[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精餾塔智能看板

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911341808.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN111061252A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯迪波;陳旭;朱恒曄;白少杰;何辰穎;徐文欣;王李想;喻潔;黃平捷;張光新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發(fā)明涉及一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精餾塔智能看板，包括信息采集模塊、信息存儲(chǔ)模塊、智能計(jì)算模塊和顯示模塊；信息采集模塊通過傳感器采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至信息存儲(chǔ)模塊；信息存儲(chǔ)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)存儲(chǔ)和分布式管理；信息存儲(chǔ)模塊與智能計(jì)算模塊相連，智能計(jì)算模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，將關(guān)鍵建模變量輸入基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型，實(shí)現(xiàn)KPI軟測(cè)量和過程監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行故障診斷，包括軟測(cè)量分析子模塊、過程監(jiān)控子模塊、故障診斷子模塊，子模塊與顯示模塊相連。本發(fā)明利用精餾塔傳感器采集的信息，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)軟測(cè)量，能對(duì)生產(chǎn)過程監(jiān)控，并針對(duì)不同的場景展示不同類型的數(shù)據(jù)，具有智能化，低成本，適用性廣的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種精餾塔智能看板，更具體地說，特別涉及一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精餾塔智能看板。

背景技術(shù)

化學(xué)工業(yè)是我們國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。在化學(xué)流程工業(yè)中，反應(yīng)和分離是化學(xué)工業(yè)中最為核心的兩大部分。精餾塔作為化工過程中非常成熟的一種分離單元，在化工產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。精餾塔的產(chǎn)品大多為工藝流程的最終產(chǎn)品或者是下一道工序的原料，因此精餾塔的關(guān)鍵參數(shù)測(cè)量和運(yùn)行狀況檢測(cè)對(duì)保證整體工藝流程的正常運(yùn)行、維持產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定有著重要作用。工業(yè)看板作為一種實(shí)時(shí)性高、信息量大的監(jiān)測(cè)工具，因其信息濃縮、顯示簡要的特點(diǎn)在工業(yè)現(xiàn)場有著廣泛的應(yīng)用。

目前大多數(shù)精餾塔化工流程中對(duì)產(chǎn)品中的雜質(zhì)濃度有嚴(yán)格的控制指標(biāo)，為穩(wěn)定精餾塔操作和降低能耗，常使用塔頂產(chǎn)品濃度與塔釜物質(zhì)濃度的“卡邊”控制，這對(duì)塔內(nèi)關(guān)鍵參數(shù)的測(cè)量具有較高的要求；為預(yù)警塔內(nèi)不良反應(yīng)和危險(xiǎn)操作，這對(duì)塔內(nèi)的狀態(tài)檢測(cè)與故障預(yù)警有較高的要求。但目前市場上的監(jiān)控系統(tǒng)主要存在以下缺點(diǎn)：1.參數(shù)測(cè)量的在線分析儀存在較大的時(shí)間滯后，無法實(shí)時(shí)測(cè)量關(guān)鍵參數(shù)；2.用于監(jiān)測(cè)顯示的SCADA監(jiān)控系統(tǒng)只能顯示傳感器數(shù)據(jù)而無法實(shí)時(shí)檢測(cè)塔內(nèi)反應(yīng)運(yùn)行狀況；3.當(dāng)前使用的工業(yè)看板大多以生產(chǎn)指標(biāo)的實(shí)時(shí)性顯示為主，對(duì)生產(chǎn)過程細(xì)節(jié)監(jiān)測(cè)不足。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精餾塔智能看板，用以解決精餾塔設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)測(cè)量和信息展示等問題。

一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精餾塔智能看板，包括信息采集模塊、信息存儲(chǔ)模塊、智能計(jì)算模塊和顯示模塊；所述信息采集模塊通過傳感器采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至信息存儲(chǔ)模塊；所述信息存儲(chǔ)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)存儲(chǔ)和分布式管理；所述信息存儲(chǔ)模塊與智能計(jì)算模塊相連，所述智能計(jì)算模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，將關(guān)鍵建模變量輸入基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型，實(shí)現(xiàn)KPI軟測(cè)量和過程監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行故障診斷，包括軟測(cè)量分析子模塊、過程監(jiān)控子模塊、故障診斷子模塊，所述軟測(cè)量分析子模塊、過程監(jiān)控子模塊、故障診斷子模塊與顯示模塊相連。

所述KPI包括塔頂產(chǎn)品濃度和塔釜物質(zhì)濃度。

所述關(guān)鍵建模變量包括各塔釜溫度、壓力值、進(jìn)料量、進(jìn)料組成、進(jìn)料溫度、塔頂回流量和塔釜采出量。

所述KPI軟測(cè)量采用隨機(jī)森林回歸模型。

所述過程監(jiān)測(cè)采用主成分分析的多變量統(tǒng)計(jì)過程監(jiān)測(cè)模型。

所述故障診斷采用變量貢獻(xiàn)圖的故障診斷模型。

所述顯示模塊根據(jù)應(yīng)用對(duì)象不同顯示不同的信息，突出不同重點(diǎn)，應(yīng)用對(duì)象分為生產(chǎn)工人、生產(chǎn)監(jiān)管者和工廠負(fù)責(zé)人三類；生產(chǎn)工人看板顯示主體為軟測(cè)量結(jié)果及狀態(tài)監(jiān)控指標(biāo)，便于實(shí)時(shí)跟蹤精餾塔生產(chǎn)過程，生產(chǎn)監(jiān)管者看板顯示主體為車間總生產(chǎn)效率、人員績效表和故障診斷變量貢獻(xiàn)圖，對(duì)精餾塔生產(chǎn)過程及工人工效進(jìn)行有效評(píng)估，工廠負(fù)責(zé)人看板顯示主體為工廠總產(chǎn)量、產(chǎn)品訂單、預(yù)計(jì)盈利及目前倉儲(chǔ)狀況。

所述信息存儲(chǔ)模塊包括云平臺(tái)與本地管理平臺(tái)，云平臺(tái)與本地管理平臺(tái)進(jìn)行雙向信息交互，本地管理平臺(tái)向云平臺(tái)發(fā)送請(qǐng)求并且返回結(jié)果。

所述云平臺(tái)通過現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)和數(shù)據(jù)鏈路與現(xiàn)場邊緣設(shè)備進(jìn)行雙向交互，現(xiàn)場智能儀表執(zhí)行部分計(jì)算任務(wù)或者向本地或云平臺(tái)請(qǐng)求服務(wù)。