的持续时间,第二目标位置的占比越大,说明第二目标位置越重要,持续时间越长,反之越短,因此电子设备可根据不同的比例设定不同的持续时间,确定出持续时间后即可查找到对应的持续时间,并控制导流板在转动角度后按照持续时间保持角度,并在持续时间结束后转回原位置。通过确定导流板的转动角度以及转动后的持续时间,使得每个第一目标位置均能够得到充分的温度补偿。
[0091] 本申请实施例的一种可能的实现方式,步骤S106之后还包括步骤S107(图中未示出)以及步骤S108(图中未示出),其中,S107,将对应关系映射在预设坐标系中,并输出映射后的预设坐标系。
[0092] 对于本申请实施例,电子设备内提前存储有关于比值与当前功率的坐标系,电子设备确定出对应关系后,直接在该坐标系上进行映射,并且对相邻的对应关系进行连线即可得到变化情况,电子设备通过控制显示屏等显示装置输出显示映射后的预设坐标系即可,从而使得工作人员清楚地得知变化情况。
[0093] S108,输出滴液视频信息以及红外成像视频。
[0094] 对于本申请实施例,电子设备对获取到的红外成像视频通过显示屏装置进行输出显示,从而便于工作人员清楚地得知分离室内蒸汽的形成情况。
[0095] 上述实施例从方法流程的角度介绍一种降膜蒸发器的自适应节能控制方法,下述实施例从虚拟模块或者虚拟单元的角度介绍了一种降膜蒸发器的自适应节能控制装置,具体详见下述实施例。
[0096] 本申请实施例提供一种降膜蒸发器的自适应节能控制装置40,如图3所示,该降膜蒸发器的自适应节能控制装置40具体可以包括:第一获取模块401,用于获取蒸发室中多个预设位置的温度值、分离室中浓缩液的密度、分离室顶部的滴液视频信息、分离室顶部的红外成像视频以及压缩风机的功率;
备用管路确定模块402,用于当存在温度值低于预设温度阈值的第一目标位置时,基于第一目标位置的温度值、滴液视频信息以及密度从多个备用蒸汽管路中确定目标蒸汽管路;
功率确定模块403,用于基于每个第一目标位置的温度值以及红外成像视频确定压缩风机需要达到的目标功率;
控制模块404,用于控制压缩风机按照目标功率运行,并控制目标蒸汽管路打开。
[0097] 本申请实施例公开了一种降膜蒸发器的自适应节能控制装置40,其中,第一获取模块401获取蒸发室中多个预设位置的温度值、分离室中浓缩液的密度、分离室顶部的滴液视频信息、分离室顶部的红外成像视频以及压缩风机的功率,存在温度值低于预设温度阈值的第一目标位置,说明物料在蒸发室中的水分蒸发效果降低,导致分离室内的蒸汽形成质量降低以及浓缩液质量降低,因此备用管路确定模块402根据第一目标位置的温度值、滴液视频信息以及密度综合确定,以从多个备用蒸汽管路中确定目标蒸汽管路,红外成像视频表征分离室内蒸汽形成的具体情况以及质量,因此功率确定模块403根据第一目标位置的温度值大小以及红外成像视频综合判定出压缩风机所需要达到的目标功率,提高压缩风机的功率,压缩风机对蒸汽进行做功以提高蒸汽的温度,从而对蒸发室内第一目标位置的温度进行补偿,通过第一目标位置的温度值以及红外成像视频能够综合确定出合适大小的目标功率,控制模块404控制压缩风机按照目标功率运行,并且控制目标蒸汽管路打开,从而进行温度补偿,目标功率过大导致电能使用增多,目标功率过小导致温度补偿效果较差,因此确定出合适的目标功率能够在进行温度补偿的同时达到节能的效果,再结合确定出的合适的目标蒸汽管路,降低了温度补偿过程中蒸汽能量的损耗,从而进一步起到节能的效果。
[0098] 本申请实施例的一种可能的实现方式,备用管路确定模块402在基于第一目标位置的温度值、滴液视频信息以及密度从多个备用蒸汽管路中确定目标蒸汽管路时,具体用于:确定每个第一目标位置的温度值与预设温度阈值的温度差值,并确定温度差值的第一平均值;
对滴液视频信息的每帧画面进行特征识别,得到每帧画面中每个换热管滴出的完整液滴的第一数量,以及每帧画面中完整液滴的第二数量;
基于第一数量确定全部换热管整体的滴液频率,计算第二数量的第二平均值;
基于第一平均值、滴液频率以及第二平均值确定所需的备用蒸汽管路的所需数
量;
若所需数量小于第一目标位置的数量,则计算每个备用蒸汽管路到每个第一目标位置的距离,并基于距离计算每个备用蒸汽管路对应的平均距离;
将平均距离最小的前所需数量的备用蒸汽管路确定为目标蒸汽管路。
[0099] 本申请实施例的一种可能的实现方式,功率确定模块403在基于每个第一目标位置的温度值以及红外成像视频确定压缩风机需要达到的目标功率时,具体用于:基于红外成像视频确定换热管整体喷出的蒸汽体积以及蒸汽平均温度;
计算红外成像视频每相邻两帧画面之间的第一相似度、每帧画面与预设画面的第二相似度;
确定第一相似度的方差以及第二相似度的相似度平均值;
基于方差、相似度平均值、蒸汽体积以及蒸汽平均温度确定第一得分;
确定每个第一目标位置的温度值与预设温度阈值的温度差值,基于温度差值以及第一目标位置的数量确定第二得分;
基于第一得分以及第二得分确定压缩风机需要达到的目标功率。
[0100] 本申请实施例的一种可能的实现方式,装置40还包括:第二获取模块,用于获取滴液频率,并计算第一得分与滴液频率的比值;
对应关系确定模块,用于确定比值与压缩风机当前功率的对应关系;
生成模块,用于基于对应关系生成训练样本集,以对目标网络模型进行训练,目标网络模型是基于第一得分与滴液频率的比值,以及压缩风机当前功率构建的。
[0101] 本申请实施例的一种可能的实现方式,每个备用蒸汽管路上靠近蒸发室的一端均设置有能够转动的导流板,装置40还包括:所呈角度确定模块,用于当所需数量小于第一目标位置的数量时,确定每个第一目标位置与关联目标蒸汽管路所呈的角度,关联目标蒸汽管路为每个第一目标位置对应的距离最近的目标蒸汽管路所呈的角度;
转动角度确定模块,用于当第一目标位置中存在角度大于预设角度阈值的第二目标位置时,基于角度确定第二目标位置对应的关联目标蒸汽管路上导流板的转动角度;
位置确定模块,用于确定第二目标位置对应的关联目标蒸汽管路覆盖的第一目标位置;
比例确定模块,用于确定覆盖的第一目标位置的温度差值以及第二目标位置的温度差值的比例;
持续时间确定模块,用于基于比例确定关联目标蒸汽管路的导流板到转动角度后的持续时间。
[0102] 本申请实施例的一种可能的实现方式,装置40还包括:第一输出模块,用于将对应关系映射在预设坐标系中,并输出映射后的预设坐标系;
第二输出模块,用于输出滴液视频信息以及红外成像视频。
[0103] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的一种降膜蒸发器的自适应节能控制装置40的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0104] 本申请实施例中提供了一种降膜蒸发器的自适应节能控制系统,如图2和图4所示,包括多个温度传感器31,设置在蒸发室21内的多个预设位置,用于采集多个位置的温度值。密度传感器32,设置在分离室22内,用于采集浓缩液的密度。摄像头装置33,设置在分离室22内,用于采集分离室22顶部的滴液视频信息。红外成像装置34,设置在分离室22内,用于采集分离室22顶部的红外成像视频。功率传感器36,用于采集压缩风机的功率。多个备用蒸汽管路35,多个备用蒸汽管路与蒸发室21连通,并且与压缩风机24连通,每个备用蒸汽管路35中设置有电子阀门351,电子阀门351与电子设备37通过有线或无线进行连接,以使得电子设备37控制电子阀门351动作,进而控制备用蒸汽管路351打开。电子设备37,与多个温度传感器31通过导线或无线连接,与密度传感器32通过导线或无线连接,与摄像头装置33通过导线或无线连接,与红外成像装置34通过导线或无线连接,与功率传感器36通过导线或无线连接,用于获取蒸发室21中多个预设位置的温度值、分离室22中浓缩液的密度、分离室22顶部的滴液视频信息、分离室22顶部的红外成像视频以及压缩风机24的功率,若存在温度值低于预设温度阈值的第一目标位置,则基于第一目标位置的温度值、滴液视频信息以及密度从多个备用蒸汽管路35中确定目标蒸汽管路,基于每个第一目标位置的温度值以及红外成像视频确定压缩风机24需要达到的目标功率,控制压缩风机24按照目标功率运行,并控制目标蒸汽管路打开。并且电子设备37用于执行上述方法实施例公开的内容。
[0105] 温度传感器31采集的多个预设位置的温度值发送至电子设备37中以使得电子设备37获取,并且密度传感器32采集的浓缩液的密度发送至电子设备37中,摄像头装置33采集的滴液视频信息发送至电子设备37中,红外成像装置34将采集的红外成像视频发送至电子设备37中,功率传感器36将采集的压缩风机24的功率发送至电子设备37中,电子设备37根据上述数据按照上述方法实施例公开的内容确定目标蒸汽管路以及压缩风机24的目标功率即可。此外每个备用蒸汽管路35上设置有导流板352,电子设备37与控制导流板352转动的伺服电机通过导线或无线进行连接,从而控制导流板352转动。并且为了控制调节主蒸汽管路25内的蒸汽流速与压力,在主蒸汽管路25上设置有节流阀251,电子设备37与节流阀251通过导线或无线进行连接。
[0106] 本申请实施例中提供了一种电子设备,如图5所示,图5所示的电子设备37包括:处理器371和存储器373。其中,处理器371和存储器373相连,如通过总线372相连。可选地,电子设备37还可以包括收发器374。需要说明的是,实际应用中收发器374不限于一个,该电子设备37的结构并不构成对本申请实施例的限定。
[0107] 处理器371可以是CPU(Central Processing Unit,中央处理器),通用处理器,DSP(Digital Signal Processor,数据信号处理器),ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路),FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器371也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,DSP和微处理器的组合等。
[0108] 总线372可包括一通路,在上述组件之间传送信息。总线372可以是PCI(Peripheral Component Interconnect,外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry Standard Architecture,扩展工业标准结构)总线等。总线372可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图5中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一型的总线。
[0109] 存储器373可以是ROM(Read Only Memory,只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,电可擦可编程只读存储器)、CD‑ROM(Compact Disc Read Only Memory,只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。
[0110] 存储器373用于存储执行本申请方案的应用程序代码,并由处理器371来控制执行。处理器371用于执行存储器373中存储的应用程序代码,以实现前述方法实施例所示的内容。
[0111] 其中,电子设备包括但不限于:移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。还可以为服务器等。图5示出的电子设备仅仅是一个示例,不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0112] 本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,当其在计算机上运行时,使得计算机可以执行前述方法实施例中相应内容。与相关技术相比,本申请实施例中存在温度值低于预设温度阈值的第一目标位置,说明物料在蒸发室中的水分蒸发效果降低,导致分离室内的蒸汽形成质量降低以及浓缩液质量降低,因此根据第一目标位置的温度值、滴液视频信息以及密度综合确定,以从多个备用蒸汽管路中确定目标蒸汽管路,红外成像视频表征分离室内蒸汽形成的具体情况以及质量,因此根据第一目标位置的温度值大小以及红外成像视频综合判定出压缩风机所需要达到的目标功率,提高压缩风机的功率,压缩风机对蒸汽进行做功以提高蒸汽的温度,从而对蒸发室内第一目标位置的温度进行补偿,通过第一目标位置的温度值以及红外成像视频能够综合确定出合适大小的目标功率,控制压缩风机按照目标功率运行,并且控制目标蒸汽管路打开,从而进行温度补偿,目标功率过大导致电能使用增多,目标功率过小导致温度补偿效果较差,因此确定出合适的目标功率能够在进行温度补偿的同时达到节能的效果,再结合确定出的合适的目标蒸汽管路,降低了温度补偿过程中蒸汽能量的损耗,从而进一步起到节能的效果。
[0113] 应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0114] 以上所述仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。