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专利名称：一种基于物联网的VOCs废气治理系统

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411284014.0

专利申请（专利权）人：山东格物智联信息技术有限公司
权利人地址：山东省德州市德城区天衢街道办事处天衢工业园育英大街3331号1181室

专利发明（设计）人：谈庆松,任荣军,付洪凯,张志敏,李心礼

专利摘要：本发明属于废气处理技术领域，特别涉及一种基于物联网的VOCs废气治理系统，包括数据采集模块、数据分析量化模块、智能管控模块、设备异常告警模块以及与上述各个模块通讯连接的全过程管控平台；本发明通过数字化平台，运用大数据实时监测，采集废气实时数据参数,根据数据进行废气处理转化率的计算,量化评估废气治理效果,根据转化率和采集的点位数据,个性化设置规则引擎,结合智能管控模块、规则引擎管理模块实现设备运行的三维可视化和实时报警功能,从而实现废气治理的数字化、自动化和智能化,提高废气处理效率。

主权利要求：
1.一种基于物联网的VOCs废气治理系统，其特征在于：包括数据采集模块（1）、数据分析量化模块（2）、智能管控模块（3）、设备异常告警模块（4）以及与上述各个模块通讯连接的全过程管控平台（5）；
所述数据采集模块（1）用于实时采集废气处理过程中所需的数据参数，并将采集的数据传输到数据分析量化模块（2），进行数据分析、加工和呈现，其包括设备电流数据采集单元、出口浓度数据采集单元、进口浓度数据采集单元、阀状态数据采集单元、温度数据采集单元、预处理压差数据采集单元、炉温度数据采集单元、风机频率数据采集单元和活性炭箱温度数据采集单元；
所述数据分析量化模块（2）将所述数据采集模块（1）采集的数据进行分析并量化为废气处理转化率，并将废气处理转化率推送给所述智能管控模块（3）中的规则引擎模块（31），作为告警点位的判定条件之一；
所述废气处理转化率的具体分析过程为：设定某一设备为目标设备，在规定时间内，采集获取监测周期内目标设备各个点位数据，基于所采集数据利用第一公式计算出目标设备每个小时单个设备的废气处理转化率E：；
其中：
Ci为目标设备的每小时进口浓度平均值;
Cf为目标设备的每小时出口浓度平均值;
Tb为目标设备的每小时活性炭箱温度平均值;
P为目标设备的每小时预处理压差平均值;
F为目标设备的每小时风机频率平均值;
Ta为目标设备的每小时炉温度平均值;
根据计算得出的目标设备每个小时单个设备的废气处理转化率E，进行废气处理转化率规则引擎的设计；
所述规则引擎模块（31）利用规则设计器设计规则引擎，其过程为:利用MQTT进行数据的接收，然后处理MQTT数据，梳理所需的点位进行规则设计，进行整合判断，延迟执行，恢复报警和获取最新值以判断最终是否报警，最终利用监听HTTP方式传送数据确定请求恢复报警或发送报警，每一步规则设计都有相应的规则代码支持；
所述设备异常告警模块（4）与所述规则引擎模块（31）连接，其包括告警配置单元、实时告警单元和维保维护单元,所述告警配置单元配置与所述规则引擎模块（31）相应的报警规则,其内容为对目标设备各个点位数据进行条件、阈值、废气处理转化率、延时、告警等级、是否自动报警和恢复方式进行规则设定；
所述实时告警单元根据规则引擎模块（31）和告警配置单元的设定,触发一系列告警,包括设备信息、所属公司、告警点位、告警值、告警等级、处理模式、以及是否自动处理；
所述设备异常报警模块中包括维保记录单元、维保台账单元相,对所属公司所属设备的维修、保养、活性炭更换功能进行记录。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的VOCs废气治理系统，其特征在于：所述数据采集模块（1）包括定位模块以及摄像头模块，所述定位模块对目标设备进行精确定位，所述摄像头模块对设备运行数据进行采集。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的VOCs废气治理系统，其特征在于：所述智能管控模块（3）包括设备状态单元，所述设备状态单元通过数据采集模块（1）中的定位模块对目标设备实时定位，进行数据分析，结合大数据，运用可视化地图散点图直观展示各个目标设备的实时位置，并设计路线导航功能，直接定位故障设备的路线。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的VOCs废气治理系统，其特征在于：所述设备状态单元通过数据采集模块（1）中的摄像头单元组，对目标设备运行状态进行实时监控，对设备开机时长、状态详情、设备code、工艺、处理效率进行集中展示，为所述设备异常告警模块（4）提供数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的VOCs废气治理系统，其特征在于：所述智能管控模块（3）包括企业维护单元，所述企业维护单元对企业信息进行维护、对企业进行审核、企业下各设备信息进行集中维护。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的VOCs废气治理系统，其特征在于：所述规则引擎模块（31）包括二位组态单元和3D可视化单元,所述3D可视化单元结合轻量级BIM应用,对目标设备和流程进行三维直观的展示,所述二位组态单元对目标设备处理流程进行还原,将废气处理流程及其重要点位和数据进行直观展示。
7.根据权利要求1?6任意一项所述的一种基于物联网的VOCs废气治理系统，其特征在于：所述数据采集模块（1）、数据分析量化模块（2）、智能管控模块（3）以及全过程管控平台（5）均与移动终端（6）通讯连接。 说明书 : 一种基于物联网的VOCs废气治理系统技术领域[0001] 本发明属于废气处理技术领域，特别涉及一种基于物联网的VOCs废气治理系统。背景技术[0002] 现有废气治理技术主要包括燃烧法、冷凝法、吸收法、膜分离法。各技术存在各自的局限性和不足,难以满足日益严格的环保要求和市场需求。废气治理涉及多个环节和部门,需要建立完善的管理体系和协作机制,确保治理效果。现有废气治理往往需要人力的参与。但是VOCs对人体伤害极大。如何提供一种行之有效的方法去合理高效安全的实现废气的治理显得尤为重要。发明内容[0003] 本发明提供一种基于物联网的VOCs废气治理系统，可以解决背景技术中所指出的问题。[0004] 一种基于物联网的VOCs废气治理系统，包括数据采集模块、数据分析量化模块、智能管控模块、设备异常告警模块以及与上述各个模块通讯连接的全过程管控平台；[0005] 所述数据采集模块用于实时采集废气处理过程中所需的数据参数，并将采集的数据传输到数据分析量化模块，进行数据分析、加工和呈现，其包括设备电流数据采集单元、出口浓度数据采集单元、进口浓度数据采集单元、阀状态数据采集单元、温度数据采集单元、预处理压差数据采集单元、炉温度数据采集单元、风机频率数据采集单元和活性炭箱温度数据采集单元；[0006] 所述数据分析量化模块将所述数据采集模块采集的数据进行分析并量化为废气处理转化率，并将废气处理转化率推送给所述智能管控模块中的规则引擎模块，作为告警点位的判定条件之一；[0007] 所述废气处理转化率的具体分析过程为：设定某一设备为目标设备，在规定时间内，采集获取监测周期内目标设备各个点位数据，基于所采集数据利用第一公式计算出目标设备每个小时单个设备的废气处理转化率E： ；[0008] 其中：[0009] Ci为目标设备的每小时进口浓度平均值;[0010] Cf为目标设备的每小时出口浓度平均值;[0011] Tb为目标设备的每小时活性炭箱温度平均值;[0012] P为目标设备的每小时预处理压差平均值;[0013] F为目标设备的每小时风机频率平均值;[0014] Ta为目标设备的每小时炉温度平均值;[0015] 根据计算得出的目标设备每个小时单个设备的废气处理转化率E，进行废气处理转化率规则引擎的设计；[0016] 所述规则引擎模块利用规则设计器设计规则引擎，其过程为:利用MQTT进行数据的接收，然后处理MQTT数据，梳理所需的点位进行规则设计，进行整合判断，延迟执行，恢复报警和获取最新值以判断最终是否报警，最终利用监听HTTP方式传送数据确定请求恢复报警或发送报警，每一步规则设计都有相应的规则代码支持；[0017] 所述设备异常告警模块与所述规则引擎模块连接，其包括告警配置单元、实时告警单元和维保维护单元,所述告警配置单元配置与所述规则引擎模块相应的报警规则,其内容为对目标设备各个点位数据进行条件、阈值、废气处理转化率、延时、告警等级、是否自动报警和恢复方式进行规则设定；[0018] 所述实时告警单元根据规则引擎模块和告警配置单元的设定,触发一系列告警,包括设备信息、所属公司、告警点位、告警值、告警等级、处理模式、以及是否自动处理；[0019] 所述设备异常报警模块中包括维保记录单元、维保台账单元相,对所属公司所属设备的维修、保养、活性炭更换功能进行记录。[0020] 优选的，所述数据采集模块包括定位模块以及摄像头模块，所述定位模块对目标设备进行精确定位，所述摄像头模块对设备运行数据进行采集。[0021] 优选的，所述智能管控模块包括设备状态单元，所述设备状态单元通过数据采集模块中的定位模块对目标设备实时定位，进行数据分析，结合大数据，运用可视化地图散点图直观展示各个目标设备的实时位置，并设计路线导航功能，直接定位故障设备的路线。[0022] 优选的，所述设备状态单元通过数据采集模块中的摄像头单元组，对目标设备运行状态进行实时监控，对设备开机时长、状态详情、设备code、工艺、处理效率进行集中展示，为所述设备异常告警模块提供数据；[0023] 优选的，所述智能管控模块包括企业维护单元，所述企业维护单元对企业信息进行维护、对企业进行审核、企业下各设备信息进行集中维护。[0024] 优选的，所述规则引擎模块包括二位组态单元和3D可视化单元,所述3D可视化单元结合轻量级BIM应用,对目标设备和流程进行三维直观的展示,所述二位组态单元对目标设备处理流程进行还原,将废气处理流程及其重要点位和数据进行直观展示。[0025] 优选的，所述数据采集模块、数据分析量化模块、智能管控模块以及全过程管控平台均与移动终端通讯连接。[0026] 有益效果：本发明提供一种基于物联网的VOCs废气治理系统；具有以下有益效果：[0027] 1、本发明提高了废气治理的效率和再生利用,有效减轻治污压力,减少二次污染。且企业成本低、运行费用和后期运维费用低。[0028] 2、本发明数据分析量化模块通过数据采集模块采集的数据进行分析量化为废气处理转化率，将废气处理转化率推送至规则引擎模块,作为告警点位的判定条件之一。通过废气治理转化率的计算和实验,进而得出进口浓度、出口浓度、活性炭箱温度、预处理压差、风机频率、炉温度等因素对废气处理的影响大小,进而能尽量控制在最佳数值,从而提高废气处理转化率,达到设备高效运行。[0029] 3、本发明搭配定制规则引擎,对多种点位多种方式进行不同类型告警处理,可自动处理告警,从而降低因设备维修停产带来的经济损失，另外结合轻量级BIM应用、二位组态、大屏等技术,对整个废气处理流程做到线上一体化,可直观查看设备处理的全过程,支持远程控制,进而减少人员使用,解决因废气污染带来的人员身体损伤。[0030] 4、本发明智能管控模块、设备异常报警模块以及后台相应的VOCs综合治理全过程管控平台和搭配的移动端相结合,具有企业管理、设备管理、设备处理效率、废气处理详情、维保管理、告警管理、数据分析等多种功能,实现设备自动+手动处理告警,规则引擎直接触发VOCs综合治理全过程管控平台工单流程,进而维保人员移动端可实时查看待处理流程,实现物联网一体化处理过程。附图说明[0031] 图1为本发明的逻辑示意图，[0032] 附图标记说明：[0033] 图中标号：数据采集模块1；数据分析量化模块2；智能管控模块3；规则引擎模块31；设备异常告警模块4；全过程管控平台5。具体实施方式[0034] 下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。[0035] 实施例：如图1所示，本发明实施例提供的一种基于物联网的VOCs废气治理系统，包括数据采集模块1、数据分析量化模块2、智能管控模块3、设备异常告警模块4以及与上述各个模块通讯连接的全过程管控平台5；[0036] 数据采集模块1用于实时采集废气处理过程中所需的数据参数，并将采集的数据传输到数据分析量化模块2，进行数据分析、加工和呈现，其包括设备电流数据采集单元、出口浓度数据采集单元、进口浓度数据采集单元、阀状态数据采集单元、温度数据采集单元、预处理压差数据采集单元、炉温度数据采集单元、风机频率数据采集单元和活性炭箱温度数据采集单元；[0037] 数据分析量化模块2将数据采集模块1采集的数据进行分析并量化为废气处理转化率，并将废气处理转化率推送给智能管控模块3中的规则引擎模块31，作为告警点位的判定条件之一；[0038] 所述废气处理转化率的具体分析过程为：设定某一设备为目标设备，在规定时间内(如24小时)，采集获取监测周期内目标设备各个点位数据，基于所采集数据利用第一公式计算出目标设备每个小时单个设备的废气处理转化率E：[0039] ；[0040] 其中：[0041] Ci为目标设备的每小时进口浓度平均值;[0042] Cf为目标设备的每小时出口浓度平均值;[0043] Tb为目标设备的每小时活性炭箱温度平均值;[0044] P为目标设备的每小时预处理压差平均值;[0045] F为目标设备的每小时风机频率平均值;[0046] Ta为目标设备的每小时炉温度平均值;[0047] 根据计算得出的目标设备每个小时单个设备的废气处理转化率E，进行废气处理转化率规则引擎的设计；具体设计如下:[0048] ；[0049] ；[0050] 规则引擎管理模块31根据上述告警等级,设计规则实现根据等级不同告警方式。[0051] 规则引擎模块31利用规则设计器设计规则引擎，其过程为:利用MQTT进行数据的接收，然后处理MQTT数据，梳理所需的点位进行规则设计，进行整合判断，延迟执行，恢复报警和获取最新值以判断最终是否报警，最终利用监听HTTP方式传送数据确定请求恢复报警或发送报警，每一步规则设计都有相应的规则代码支持；[0052] 设备异常告警模块4与规则引擎模块31连接，其包括告警配置单元、实时告警单元和维保维护单元,告警配置单元配置与规则引擎模块31相应的报警规则,其内容为对目标设备各个点位数据进行条件、阈值、废气处理转化率、延时、告警等级、是否自动报警和恢复方式进行规则设定；针对上述实施案例,配置以下报警规则:预处理压差点位:条件大于、阈值5、延时0秒、告警等级一级;进口浓度点位:条件大于、阈值1、延时3秒、告警等级二级;风机频率点位:条件大于、阈值10、延时5秒、告警等级三级;电流点位:条件小于、阈值50、延时0秒、告警等级一级;出口浓度点位:条件大于、阈值5、延时0秒、告警等级一级;湿度点位:条件大于、阈值5、延时0秒、告警等级二级;吸附碳箱温度点位:条件大于、阈值3、延时0秒、告警等级一级;脱附碳箱温度点位:条件小于、阈值500、延时10秒、告警等级一级;[0053] 实时告警单元根据规则引擎模块31和告警配置单元的设定,触发一系列告警,包括设备信息、所属公司、告警点位、告警值、告警等级、处理模式、以及是否自动处理；[0054] 设备异常报警模块中包括维保记录单元、维保台账单元相,对所属公司所属设备的维修、保养、活性炭更换功能进行记录。[0055] 具体的，数据采集模块1包括定位模块以及摄像头模块，定位模块对目标设备进行精确定位，摄像头模块对设备运行数据进行采集。[0056] 具体的，智能管控模块3包括设备状态单元，设备状态单元通过数据采集模块1中的定位模块对目标设备实时定位，进行数据分析，结合大数据，运用可视化地图散点图直观展示各个目标设备的实时位置，并设计路线导航功能，直接定位故障设备的路线，从而高效精准定位到所需设备,提高处理效率，设备状态单元通过数据采集模块1中的摄像头单元组，对目标设备运行状态进行实时监控，对设备开机时长、状态详情、设备code、工艺、处理效率进行集中展示，为设备异常告警模块4提供数据；可个性化选择规则引擎方式、设备工艺方式等。具备设备的全生命周期管理，直观了解各设备的情况。便于高效快速处理各设备出现的问题。[0057] 具体的，智能管控模块3包括企业维护单元，企业维护单元对企业信息进行维护、对企业进行审核、企业下各设备信息进行集中维护，规则引擎模块31包括二位组态单元和3D可视化单元,3D可视化单元结合轻量级BIM应用,对目标设备和流程进行三维直观的展示,二位组态单元对目标设备处理流程进行还原,将废气处理流程及其重要点位和数据进行直观展示，工人可直观查看设备废气处理流程各节点数据,提高效率的同时也保障了废气处理过程中工人的身体健康。[0058] 具体的，数据采集模块1、数据分析量化模块2、智能管控模块3以及全过程管控平台5均与移动终端6通讯连接。[0059] 以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

专利地区：山东

专利申请日期：2024-09-13

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN118800370B