[發明專利]一種濃縮塔在線自適應控制系統及方法

有效

• 申請號: 202010432445.2
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111624879B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 江清潘;何子純;常建平;曹劉鋒;孫澤
• 申請（專利權）人: 國能龍源環保有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 宋元松

1.一種濃縮塔在線自適應控制系統，其特征在于，包括濃縮塔本體（1）、數據預處理模塊（11）、氯根軟測量模塊（12）以及自適應控制模塊（13）；

所述濃縮塔本體（1）上設有入口煙道（3）、出口煙道（2）、變頻增壓風機（4）、循環泵（8）和漿液循環管（10），所述漿液循環管（10）的兩端分別連接在濃縮塔本體（1）的底部和頂部，所述循環泵（8）設置在漿液循環管（10）上并驅動濃縮塔本體（1）內的漿液循環，所述變頻增壓風機（4）設置在入口煙道（3）上；

所述數據預處理模塊（11）包括用于采集濃縮塔本體運行參數的采集單元以及對運行參數進行預處理的處理單元，所述采集單元包括設置在濃縮塔本體上的溫度計（5）、液位計（6）、密度計（7）以及設置在循環泵（8）上的電流表（9）；所述采集單元發送運行參數到處理單元，處理單元輸出預處理數據并將預處理數據傳輸至氯根軟測量模塊（12）和自適應控制模塊（13），所述預處理數據包括濃縮塔密度、循環泵電流、濃縮塔液位、漿液溫度以及從變頻增壓風機（4）上獲取的變頻增壓風機電流、變頻增壓風機頻率；

所述氯根軟測量模塊（12）建立有氯根軟測量模型，所述氯根軟測量模型根據預處理數據計算得到氯根軟測量值，氯根軟測量模塊（12）將氯根軟測量值傳輸至自適應控制模塊（13）；

所述氯根軟測量模型為LG=f（ρ,AX,L,T,AZ,H）=750*(ρ-1000)+5*AX-200*L+8*T+17*AZ+95*H；

其中，LG為氯根軟測量值mg/l，ρ為濃縮塔密度kg/m³，AX為循環泵電流A，L為濃縮塔液位m，T為漿液溫度℃，AZ為變頻增壓風機電流A，H為變頻增壓風機頻率HZ；所述自適應控制模塊（13）的自適應控制算法為H2=H1+K1*(SET-LG1)，K1=|K0*(LG1-SET)*/(LG1-LG2)|；

其中，SET為氯根目標設定值，H1為本周期變頻增壓風機運行頻率，H2為下一周期變頻增壓風機運行頻率，LG1為本周期氯根軟測量值，LG2為下一周期氯根軟測量值，K0為本周期自適應控制算法系數，K1為下一周期自適應控制算法系數；

所述自適應控制模塊（13）通過自適應控制算法結合預處理數據、氯根軟測量值及預先設置的氯根目標值得到指令輸出，自適應控制模塊（13）發送指令輸出至變頻增壓風機（4），所述變頻增壓風機（4）根據指令輸出調整變頻增壓風機頻率。

2.根據權利要求1所述的濃縮塔在線自適應控制系統，其特征在于，所述氯根軟測量模塊（12）通過自適應控制、模糊控制、神經網絡控制建立所述氯根軟測量模型；所述氯根軟測量模型包括多個輸入量和單個輸出量，根據選取的濃縮塔密度、循環泵電流、濃縮塔液位、漿液溫度、變頻增壓風機電流、變頻增壓風機頻率作為辨識模型的輸入量，根據氯根軟測量值作為辨識模型的輸出量。

3.根據權利要求1所述的濃縮塔在線自適應控制系統，其特征在于，所述數據預處理模塊（11）的處理單元包括數據預處理單元和故障報警單元；所述數據預處理單元用于故障點剔除、異常點剔除、離線點剔除；所述故障報警單元用于報警非正常數據。

4.根據權利要求1所述的濃縮塔在線自適應控制系統，其特征在于，所述氯根目標值的范圍為100000mg/l～200000mg/l。

5.根據權利要求1所述的濃縮塔在線自適應控制系統，其特征在于，建立所述氯根軟測量模型的數據為同一時間獲取的數據。

6.根據權利要求1所述的濃縮塔在線自適應控制系統，其特征在于，所述自適應控制模塊（13）根據氯根軟測量數值和氯根目標值進行濃縮塔變頻增壓風機（4）的頻率控制，并根據下一個周期氯根軟測量值變化情況調整自適應控制算法，使變頻增壓風機頻率控制范圍自適應調整。

7.一種濃縮塔在線自適應控制方法，基于權利要求1-6任一項所述的濃縮塔在線自適應控制系統，其特征在于，包括以下步驟：

S1：選定30%～100%氯根目標值之間的3～5種不同工況，記錄濃縮塔漿液采樣時間，記錄同一時刻濃縮塔密度、循環泵電流、濃縮塔液位、漿液溫度、變頻增壓風機電流、變頻增壓風機頻率、氯根化驗值，其中氯根化驗值為同一時刻采樣并在實驗室化驗得到的數值；

S2：數據預處理模塊（11）將S1步驟中的運行參數進行預處理，獲取預處理數據，對非正常數據報警提示；

S3：氯根軟測量模塊（12）分析預處理數據，利用濃縮塔密度、循環泵電流、濃縮塔液位、漿液溫度、變頻增壓風機電流、變頻增壓風機頻率、氯根化驗值建立氯根模型LG=f（ρ,AX,L,T,AZ,H）；

S4：將在線運行的濃縮塔密度、循環泵電流、濃縮塔液位、漿液溫度、變頻增壓風機電流、變頻增壓風機頻率作為氯根模型的輸入，獲取模型輸出值，得到在線氯根軟測量值；

S5：自適應控制模塊（13）根據氯根軟測量值和氯根目標值進行濃縮塔變頻增壓風機（4）頻率控制，并根據下一個周期氯根軟測量值變化情況調整自適應控制算法，使變頻增壓風機（4）自適應調整頻率控制范圍，使濃縮塔氯根穩定在一定范圍；

所述氯根軟測量模塊（12）通過自適應控制、模糊控制、神經網絡控制建立所述氯根軟測量模型；所述氯根軟測量模型為LG=f（ρ,AX,L,T,AZ,H）=750*(ρ-1000)+5*AX-200*L+8*T+17*AZ+95*H；其中，LG為氯根軟測量值mg/l,ρ為濃縮塔密度kg/m³，AX為循環泵電流A，L為濃縮塔液位m，T為漿液溫度℃，AZ為變頻增壓風機電流A，H為變頻增壓風機頻率HZ；

所述自適應控制模塊（13）的自適應控制算法為H2=H1+K1*(SET-LG1)，K1=|K0*(LG1-SET)/(LG1-LG2)|；其中，SET為氯根目標設定值，H1為本周期變頻增壓風機運行頻率，H2為下一周期變頻增壓風機運行頻率，LG1為本周期氯根軟測量值，LG2為下一周期氯根軟測量值，K0為本周期自適應控制算法系數，K1為下一周期自適應控制算法系數。