[发明专利]一种氧化铝生产蒸发过程稳态检测方法及系统

说明书

本发明实施例提供了一种氧化铝生产蒸发过程稳态检测方法及系统，包括：根据蒸发过程中的过程变量与四闪出料浓度的相关性，从过程变量中选取多个稳态检测变量；利用改进K‑means算法对每个稳态检测变量对应的第一样本数据集进行离群点检测，得到每个稳态检测变量对应的第二样本数据集；根据每个稳态检测变量对应的第二样本数据集获取每个稳态检测变量在所述待检测时间段内的任一时刻的变化速度和变化加速度；根据每个稳态检测变量在任一时刻的变化速度和变化加速度获取任一时刻的多变量稳态评价指标，并根据所述多变量稳态评价指标判断蒸发过程在任一时刻是否处于稳态。综合多变量信息，减少了变量误差的影响，实现蒸发过程稳态检测。

技术领域

本发明实施例涉及生产过程数据处理技术领域，更具体地，涉及一种氧化铝生产蒸发过程稳态检测方法及系统。

背景技术

蒸发过程是氧化铝生产过程的关键工序，其通过加热蒸汽将种分母液和洗涤滤液中的多余水分蒸发，为溶出工序提供高浓度循环母液。目前，自动化技术和监测技术迅猛发展，在实际氧化铝生产蒸发过程中，如何合理运用大量工业过程数据，是提高产品质量、保证安全生产的关键。稳态工况是过程建模、系统辨识、运行优化、性能评价的基本前提，蒸发过程是否处于稳态，直接关系到所采用的建模、优化和控制方法不同。由于工业过程受到不可预见的入料条件的波动，过程状态监测历史数据库中不可避免存在非稳态工况数据，导致运行数据无法真实反映系统输入输出关系，影响过程辨识和建模精度。因此，稳态检测对过程建模、运行优化、系统辨识、故障诊断具有重要意义。

一般地，稳态检测方法包括基于机理分析法、组合统计检验法、置信度法、自适应小波变换法、神经网络方法。但是，由于氧化铝生产蒸发过程受高温强碱生产环境影响，测量噪声干扰对稳态检测影响较大；入口新蒸汽和原液流量的波动具有不确定性；并且，蒸发过程涉及设备和变量较多，导致上述稳态检测方法无法满足氧化铝生产蒸发过程的稳态检测的需求。因此，亟需提供一种适用于氧化铝生产蒸发过程的稳态检测方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的氧化铝生产蒸发过程稳态检测方法及系统。

一方面本发明实施例提供了一种氧化铝生产蒸发过程稳态检测方法，包括：

根据蒸发过程中的过程变量与四闪出料浓度的相关性，从所述过程变量中选取多个稳态检测变量；

获取待检测时间段内每个稳态检测变量对应的第一样本数据集，利用改进K-means算法对每个稳态检测变量对应的第一样本数据集进行离群点检测，并将每个稳态检测变量对应的第一样本数据集中的离群样本数据去掉，得到每个稳态检测变量对应的第二样本数据集；

根据每个稳态检测变量对应的第二样本数据集获取每个稳态检测变量在所述待检测时间段内的任一时刻的变化速度和变化加速度；根据每个稳态检测变量在所述任一时刻的变化速度和变化加速度获取所述任一时刻的多变量稳态评价指标，并根据所述多变量稳态评价指标判断蒸发过程在所述任一时刻是否处于稳态。

另一方面本发明实施例提供了一种氧化铝生产蒸发过程稳态检测系统，包括：

稳态检测变量选取模块，用于根据蒸发过程中的过程变量与四闪出料浓度的相关性，从所述过程变量中选取多个稳态检测变量；

离群点检测模块，用于获取待检测时间段内每个稳态检测变量对应的第一样本数据集，利用改进K-means算法对每个稳态检测变量对应的第一样本数据集进行离群点检测，并将每个稳态检测变量对应的第一样本数据集中的离群样本数据去掉，得到每个稳态检测变量对应的第二样本数据集；

稳态检测模块，用于根据每个稳态检测变量对应的第二样本数据集获取每个稳态检测变量在所述待检测时间段内的任一时刻的变化速度和变化加速度；根据每个稳态检测变量在所述任一时刻的变化速度和变化加速度获取所述任一时刻的多变量稳态评价指标，并根据所述多变量稳态评价指标判断蒸发过程在所述任一时刻是否处于稳态。