CN109313443A - 用于在工业设施中自动生成补救措施的方法和*** - Google Patents

用于在工业设施中自动生成补救措施的方法和*** Download PDF

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Abstract

本文公开防止事件发生或减轻工业设施中事件发生的影响的***和方法。在一些实施例中，从第一传感器接收第一输入，并且至少部分地基于所述第一输入，自动生成初始措施。响应于所述初始措施，从第二传感器接收第二输入，并且至少部分地基于接收的第一输入和接收的第二输入，确定事件发生的可能性。至少部分地基于确定的可能性，自动生成被配置成防止所述事件发生的发生的补救措施。在一些实施例中，所述补救措施为实时生成的，并且能够针对过程条件、环境条件或次级源。

Description

用于在工业设施中自动生成补救措施的方法和***
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年6月3日提交的美国临时专利申请号62/345,717的优先权的权益，其公开内容以全文引用的方式并入本文。
技术领域
本技术通常涉及使用传感器来预测不期望事件发生的可能性并且自动生成补救措施。
背景技术
焦炭为用于在钢铁生产中熔化和还原铁矿石的固体碳燃料和碳源。在称为“汤普森焦化过程”的一种过程中，通过将粉煤分批进料到炉中来生产焦炭，所述炉在密闭控制的大气条件下密封并且加热到非常高的温度，持续大约四十八小时。多年来一直使用焦炉以将煤转化为冶金焦。在焦化过程期间，在控制的温度条件下加热细碎的煤以使煤脱挥发分并且形成具有预定孔隙率和强度的熔化的焦炭块。然后将热焦炭从炉推入热车中，所述热车将焦炭运输到淬火塔以进行冷却。将淬火的焦炭排出到倾斜的焦炭码头上，在那里将所述焦炭粉碎、筛分并且作为产品运输到场外。在整个焦炭生产过程中，通常产生各种材料的排放物。举例来说，在淬火过程期间生成蒸汽，并且在推焦过程期间生成颗粒物质。
焦化设施通常位于其他工业设施附近的工业区，包含生产钢铁、工业气体、蒸汽和各种化学品的那些工业区。鉴于邻近工业设施的工业性质，来自这些工业设施的排放物可分散并且迁移到位于附近的其他工业设施。举例来说，许多工业设施燃烧天然气以形成用于加热不同过程流的烟道气。天然气中存在的硫可保留在烟道气中，并且通常通过烟道气烟囱释放。硫也可在其他处理阶段(例如淬火或码头操作)期间释放。从一个工业设施排放的各种形式的硫可朝另一个工业设施分散，并且最终分散到周围的公共社区。可具有令人不愉快的气味特性的分散体被公共社区的个人感知并且可导致指向当地监管机构的投诉。当然，报告投诉的个人并不知道分散的源，并且因此投诉通常针对个人最了解的公司或设施。为了防止发生任何这类投诉，需要更好地预测不期望事件发生的可能性，以使设施能够防止事件的实际发生或减轻事件的发生的影响。此外，需要识别排放物源并且主动通知公众排放不基于特定设施。
附图说明
参考以下附图描述包含优选实施例的本发明的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则附图标记在各个视图中指的是相同的部分。
图1为根据本技术的实施例的其中具有多个独立工业设施的工业园区的图示。
图2为根据本技术的实施例的图1中所示的工业设施的等距视图。
图3为示出根据本技术的实施例的用于基于工业设施中事件发生的确定的可能性自动生成补救措施的过程的框图。
图4A和4B为示出根据本技术的实施例的用于基于工业设施中事件发生的确定的可能性自动生成补救措施的细节的流程图。
图5为示出根据本技术的实施例的用于自动更新用于操作工业设施的操作参数的细节的流程图。
图6为根据本技术的实施例的设施监视***的屏幕截图。
图7为根据本技术的实施例的向操作者显示的警告的屏幕截图。
图8为根据本技术的实施例的工业园区和来自次级源的分散的预测模型的图示。
图9为根据本技术的实施例的基于风速和风向预测材料分散的示意图。
图10为根据本技术的实施例的用于焦炭处理设施的炉循环性能的屏幕截图。
具体实施方式
本技术一般涉及用于自动生成补救措施以促进减轻工业设施中一个或多个不期望事件发生的影响的方法和***。本技术的一个方面使用多个输入来确定事件发生的可能性，并且基于所述可能性，生成补救措施。可通过定位在整个工业设施中的各个点处的多个传感器获得多个输入。多个传感器中的一个或多个可彼此通信并且基于来自其他传感器的输入自动激活。激活和激活的传感器的输入通过控制***接收，并且可用于确定不期望事件发生的可能性。基于事件发生的可能性，控制***可自动生成补救措施，所述补救措施可针对不期望事件发生的任何源。举例来说，补救措施可针对次级源、环境源和/或处理源。
下表提供潜在的气味参考描述和源。根据本文的描述，本领域技术人员将理解，其他工业、环境、化学等气味描述和源在本公开的范围内。
下面参考附图描述本技术的若干实施例的具体细节。描述通常与推杆***、装料***和炼焦炉相关联的公知结构和***的其他细节在以下公开内容中未阐述，以避免不必要地模糊对本技术的各种实施例的描述。附图中所示的许多细节、尺寸、角度、空间取向和其他特征仅仅为对本技术的特定实施例的说明。因此，在不脱离本技术的精神或范围的情况下，其他实施例可具有其他细节、尺寸、角度、空间取向和特征。因此，本领域普通技术人员将相应地理解，本技术可具有带有附加元件的其他实施例，或本技术可具有其他实施例，而没有下面参考附图示出和描述的若干特征。
图1为工业园区102和邻接工业园区的邻近公共社区101的图示。工业园区102包含工业设施100和位于设施100附近的次级工业设施104。如本文所用的术语“工业设施”意指广泛地解释，并且包含操作将原材料转化为可用商品的过程的任何设施。举例来说，工业设施可包含执行焦炭处理(例如，热回收和/或副产品)、焦炭库存处理、钢铁处理、热回收、化学处理和/或类似操作的工厂。工业设施还可包含具有工业炉、熔炉、重整器、干燥器、堆垛机、码头操作、淬火塔和类似相关设备的任何工厂。
设施100可包含多个传感器，其定位在整个设施100中并且被配置成检测从设施100和/或从次级工业设施104生成的各种材料。如下面参考图2详细描述的，传感器可用于确定检测的输入的源是否可能来自设施100或次级设施104。因此，确定输入的源可用于确定不期望事件发生的可能性并且自动生成补救措施以防止这类事件。
图2为根据本技术的实施例的设施100的等距视图。设施100包含定位在整个设施100中的各个点处的多个传感器202(分别识别为202a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n)。每个个体传感器202a-n可表示单个传感器或在单个位置处的多个不同传感器。举例来说，个体传感器202a可对应于可检测总还原硫(TRS)的单个传感器，或者可对应于每个可检测不同化学品和/或材料的多个传感器。在一些实施例中，传感器202策略性地放置在设施100周围，并且可邻接设施100的特定区域定位，所述特定区域通常生成感兴趣的材料气体或化学品。举例来说，图2中所示的实施例对应于焦炭生产设施，并且包含如热车装载204、淬火塔206、码头208和炼焦炉装料/推动210的区域。在这类实施例中，传感器202可邻接设施100的这些区域定位，以确保检测到从这些区域生成的材料气体或化学品。传感器202每个可包含位置部件，并且因此可帮助确定特定材料的源。举例来说，当传感器中的一个或多个检测感兴趣的材料时，操作者可基于报告检测的传感器和未报告检测的一个或多个传感器识别材料的可能源。类似地，相对于在第二传感器上检测到材料的时间，在第一传感器上检测到材料的时间可指示材料的源和用于材料的分散图案。传感器202还可策略性地放置在设施100周围，以确定感兴趣的材料的源是在设施100内还是在设施100外部以及来自次级源(例如，次级设施104)。
传感器202可用于检测与管理设施100相关联的任何参数。举例来说，传感器202可检测过程参数(例如，过程温度、过程压力、设备表面温度、设备操作状态、不透明度、颗粒物质等)和/或环境参数(风向、风力、环境温度、大气压力、湿度、雨量指数、热指数等)。传感器202还可包含分析仪并且被配置成测量TRS、有机硫、二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、硫化氢(H2S)、硫酸(H2SO4)、硫醇、氮氧化物(NOx)、烟雾、臭氧、挥发性有机化合物(VOC)、总烃、铅、氨(NH3)、盐酸(HCl)和/或颗粒物质(PM2.5和/或PM10)的特定材料或化学浓度(ppb)。传感器202还可被配置成检测如噪声级(例如，分贝)和/或气味的滋扰。传感器还可包含可旋转相机212，其使用激光、光谱和/或红外分析，并且被配置成检测例如不透明度或皮肤温度。相机212可例如使用脉冲激光(例如，LIDAR)和/或差分光学吸收光谱(DOAS)。
在一些实施例中，传感器202的一部分可为相对永久固定的固定传感器，而其他传感器202可为可移动的。举例来说，可移动传感器202可附接到可移动源，如热车或操作者自身。在其他实施例中，设施可包含一个或多个无人驾驶飞行器(例如，无人机)214，其上附接有传感器(例如，传感器202n)。如下面参考图3和4更详细描述的，无人机214和/或传感器202n可被激活并且被配置成沿路径216环绕设施100以提供附加输入。
设施100还包含与传感器中的每一个202通信的控制***250。在其他特征中，控制***250用于从传感器202接收输入，并且允许操作者从远程位置控制和/或激活传感器202。下面描述的控制***250和/或技术的许多实施例可采用包含由编程器或可编程计算机执行的例程的计算机可执行指令的形式。控制***250还可例如包含监督控制和数据采集(SCADA)***、分布式控制***(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、控制设备和被配置成处理计算机可执行指令的处理器的组合。相关领域的技术人员将理解，本技术可在除了本文描述的计算机***之外的计算机***上实践。本技术可实施于专用计算机或数据处理器中，所述专用计算机或数据处理器被专门编程、配置或构造成执行下面描述的一个或多个计算机可执行指令。因此，如本文通常使用的术语“控制***”和“计算机”指的是任何数据处理器。由这些计算机处理的信息可在包含CRT显示器或LCD的任何合适的显示媒体上呈现。
图3为示出用于基于工业设施中事件发生的确定的可能性自动生成补救措施的整个过程300的框图。整个过程300包含从第一传感器接收第一输入(框302)。第一传感器可包含上面先前参考图2描述的任何传感器202a-n中的一个或多个。第一输入可包含上面参考图2描述的任何参数，包含过程参数、环境参数、化学浓度和/或滋扰。接收第一输入可通过控制***250完成。另外，控制***250用于执行后续措施(例如，生成初始措施、确定事件发生的可能性、生成补救措施等)的第一输入可为一个或多个输入的平均或模态选择(即，三个表决选择中的两个)的结果。另外，控制***250可被编程为仅在输入多次超过值之后才使用输入。举例来说，除非多次接收到高于10ppb的读数，否则控制***实际上可不使用10ppb的H2S浓度。
过程300另外包含基于第一输入自动生成初始措施(框304)。初始措施可包含激活一个或多个第二传感器(例如，个体传感器202a-n和/或相机212中的一个或多个)。如本文所用的激活一个或多个第二传感器意指被解释为意指来自那些传感器的输入开始被控制***250接收和使用。甚至在传感器被激活之前，控制***250也能够接收第二输入并且捕获第二输入的值。然而，在激活传感器之前，控制***250可不使用第二输入来例如确定事件发生的可能性，如下面另外详细解释的。初始措施还可包含激活附接到一个或多个第二传感器的单独设备(例如，无人机214)。初始措施还可包含通知操作者进行包含嗅味、视觉或听觉指示的手动读取。举例来说，对于在预定范围之外的检测的H2S浓度的第一输入，初始措施可包含通知操作者在附近区域中执行嗅味测试。在另一个实例中，可通知受过方法9认证(视觉不透明度)培训的操作者执行视觉不透明度检查并且将结果手动输入到控制***250中。
过程300另外包含响应于初始措施从第二传感器接收第二输入(框306)。第二传感器可包含上面先前参考图2描述的任何传感器202中的一个或多个。第二输入的类型和处理(例如，平均、模态选择、超过值等)可与第一输入相同，并且可包含上面参考图2描述的任何参数，包含过程参数、环境参数、化学浓度和/或滋扰。接收第二输入可通过控制***250完成。
过程300另外包含基于接收的第一和第二输入确定不期望事件发生的可能性(框308)。如下面另外详细描述的，事件发生的可能性可为计算机生成的概率和/或呈现给操作者的警告级别。举例来说，可能性可包含两个或更多个级别(例如，发生的低级别可能性、中级级别可能性和高级别可能性)，这有助于确定是否应该采取补救措施。事件发生可为公共社区的投诉，和/或作为投诉的源的任何过程条件(例如，设备关闭或过程关闭)、滋扰或环境条件(例如，气味感知)。
基于事件发生的确定的可能性，控制***250还可自动生成补救措施(框310)。因此，第一确定的可能性可导致第一补救措施，并且不同于第一确定的可能性的第二确定的可能性可导致不同于第一补救措施的第二补救措施。如下面参考图4A和4B另外详细解释的，补救措施可针对降低事件发生的可能性、减轻事件发生的一个或多个影响，或另外理解事件发生的可能性。举例来说，补救措施可包含激活第三传感器以生成第三输入以更准确地确定事件发生的可能性。在这类实施例中，然后确定事件发生的更新的可能性，并且可自动生成另一补救措施。补救措施也为实时生成的。如本文所用的术语“实时”不应被解释为立即。相反，术语“实时”应解释为意指“没有显着延迟”。在上面使用的上下文中，实时生成的补救措施意指在事件发生的可能性具有显着改变以使生成的补救措施过时之前生成补救措施。值得注意的是，一种情况下的补救措施可与另一种情况下的事件发生相同。举例来说，补救措施为一种情况可为关闭过程以停止排放TRS并且防止来自公共社区的投诉的事件发生。在另一种情况下，补救措施可为转向调低操作以防止事件发生关闭。补救措施还可包含将过程维持在其当前操作状态。举例来说，如果第一输入指示特定炉的皮肤温度(例如，冠部温度)比正常温度高，则控制***250可将炉保持在其当前操作状态而不是推它并且根据正常程序继续进行。
图4A和4B描绘过程400，其包含用于基于工业设施中事件发生的确定的可能性自动生成补救措施的附加细节。过程400包含与过程300相同的许多特征和步骤。举例来说，过程400开始于接收第一输入402并且确定第一输入是否在预定范围之外(框404)。如果第一输入不在预定范围之外，则控制***250可假设不存在异常情况，并且过程400将恢复以接收附加第一输入。如果第一输入在预定范围之外，则控制***250将确定第一输入是否可导致不期望事件发生(框406)。确定第一输入是否可导致不期望事件发生可基于第一输入与事件发生的紧密关联程度。举例来说，如果事件发生为硫的气味感知并且第一输入为在预定范围之外的H2S的浓度，则第一输入将可能被归类为可导致气味感知的输入。然而，如果第一输入为在预定范围之外的风力，则第一输入将可能不被归类为可导致硫气味感知的事件发生的输入。因此，为每个输入定义输入是否可导致特定的不期望事件发生的确定。另外，由于输入可潜在地导致不同的事件发生，因此应该为每个事件发生定义对每个输入的此确定。
如果控制***250确定第一输入没有导致所讨论的事件发生，则过程400返回到接收附加第一输入。如果控制***250确定第一输入可导致所讨论的事件发生，则过程继续进行以自动生成初始措施(框406)。举例来说，如果第一输入在预定范围之外，则设施中可存在异常情况，并且控制***250可自动生成初始措施以更好地理解第一输入在预定范围之外的原因。因此，初始措施导致控制***接收第二输入(框410)。来自第二传感器的第二输入可加强设施对来自第一传感器的第一输入在预定范围之外的原因的理解。控制***250基于一组预编程规则确定哪个第二传感器提供第二输入。举例来说，对于在预定范围之外的检测的H2S浓度的第一输入，在一些实施例中，控制***250可具有接收第二输入的指令，所述第二输入促进确定异常检测的H2S浓度的源。在这类实施例中，接收的第二输入可为在间歇基础上操作的一个或多个设备(例如，熔炉、炉、淬火塔、码头操作等)的操作状态。在其他实施例中，控制***250可具有接收第二输入的指令，所述第二输入促进确定第一输入是否可导致由第一输入在预定范围之外引起的其他潜在问题。在这类实施例中，接收的第二输入可为例如风向或风速，其可使第一输入分散到设施的其他区域或在设施外的区域。
基于接收的第一和第二输入，控制***250然后确定事件发生的可能性(框412)。如前所述，事件发生的可能性可为呈现给操作者的警告级别。可能性级别的确定可基于手动编程到控制***250中的一组规则。举例来说，如果第一和第二输入各自在相应的预定范围之外并且先前已导致事件发生，则控制***250可具有推荐事件发生的较高可能性级别的指令。在这类实施例中，控制***250可访问具有将特定第一输入、第二输入和事件发生彼此相关的历史结果的数据库。在特定事件发生或不发生之后，控制***可自动更新此数据库。举例来说，如果特定的第一输入和第二输入不导致事件发生，则捕获此事件发生缺失的数据点将存储在数据库中，并且可用于更准确地确定在将来类似情况下事件发生的可能性。
一旦确定事件发生的可能性，控制***250然后确定可能性是否低于预定级别(框414)。可针对每个事件发生手动设置预定级别，并且可基于事件发生的影响。如果事件发生的影响为过程关闭，这可导致大量的停机时间，则预定级别将相对较低，以确保采取措施来防止事件发生或减轻事件发生的影响。然而，如果事件发生的影响相对较小，则预定级别将相对较高，从而避免不必要的补救措施。如果事件发生的可能性低于预定级别，则过程400返回到接收附加第二输入。如果事件发生的可能性不低于预定级别，则过程400确定可能性的原因。
接下来，过程400确定事件发生的可能性是否为由次级源引起。次级源包含设施100不生成的任何化学品、材料或条件。返回参考图1，从次级设施104生成的任何材料将被视为次级源。举例来说，附近炼油厂或运输产品的火车或卡车可为次级源。在这类实例中，检测来自次级源的输入的传感器可基于其他输入立即确定检测的输入的源是否为次级的，如设施100内可生成所述输入的任何源是否实际上操作。如果事件发生的确定的可能性至少部分地由次级源引起，则生成针对次级源的补救措施。作为实例，此类型的补救措施可包含自动通知次级设施104检测到从次级设施104生成的材料。在另一个实例中，补救措施可包含自动通知本地监管机构或公共社区101已经检测到材料，但是设施100不为材料的源。
一旦生成补救措施或者如果控制***250确定事件发生的可能性不是由次级源引起，则过程400继续进行以确定事件发生的可能性是否为由环境条件引起(框420)。环境条件可包含在设施100内和由非过程条件引起的任何条件，例如有害化学品溢出或有害材料的排放。如果控制***250确定事件发生的可能性至少部分地由环境条件引起，则控制***250可自动生成针对降低事件发生的可能性或减轻由环境条件引起的事件发生的影响的补救措施。举例来说，如果第一输入为H2S浓度而第二输入为高风力，并且环境条件为有害化学品溢出，则可通过限制任何另外的化学品溢出、克制溢出，并且尽快安全清理化学品溢出以确保溢出不对人员造成伤害来减轻化学品溢出的任何影响。因此，补救措施可为通知所有人员远离所述特定区域，并且根据公司协议提供详细说明以安全地清理溢出物。值得注意的是，补救措施可为实时生成的，因为它为自动的。
一旦生成补救措施或者如果控制***250确定事件发生的可能性不是由环境条件引起，则过程400继续进行以确定事件发生的可能性是否由过程条件引起(框424)。过程条件可包含与用于生产和最终产品的用过的原材料的生产、分布或处理有关的任何条件。举例来说，在焦化设施中，过程条件可包含例如淬火、通过轨道车运输焦炭、码头操作等。如果控制***250确定可能性至少部分地由过程条件引起，则控制***250可自动生成针对降低由过程条件引起的事件发生的可能性和/或减轻过程条件的影响的补救措施。举例来说，如果第一输入为H2S浓度，第二输入为高风力，并且过程条件包含淬火，则控制***250可通过生成针对淬火的补救措施(例如，停止淬火操作)来降低事件发生的可能性(例如，气味感知)。
过程400另外包含确定是否可采取附加补救措施来减轻或另外减轻事件发生的影响(框428)。举例来说，如果控制***250识别除了已经采取的可另外减轻事件发生的一个或多个影响那些补救措施之外的补救措施，则控制***250可生成那些附加补救措施(框430)。识别附加补救措施的此过程循环继续，直到控制***250确定不可采取附加补救措施来减轻事件发生的影响。
在使用中，过程400随着时间的推移从各种操作时间和参数中收集整个设施100的输入，并且可在输入和不期望事件发生(例如，来自公共社区的投诉)之间创建相关性。举例来说，控制***250可在操作设施的数月或数年之后确定风向和投诉之间存在强相关性，并且因此可影响设施100在特定风向期间操作以减少事件发生的速率。举例来说，可在码头事件和投诉之间确定类似的相关性。更具体地，还可确定投诉与码头事件的特定方面之间的相关性，如当热点、烟雾和/或火焰时。在其他实施例中，由于更多的人在外面或打开窗户，所以投诉和环境温度之间可存在正相关性(即，随着温度升高，投诉越来越多)。在此期间，设施100可选择调低操作或者对在预定范围之外的输入更敏感。根据设施的位置、设施内设备的位置(例如，相对于公共社区)、操作参数(例如，过程温度)和环境参数(例如，风向和风速)，这些相关性对于每个设施将是不同的。因此，本技术的特征为识别各种输入和不期望事件发生之间的相关性，以帮助特定设施100在事件发生之前更好地预测事件发生的可能性。
本技术的方面为对在预定范围之外的第一和第二输入作出反应，并且基于那些第一和第二输入，在不期望事件实际发生之前自动预测不期望事件的可能性。接下来参考图5，过程500示出通过自动更新用于操作工厂的操作参数中的一个或多个来主动降低事件发生的可能性的方法。过程500开始于使用一个或多个操作参数操作设施(例如，设施100)(框502)。假设设施100和过程处于一般稳定状态，过程500接收在预定范围之外的第一输入(框504)。为了使控制***250更新操作参数中的一个或多个，理解导致第一输入在预定范围之外的源为有帮助的。如果源已经为已知的，则控制***250可生成针对导致第一输入在预定范围之外的已知源的补救措施。如果源为未知的，则控制***250可生成初始措施以识别导致第一输入在预定范围之外的源(框510)。如前所述，此初始措施可包含激活第二传感器，所述第二传感器又可生成由控制***接收的另一输入(例如，第二输入)(框512)。基于接收的第一和第二输入，控制***250再次确定导致第一输入在预定范围之外的源是否已知(框514)。如果源为已知的，则控制***250可确定事件发生的可能性(框516)。类似于上面参考图4描述的过程400，控制***250然后确定事件发生的可能性是否低于预定级别。如果可能性低于预定级别，则控制回路结束，并且不需要更新一个或多个操作参数。如果可能性不低于预定级别，则更新一个或多个操作参数(框520)并且过程500恢复以重新确定事件发生的可能性，其已响应于一个或多个参数操作被更新而改变。
图6为根据本技术的实施例的设施监视***600的屏幕截图。设施监视***600将由控制***250接收的各种输入显示给例如操作者。设施监视***600可包含用于TRS、PM、VOC、NH3的输入，以及用于设施设备的操作状态(例如，淬火塔北(操作状态)610和淬火塔南(操作状态)612)。这些输入中的每一个对应于现场中的一个或多个传感器，并且包含在一个或多个输入在预定范围之外读取时被激活的预定的警报限制(例如，TRS警报622、PM警报624和VOC警报626)。设施监视***600还包含气象数据图表616，其包含如风向、风速、太阳辐射温度大气压力、降雨指数和相对湿度的参数。具有在预定范围之外的值的那些参数用指示617标记。在一些实施例中，仅在接收到在预定范围之外的第一输入之后才呈现这些指示。在图6所示的实施例中，监视***600还可包含气味输出表614，其输入包含TRS的每小时平均值、最大值和最小值，以及在设定的时间量内超过预定限制的次数。监视每小时平均值和超过预定限制的次数为控制***250和操作者创建更可靠的数据点以用于预测事件发生的可能性。设施监视***600还可包含通过传感器输入的示意性表示的趋势数据。举例来说，图6中所示的实施例包含对应于TRS输入602的TRS控制图表618。在一些实施例中，操作者可点击不同的输入框，并且控制***250将通过示意性表示显示所选输入的趋势数据。图6中所示的实施例还包含通常对应于气象数据616的气象示意性表示620。举例来说，示意性表示包含由箭头628的方向表示的风向和由箭头628的长度表示的风速(箭头628的长度随着风速减小而减小并且随着风速增加而增加)。示意性表示还可包含具有在预定范围之外的输入的一个或多个传感器630的位置表示。在图6中所示的实施例中，一个或多个传感器630的位置表示位于设施100的东北区域。
图7为在设施监视***上向操作者显示的不同级别警告的屏幕截图。如前面参考图3所述，事件发生的可能性可为计算机生成的概率和/或呈现给操作者的警告级别。图7中所示的实施例表示事件发生的不同可能性的警报级别的多个级别(即，度)。举例来说，不同级别可包含“注意-级别1”警报702、“注意-级别2”警报706、“警告-级别3”警报714和“危险-级别4”警报720。每个警报702、708、714、720包含警报级别的视觉指示(即，704、710、716、722)、包含事件发生的可能性的描述(即，706a、712a、718a、724a)，以及解释可能性生成的原因的输入的细节(即706b、712b、718b、724b)。举例来说，生成警报级别-1702的低可能性706a，因为风向在130-170°之间并且测量的TRS浓度高于基线1-2ppb。作为另一个实例，生成警报级别-4720的高可能性724a，因为风向在180-240°之间并且测量的TRS浓度高于20ppb。在此实施例中，180-240°之间的风向可为重要的，因为公共社区(即，公共社区101)位于此方向上。
图8为根据本技术的实施例的工业园区802和来自次级源的材料分散的预测模型的图示。工业园区802可对应于参考图1描述的工业园区102。工业园区802包含工业设施800、相邻公共社区801，以及不在工业设施800内的多个源802、804、806、808、810。源802、804、806、808、810中的每一个可各自生成能够在工业设施800上迁移的排放物。如图8的实施例中所示，材料羽流804可从源(即，802、804、806、808、810)形成并且根据各种因素(例如，风速和/或风向)缓慢地朝工业园区802的其他区域分散。可生成材料气体的估计分散814的基于计算机的图像并且将其显示给操作者。估计的分散814可帮助确定事件发生的可能性，如来自邻近社区的成员的投诉。控制***250可使用与估计的分散814相关联的数据来确定要采取的补救措施(如果有的话)。在这类实例中，补救措施可为通知邻近社区已在工业园区802内释放羽流812。补救措施还可包含通知邻近社区101工业设施800不是羽流源812。因此，控制***250可通过响应于第一和第二输入(即，检测的H2S浓度、风速、风向等)自动生成补救措施(即，通知邻近社区801)来降低事件发生的可能性(即，来自邻近社区的投诉)。
图9为在设定的时间段(例如，一个月、一年等)内将风速902和风向904相关的风向玫瑰图900。风向玫瑰图900可用于促进确定事件发生的可能性，如前所述。风向玫瑰图900包含风部分906，其指示在站910处经历的风的大约16％处于正东北方向。更具体地说，在风速为0.5-2.1米/秒下，大约2-3％的风在东北方向，在风速为2.1-3.6米/秒下，大约9％的风在东北方向，并且在风速为3.6-5.7米/秒下，大约4％的风在东北方向。此数据创建风速和风向的历史结果，可用于生成更准确的预测模型。举例来说，2017年6月、2016年6月和2015年6月的风向玫瑰图可用于生成2018年6月的预测模型。在使用中，这些预测模型然后可用于更好地预测不期望事件发生的可能性并且采取补救措施以防止事件发生。虽然图9中所示的预测模型为针对风向和风速的，但是可针对本文描述的任何其他环境或过程参数生成类似的预测模型。
图10为根据本技术的实施例的设施100的炉循环性能图表1000的屏幕截图。炉循环性能图表1000包含过程参数1002和特定炉组1009的个体炉1008的输入。每个炉1008的输入可包含温度、循环时间、焦炭时间、装料重量、平均气流和平均氧气。将这些输入中的每一个与基线或目标值1006进行比较。图表1000还包含每个过程参数1002的目标值1004内的炉百分比。图表1000的每个输入根据其是否满足目标值、超过或不超过目标值，或者经历“设备故障”而被加阴影。举例来说，对于“终端推杆侧温度”过程参数，第一输入1010满足目标值1800°F，第二输入1012不满足或超过目标值1800°F，以及第三输入1014经历“设备故障”。
在使用中，炉循环性能为操作者提供整个过程和个体炉的性能如何的视觉快照。如上所述，由炉循环性能图表1000捕获的输入还可用作第一和第二输入，并且用于生成事件发生的可能性和补救措施。举例来说，不满足或超过目标值的输入(例如，第二输入1012)或经历故障的输入(例如，第三输入1014)通常为气味、烟雾(即不透明度)和PM可很快成为问题的主要指示符。因此，这些输入(例如，第二输入1012、第三输入1014等)可充当上述过程300、过程400和/或过程500的第一输入。基于这些第一输入，控制***250可激活第二传感器(例如，202a-n中的一个或多个)并且接收一个或多个第二输入以促进确定事件发生的可能性并且生成补救措施。
本公开内容并非旨在穷举或将本技术限于本文公开的精确形式。尽管出于说明性目的本文公开特定实施例，但是在不背离本技术的情况下可以进行各种等同修改，如相关领域的普通技术人员将认识到的。在一些情况下，未详细示出和/或描述公知的结构和功能，以避免不必要地模糊本技术的实施例的描述。尽管本文可以特定顺序呈现方法的步骤，但是在替代实施例中，步骤可具有另一个合适的顺序。类似地，在特定实施例的上下文中公开的本技术的某些方面可在其他实施例中组合或消除。此外，虽然可在那些实施例的上下文中公开与某些实施例相关联的优点，但是其他实施例也可表现出这类优点，并且并非所有实施例都必须表现出本文公开的这类优点或其他优点以落入本技术的范围内。因此，本公开和相关联技术可包括未在本文明确示出和/或描述的其他实施例。
在整个本公开中，除非上下文另有明确说明，否则单数术语“一”、“一个”和“所述”包含复数指示物。类似地，除非词语“或”明确地限制为仅意指与参考两个或更多个项目的列表的其他项目不同的单个项目，否则在这类列表中使用“或”将被解释为包含(a)列表中的任何单个项目、(b)列表中的所有项目，或(c)列表中项目的任何组合。另外，在整个本公开中，使用术语“包括”等意指至少包含一个或多个所述特征，使得不排除任何更多数量的一个或多个相同特征和/或一种或多种附加类型的特征。本文可使用如“上”、“下”、“前”、“后”、“垂直”和“水平”的方向术语来表达和阐明各种元件之间的关系。应该理解，这类术语不表示绝对取向。本文对“一个实施例”、“实施例”或类似表述的引用意指结合实施例描述的特定特征、结构、操作或特性可包含在本技术的至少一个实施例中。因此，本文中这类短语或表述的出现不一定都指同一实施例。此外，各种特定特征、结构、操作或特性可在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
实例
以下实例说明本技术的若干实施例：
1.一种减轻工业设施中不期望事件发生的影响的方法，所述方法包括：
从第一传感器接收第一输入；
至少部分地基于所述第一输入，自动生成初始措施；
响应于所述初始措施，从第二传感器接收第二输入；
至少部分地基于接收的第一输入和接收的第二输入，确定不期望事件发生的可能性；和
至少部分地基于所述事件发生的确定的可能性，自动生成补救措施以减轻所述事件发生的影响。
2.根据权利要求1所述的方法，其中自动生成补救措施包含改变工业设施中操作过程的过程参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中改变所述过程参数包含维持操作过程或关闭操作过程中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述补救措施为实时完成的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器包含第一组传感器并且所述第二传感器包含第二组传感器。
6.根据权利要求1所述的方法，其中自动生成补救措施包含激活被配置成生成第三输入的第三传感器，所述方法另外包括：
从所述第三传感器接收所述第三输入；和
更新所述事件发生的先前确定的可能性。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述补救措施为第一补救措施，所述方法另外包括：
至少部分地基于所述事件发生的更新的可能性，自动生成第二补救措施以减轻所述事件发生的所述影响。
8.根据权利要求1所述的方法，其中自动生成初始措施包含激活所述第二传感器。
9.根据权利要求1所述的方法，其中确定事件发生的可能性包含生成估计所述事件发生的所述影响的视觉表示。
10.根据权利要求1所述的方法，其中接收第一输入包含接收二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、有机硫、硫酸(H2SO4)、硫化氢(H2S)、硫醇、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、烟雾、臭氧、挥发性有机化合物(VOC)、总烃、氨(NH3)和/或盐酸(HCl)中的至少一种的浓度的所述第一输入。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器或所述第二传感器中的至少一个为颗粒物质传感器。
12.根据权利要求1所述的方法，其中接收第一输入包含接收包含可听噪声的滋扰的所述第一输入。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二输入包含气味测量。
14.根据权利要求1所述的方法，其中接收第二输入包含接收环境参数或过程参数中的至少一个的所述第二输入。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述环境参数包含风向、风力、环境温度、大气压力、湿度、雨量指数，或热指数中的至少一个。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述过程参数包含过程温度、设备皮肤温度、过程压力、不透明度测量、设备操作状态，或氧浓度中的至少一个。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二输入为使用激光、光谱，或红外分析中的至少一种从相机***接收的过程参数。
18.根据权利要求1所述的方法，其另外包括：
接收所述工业设施外部的次级源的第三输入；和
确定所述次级源对所述事件发生的所述可能性的影响。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器和第二传感器彼此通信。
20.根据权利要求1所述的方法，其中确定事件发生的可能性包含访问具有先前事件发生的信息和对应第一输入和第二输入的数据库。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述事件发生的所述可能性包含至少第一可能性和第二可能性并且所述补救措施包含至少第一补救措施和不同于所述第一补救措施的第二补救措施，并且其中所述第一可能性生成所述第一补救措施，并且所述第二可能性生成所述第二补救措施。
22.一种***，其包括：
工业设施中的第一传感器；
所述工业设施中的第二传感器；和
编程器，其与所述第一传感器和所述第二传感器通信并且具有带有指令的计算机可读媒体，所述指令在被执行时被配置成：
从所述第一传感器接收第一输入；
至少基于所述第一输入，自动生成初始措施以促进确定事件发生的可能性；
从第二传感器接收第二输入并且响应于生成的初始措施，其中所述第二输入促进确定所述事件发生的所述可能性；和
至少基于所述第一输入和所述第二输入，自动生成补救措施以减轻所述事件发生的影响。
23.根据权利要求22所述的***，其中自动生成补救措施为实时执行的。
24.根据权利要求22所述的***，其中所述第一传感器包含第一组传感器并且所述第二传感器包含与所述第一组传感器通信的第二组传感器。
25.根据权利要求22所述的***，其中自动生成初始措施包含激活所述第二传感器。
26.根据权利要求22所述的***，其中所述第一输入包含二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、有机硫、硫酸(H2SO4)、硫化氢(H2S)、硫醇、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、烟雾、臭氧、挥发性有机化合物(VOC)、总烃、氨(NH3)和/或盐酸(HCl)中的至少一种的浓度。
27.根据权利要求22所述的***，其中所述第二输入包含风向、风力、环境温度、大气压力、湿度、雨量指数，或热指数中的至少一个。
28.根据权利要求22所述的***，其中所述第一输入或所述第二输入中的至少一个为气味的手动输入。
29.根据权利要求22所述的***，其中所述第二输入为视觉指示的输入。
30.根据权利要求22所述的***，其中所述第二输入为听觉指示的输入。
31.根据权利要求22所述的***，其中用于生成所述补救措施的所述第一输入和/或所述第二输入为多次求值的平均或超过所述值的结果。
32.一种抑制工业设施中不期望的事件发生的方法，所述方法包括：
使用一个或多个操作参数操作工业设施；
接收高于预定阈值的第一输入；
至少部分地基于接收所述第一输入自动生成初始措施；
响应于生成所述初始措施，接收第二输入；
至少部分地基于接收的第一输入和第二输入确定不期望事件发生的可能性；和
使过程参数中的一个或多个更新以便抑制所述工业设施中的所述事件发生。
33.根据权利要求32所述的方法，其中更新过程参数中的一个或多个包含维持操作过程处于当前状态或启动操作过程的关闭中的至少一个。
34.根据权利要求32所述的方法，其中更新过程参数中的一个或多个为实时完成的。
35.根据权利要求32所述的方法，其中所述第一输入通过第一传感器接收并且所述第二输入通过第二传感器接收，所述方法另外包括：
激活被配置成生成第三输入的第三传感器；
通过所述第三传感器接收所述第三输入；和
更新所述事件发生的先前确定的可能性。
36.根据权利要求35所述的方法，其另外包括：
至少部分地基于所述事件发生的更新的可能性，自动生成补救措施以减轻所述事件发生的影响。
37.根据权利要求32所述的方法，其中自动生成初始措施包含激活所述第二传感器。
38.根据权利要求32所述的方法，其中所述第二输入为使用激光、光谱，或红外分析中的至少一种从相机***接收的过程条件。
39.根据权利要求32所述的方法，其中过程参数包含过程温度、设备皮肤温度、过程压力、不透明度测量、设备操作状态，或氧浓度中的至少一个。

Claims (39)

1.一种减轻工业设施中不期望事件发生的影响的方法，所述方法包括：
从第一传感器接收第一输入；
至少部分地基于所述第一输入，自动生成初始措施；
响应于所述初始措施，从第二传感器接收第二输入；
至少部分地基于接收的第一输入和接收的第二输入，确定不期望事件发生的可能性；和
至少部分地基于所述事件发生的确定的可能性，自动生成补救措施以减轻所述事件发生的影响。
2.根据权利要求1所述的方法，其中自动生成补救措施包含改变工业设施中操作过程的过程参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中改变所述过程参数包含维持操作过程或关闭操作过程中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述补救措施为实时完成的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器包含第一组传感器并且所述第二传感器包含第二组传感器。
6.根据权利要求1所述的方法，其中自动生成补救措施包含激活被配置成生成第三输入的第三传感器，所述方法另外包括：
从所述第三传感器接收所述第三输入；和
更新所述事件发生的先前确定的可能性。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述补救措施为第一补救措施，所述方法另外包括：
至少部分地基于所述事件发生的更新的可能性，自动生成第二补救措施以减轻所述事件发生的所述影响。
8.根据权利要求1所述的方法，其中自动生成初始措施包含激活所述第二传感器。
9.根据权利要求1所述的方法，其中确定事件发生的可能性包含生成估计所述事件发生的所述影响的视觉表示。
10.根据权利要求1所述的方法，其中接收第一输入包含接收二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、有机硫、硫酸(H2SO4)、硫化氢(H2S)、硫醇、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、烟雾、臭氧、挥发性有机化合物(VOC)、总烃、氨(NH3)和/或盐酸(HCl)中的至少一种的浓度的所述第一输入。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器或所述第二传感器中的至少一个为颗粒物质传感器。
12.根据权利要求1所述的方法，其中接收第一输入包含接收包含可听噪声的滋扰的所述第一输入。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二输入包含气味测量。
14.根据权利要求1所述的方法，其中接收第二输入包含接收环境参数或过程参数中的至少一个的所述第二输入。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述环境参数包含风向、风力、环境温度、大气压力、湿度、雨量指数，或热指数中的至少一个。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述过程参数包含过程温度、设备皮肤温度、过程压力、不透明度测量、设备操作状态，或氧浓度中的至少一个。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二输入为使用激光、光谱，或红外分析中的至少一种从相机***接收的过程参数。
18.根据权利要求1所述的方法，其另外包括：
接收所述工业设施外部的次级源的第三输入；和
确定所述次级源对所述事件发生的所述可能性的影响。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器和第二传感器彼此通信。
20.根据权利要求1所述的方法，其中确定事件发生的可能性包含访问具有先前事件发生的信息和对应第一输入和第二输入的数据库。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述事件发生的所述可能性包含至少第一可能性和第二可能性并且所述补救措施包含至少第一补救措施和不同于所述第一补救措施的第二补救措施，并且其中所述第一可能性生成所述第一补救措施，并且所述第二可能性生成所述第二补救措施。
22.一种***，其包括：
工业设施中的第一传感器；
所述工业设施中的第二传感器；和
编程器，其与所述第一传感器和所述第二传感器通信并且具有带有指令的计算机可读媒体，所述指令在被执行时被配置成：
从所述第一传感器接收第一输入；
至少基于所述第一输入，自动生成初始措施以促进确定事件发生的可能性；
从第二传感器接收第二输入并且响应于生成的初始措施，其中所述第二输入促进确定所述事件发生的所述可能性；和
至少基于所述第一输入和所述第二输入，自动生成补救措施以减轻所述事件发生的影响。
23.根据权利要求22所述的***，其中自动生成补救措施为实时执行的。
24.根据权利要求22所述的***，其中所述第一传感器包含第一组传感器并且所述第二传感器包含与所述第一组传感器通信的第二组传感器。
25.根据权利要求22所述的***，其中自动生成初始措施包含激活所述第二传感器。
26.根据权利要求22所述的***，其中所述第一输入包含二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、有机硫、硫酸(H2SO4)、硫化氢(H2S)、硫醇、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、烟雾、臭氧、挥发性有机化合物(VOC)、总烃、氨(NH3)和/或盐酸(HCl)中的至少一种的浓度。
27.根据权利要求22所述的***，其中所述第二输入包含风向、风力、环境温度、大气压力、湿度、雨量指数，或热指数中的至少一个。
28.根据权利要求22所述的***，其中所述第一输入或所述第二输入中的至少一个为气味的手动输入。
29.根据权利要求22所述的***，其中所述第二输入为视觉指示的输入。
30.根据权利要求22所述的***，其中所述第二输入为听觉指示的输入。
31.根据权利要求22所述的***，其中用于生成所述补救措施的所述第一输入和/或所述第二输入为多次求值的平均或超过所述值的结果。
32.一种抑制工业设施中不期望的事件发生的方法，所述方法包括：
使用一个或多个操作参数操作工业设施；
接收高于预定阈值的第一输入；
至少部分地基于接收所述第一输入自动生成初始措施；
响应于生成所述初始措施，接收第二输入；
至少部分地基于接收的第一输入和第二输入确定不期望事件发生的可能性；和
使过程参数中的一个或多个更新以便抑制所述工业设施中的所述事件发生。
33.根据权利要求32所述的方法，其中更新过程参数中的一个或多个包含维持操作过程处于当前状态或启动操作过程的关闭中的至少一个。
34.根据权利要求32所述的方法，其中更新过程参数中的一个或多个为实时完成的。
35.根据权利要求32所述的方法，其中所述第一输入通过第一传感器接收并且所述第二输入通过第二传感器接收，所述方法另外包括：
激活被配置成生成第三输入的第三传感器；
通过所述第三传感器接收所述第三输入；和
更新所述事件发生的先前确定的可能性。
36.根据权利要求35所述的方法，其另外包括：
至少部分地基于所述事件发生的更新的可能性，自动生成补救措施以减轻所述事件发生的影响。
37.根据权利要求32所述的方法，其中自动生成初始措施包含激活所述第二传感器。
38.根据权利要求32所述的方法，其中所述第二输入为使用激光、光谱，或红外分析中的至少一种从相机***接收的过程条件。
39.根据权利要求32所述的方法，其中过程参数包含过程温度、设备皮肤温度、过程压力、不透明度测量、设备操作状态，或氧浓度中的至少一个。
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