本发明涉及石料加工，更具体地说，本发明涉及一种矿山石料机械加工的节能装置及其节能方法。
背景技术：
1、矿山石料机械加工是指将从矿山开采出的石料通过一系列机械设备进行破碎、筛分和运输等处理，最终获得符合工程建设或其他用途要求的各种规格的石料产品。随着基础建设、城市化进程的加快，对建筑材料的需求也日益增加，矿山石料加工行业迎来了巨大的发展机遇。然而，在传统的矿山石料加工环节，大多使用高能耗的机械设备进行石料的破碎、分离和加工。这些设备在运行过程中能耗高、效率低，且对环境造成一定的影响；为了降低能耗，提高生产效率，现有的方法通过改进设备内部构造，将较小的石块导入破碎机构内部进行破碎，减少石料输送过程中产生的粉尘烟雾，从而实现了装置具备可以将石料进行预处理使其直径差异变小，降低破碎重复率，提高工作效率，并且减少生产工序，降低能耗，例如，公开号为cn114146806a的中国专利申请公开了一种节能型石料加工处理装置，上述方法虽能在一定程度上达到了节能的目的，但经发明人对上述方法以及现有技术进行研究和应用发现，上述方法以及现有技术至少存在以下部分缺陷：
2、1.传统的设备使用固定的处理参数，例如破碎器的旋转速度和振动幅度，这些处理参数通常基于经验设定的，难以适应各种不同大小和硬度的石料，增加了设备运行时间，降低了加工效率，难以实现精准的节能；
3、2.矿山石料加工通常均匀分布在24小时内，缺乏有效的实时监控和自动调整机制，未能根据电价的波动进行动态调整设备运行参数，从而增加了设备运行能耗。
4、为此，本发明提供了一种矿山石料机械加工的节能装置及其节能方法。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种矿山石料机械加工的节能装置及其节能方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供如下技术方案：一种矿山石料机械加工的节能方法，包括：
3、步骤1：获取目标加工区域内n个待破碎石料的质量评估系数，分离机根据质量评估系数将每个所述待破碎石料依次传输至i个破碎机中；n与i均为大于零的整数；
4、步骤2：获取最大质量评估系数，根据最大质量评估系数确定目标破碎机并获取对应的能耗特征数据；基于能耗特征数据计算出目标破碎机的能耗评估系数；所述能耗特征数据包括目标破碎机的旋转速度和振动幅度；
5、步骤3：将t时刻目标破碎机的能耗评估系数输入至预构建的能耗预测模型，以获取t+a时段的能耗评估系数，基于t+a时刻的能耗评估系数判断t+a时间点目标破碎机的能耗是否异常，若异常，则生成能耗异常指令；t与a均为大于零的整数；
6、步骤4：接收能耗异常指令，提取t时刻电价数据以及目标破碎机的能耗特征数据，将电价数据和能耗特征数据输入至预构建的参数调节模型，以获得目标破碎机的运行调节参数，根据运行调节参数对目标破碎机进行参数调节；所述运行调节参数包括转速调节值和振动调节值。
7、进一步地，所述目标加工区域内石料的质量评估系数的获取方法包括：
8、步骤a1.通过预设传感器获取石料基本数据，所述包括石料硬度、石料重量以及石料粒度；
9、步骤a2.将石料基本数据中的石料硬度、石料重量以及石料粒度分别标记为yd、zl和ld；
10、步骤a3.将石料硬度yd、石料重量zl以及石料粒度ld无纲量化后进行公式化计算，获得质量评估系数，其计算公式为：
11、zp＝yd×α1+zl×α2+ld×α3；
12、式中，zp为质量评估系数，α1为石料硬度的权重因子，α2为石料重量的权重因子，α3为石料粒度的权重因子。
13、进一步地，分离机根据质量评估系数将每个所述待破碎石料依次传输至i个破碎机中，包括：
14、步骤b1.获取每个待破碎石料的质量评估系数；
15、步骤b2.设置i个第一系数阈值范围，以及设置与i个第一系数阈值范围相对应的i个破碎机；
16、每个第一系数阈值范围当且仅当有一个破碎机与之相关联绑定；
17、步骤b3.将第n个待破碎石料的质量评估系数与每个第一系数阈值范围进行比对，获取第n个待破碎石料的质量评估系数落入的第一系数阈值范围；
18、步骤b4.根据第n个待破碎石料的质量评估系数落入的第一系数阈值范围，将第i个待破碎石料传输至对应的破碎机；并令n＝n+1，跳转回步骤b1；
19、步骤b5.重复上述步骤b1～步骤b4，直至n＝n时结束循环，使每个所述待破碎石料依次传输至i个破碎机中。
20、进一步地，所述最大质量评估系数的获取逻辑如下：
21、按数值从大到小，对每个待破碎石料的质量评估系数进行排序；
22、将排序第一的质量评估系数作为待破碎石料的最大质量评估系数；
23、将最大质量评估系数的待破碎石料传输至第i个破碎机，并将第i个破碎机标记为目标破碎机；
24、基于能耗特征数据计算出目标破碎机的能耗评估系数的方法包括：
25、将目标破碎机的旋转速度和振动幅度进行公式化计算，获得目标破碎机的能耗评估系数，其计算公式为：np＝xd×β1+zf×β2；
26、式中，np为第i个破碎机的能耗评估系数，xd为旋转速度，β1为旋转速度的权重因子，zf为振动幅度，β2为振动幅度的权重因子。
27、进一步地，所述预构建的能耗预测模型是根据能耗评估时间序列集合中的历史能耗评估系数训练获得。
28、获得能耗评估时间序列集合的方法包括：
29、在历史监测过程中，提取目标破碎机的能耗评估系数，并标记为历史能耗评估系数，将提取的历史能耗评估系数构建能耗评估时间序列集合，能耗评估时间序列集合包括a个历史能耗评估系数，a个历史能耗评估系数获取的时间间隔相等，a个历史能耗评估系数对应目标破碎机的一个生产周期；生产周期可以为小时、日或周。
30、进一步地，所述能耗预测模型的预构建方法包括：
31、根据矿山石料的管理人员的实际经验预设时间步长s、滑动步长h以及滑动窗口长度c；将能耗评估时间序列集合中历史能耗评估系数使用滑动窗口方法将其转化为多个训练样本，将训练样本作为能耗预测模型的输入，预测时间步长s后的能耗评估系数作为输出，每个训练样本的后续能耗评估系数作为预测目标，以预测准确率作为训练目标，对能耗预测模型进行训练；生成根据能耗评估时间序列集合中的历史能耗评估系数预测t+a时刻能耗评估系数的能耗预测模型；其中，所述能耗预测模型为rnn神经网络模型；
32、基于t+a时刻的能耗评估系数判断t+a时间点目标破碎机的能耗是否异常的方法包括：
33、预设能耗系数阈值ny，将t+a时刻的能耗评估系数与预设能耗系数阈值进行对比；
34、若np＜ny，则不生成能耗异常指令，说明当前目标破碎机的能耗未出现异常；
35、若np≥ny，则生成能耗异常指令，说明当前目标破碎机的能耗出现异常。
36、进一步地，所述预构建的参数调节模型由参数测试数据训练生成；所述参数测试数据包括电价数据与转动速度的关系以及电价数据与振动幅度的关系。
37、进一步地，所述参数测试数据获取的方法包括：
38、步骤c1.将测试破碎机连接于电价数据变化测试环境下，以及将标准破碎机连接于设定标准电价数据测试环境下；
39、步骤c2.在电价数据变化测试环境中，在第e电价下，获取测试破碎机每一转的第一振动幅度，e为大于零的整数；
40、步骤c3.在设定标准电价数据测试环境中，获取标准破碎机的第二振动幅度；
41、步骤c4.将第二振动幅度和第一振动幅度的差值作为转速差，将转速差与预设转速差区间进行比对，若转速差不属于预设转速差区间，则令e＝e-v，并返回步骤c2；若转速差属于预设转速差区间，则将转速差作为转速调节值，并将第e电价与转速调节值进行绑定关联，得到转速调节值与第e电价的关系；v为大于零的常数；
42、步骤c5.重复上述步骤c2～步骤c4，直至e等于设定电价数据e时结束循环，得到转速调节值与每一电价数据的关系，e为大于零的整数；
43、所述参数测试数据的获取逻辑，还包括：
44、步骤d1.将测试破碎机连接于电价数据变化测试环境下，以及将标准破碎机连接于设定标准电价数据测试环境下；
45、步骤d2.在电价数据变化测试环境中，在第f电价下，获取测试破碎机每一转的第一振动幅度，f为大于零的整数；
46、步骤d3.在设定标准电价数据测试环境中，获取标准破碎机的第二振动幅度；
47、步骤d4.将第二振动幅度和第一振动幅度的差值作为振幅差，将振幅差与预设振幅差区间进行比对，若振幅差不属于预设振幅差区间，则令f＝f-g，并返回步骤d2；若振幅差属于预设振幅差区间，则将振幅差作为振动调节值，并将第f电价与振动调节值进行绑定关联，得到振动调节值与第f电价的关系；g为大于零的常数；
48、步骤d5.重复上述步骤d2～步骤d4，直至f等于设定电价数据f时结束循环，得到振动调节值与每一电价数据的关系，f为大于零的整数。
49、进一步地，所述参数调节模型的预构建方法包括：
50、将参数测试数据划分为参数训练集和参数测试集；
51、构建机器学习模型，将参数训练集中的电价数据和能耗特征数据作为机器学习模型输入数据，将参数训练集中的运行调节参数作为机器学习模型输出数据，对机器学习模型进行训练，得到初始参数调节模型；
52、利用参数测试集对初始参数调节模型进行模型验证，输出满足预设预测误差的初始参数调节模型作为参数调节模型；所述机器学习模型为卷积神经网络、循环神经网络或长短时记忆网络中的一种。
53、第二方面，本发明提供了一种矿山石料机械加工的节能装置，包括：
54、石料分类模块，用于获取目标加工区域内n个待破碎石料的质量评估系数，分离机根据质量评估系数将每个所述待破碎石料依次传输至i个破碎机中；n与i均为大于零的整数；
55、能耗采集模块，用于获取最大质量评估系数，根据最大质量评估系数确定目标破碎机并获取对应的能耗特征数据；基于能耗特征数据计算出目标破碎机的能耗评估系数；所述能耗特征数据包括目标破碎机的旋转速度和振动幅度；
56、能耗预测模块，用于将t时刻目标破碎机的能耗评估系数输入至预构建的能耗预测模型，以获取t+a时段的能耗评估系数，基于t+a时刻的能耗评估系数判断t+a时间点目标破碎机的能耗是否异常，若异常，则生成能耗异常指令；t与a均为大于零的整数；
57、调节模块，用于接收能耗异常指令，提取t时刻电价数据以及目标破碎机的能耗特征数据，将电价数据和能耗特征数据输入至预构建的参数调节模型，以获得目标破碎机的运行调节参数，根据运行调节参数对目标破碎机进行参数调节。
58、本发明的技术效果和优点：
59、1.本发明通过实时计算石料的质量评估系数和破碎机的能耗特征数据，精确控制石料的分配和破碎机的运行状态，优化破碎过程，通过能耗评估和预测模型，可以提前识别能耗异常，采取预防措施，避免不必要的能源浪费，提高能源利用效率；
60、2.本发明基于实时电价数据和能耗特征数据，动态调整破碎机的运行参数，能够有效降低能耗成本，提升生产的经济效益。
1.一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，所述目标加工区域内石料的质量评估系数的获取方法包括：
3.根据权利要求2所述的一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，分离机根据质量评估系数将每个所述待破碎石料依次传输至i个破碎机中，包括：
4.根据权利要求3所述的一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，所述最大质量评估系数的获取逻辑如下：
5.根据权利要求4所述的一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，所述预构建的能耗预测模型是根据能耗评估时间序列集合中的历史能耗评估系数训练获得；
6.根据权利要求5所述的一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，所述能耗预测模型的预构建方法包括：
7.根据权利要求6所述的一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，所述预构建的参数调节模型由参数测试数据训练生成；所述参数测试数据包括电价数据与转动速度的关系以及电价数据与振动幅度的关系。
8.根据权利要求7所述的一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，所述参数测试数据获取的方法包括：
9.根据权利要求8所述的一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，所述参数调节模型的预构建方法包括：
10.一种矿山石料机械加工的节能装置，用于实施权利要求1-9中任一项所述的一种矿山石料机械加工的节能方法，其特征在于，包括：
