[发明专利]一种浓缩塔在线自适应控制系统及方法

权利要求书

1.一种浓缩塔在线自适应控制系统，其特征在于，包括浓缩塔本体（1）、数据预处理模块（11）、氯根软测量模块（12）以及自适应控制模块（13）；

所述浓缩塔本体（1）上设有入口烟道（3）、出口烟道（2）、变频增压风机（4）、循环泵（8）和浆液循环管（10），所述浆液循环管（10）的两端分别连接在浓缩塔本体（1）的底部和顶部，所述循环泵（8）设置在浆液循环管（10）上并驱动浓缩塔本体（1）内的浆液循环，所述变频增压风机（4）设置在入口烟道（3）上；

所述数据预处理模块（11）包括用于采集浓缩塔本体运行参数的采集单元以及对运行参数进行预处理的处理单元，所述采集单元包括设置在浓缩塔本体上的温度计（5）、液位计（6）、密度计（7）以及设置在循环泵（8）上的电流表（9）；所述采集单元发送运行参数到处理单元，处理单元输出预处理数据并将预处理数据传输至氯根软测量模块（12）和自适应控制模块（13），所述预处理数据包括浓缩塔密度、循环泵电流、浓缩塔液位、浆液温度以及从变频增压风机（4）上获取的变频增压风机电流、变频增压风机频率；

所述氯根软测量模块（12）建立有氯根软测量模型，所述氯根软测量模型根据预处理数据计算得到氯根软测量值，氯根软测量模块（12）将氯根软测量值传输至自适应控制模块（13）；

所述氯根软测量模型为LG=f（ρ,AX,L,T,AZ,H）=750*(ρ-1000)+5*AX-200*L+8*T+17*AZ+95*H；

其中，LG为氯根软测量值mg/l，ρ为浓缩塔密度kg/m³，AX为循环泵电流A，L为浓缩塔液位m，T为浆液温度℃，AZ为变频增压风机电流A，H为变频增压风机频率HZ；所述自适应控制模块（13）的自适应控制算法为H2=H1+K1*(SET-LG1)，K1=|K0*(LG1-SET)*/(LG1-LG2)|；

其中，SET为氯根目标设定值，H1为本周期变频增压风机运行频率，H2为下一周期变频增压风机运行频率，LG1为本周期氯根软测量值，LG2为下一周期氯根软测量值，K0为本周期自适应控制算法系数，K1为下一周期自适应控制算法系数；

所述自适应控制模块（13）通过自适应控制算法结合预处理数据、氯根软测量值及预先设置的氯根目标值得到指令输出，自适应控制模块（13）发送指令输出至变频增压风机（4），所述变频增压风机（4）根据指令输出调整变频增压风机频率。

2.根据权利要求1所述的浓缩塔在线自适应控制系统，其特征在于，所述氯根软测量模块（12）通过自适应控制、模糊控制、神经网络控制建立所述氯根软测量模型；所述氯根软测量模型包括多个输入量和单个输出量，根据选取的浓缩塔密度、循环泵电流、浓缩塔液位、浆液温度、变频增压风机电流、变频增压风机频率作为辨识模型的输入量，根据氯根软测量值作为辨识模型的输出量。

3.根据权利要求1所述的浓缩塔在线自适应控制系统，其特征在于，所述数据预处理模块（11）的处理单元包括数据预处理单元和故障报警单元；所述数据预处理单元用于故障点剔除、异常点剔除、离线点剔除；所述故障报警单元用于报警非正常数据。

4.根据权利要求1所述的浓缩塔在线自适应控制系统，其特征在于，所述氯根目标值的范围为100000mg/l～200000mg/l。

5.根据权利要求1所述的浓缩塔在线自适应控制系统，其特征在于，建立所述氯根软测量模型的数据为同一时间获取的数据。

6.根据权利要求1所述的浓缩塔在线自适应控制系统，其特征在于，所述自适应控制模块（13）根据氯根软测量数值和氯根目标值进行浓缩塔变频增压风机（4）的频率控制，并根据下一个周期氯根软测量值变化情况调整自适应控制算法，使变频增压风机频率控制范围自适应调整。

7.一种浓缩塔在线自适应控制方法，基于权利要求1-6任一项所述的浓缩塔在线自适应控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：选定30%～100%氯根目标值之间的3～5种不同工况，记录浓缩塔浆液采样时间，记录同一时刻浓缩塔密度、循环泵电流、浓缩塔液位、浆液温度、变频增压风机电流、变频增压风机频率、氯根化验值，其中氯根化验值为同一时刻采样并在实验室化验得到的数值；

S2：数据预处理模块（11）将S1步骤中的运行参数进行预处理，获取预处理数据，对非正常数据报警提示；

S3：氯根软测量模块（12）分析预处理数据，利用浓缩塔密度、循环泵电流、浓缩塔液位、浆液温度、变频增压风机电流、变频增压风机频率、氯根化验值建立氯根模型LG=f（ρ,AX,L,T,AZ,H）；

S4：将在线运行的浓缩塔密度、循环泵电流、浓缩塔液位、浆液温度、变频增压风机电流、变频增压风机频率作为氯根模型的输入，获取模型输出值，得到在线氯根软测量值；

S5：自适应控制模块（13）根据氯根软测量值和氯根目标值进行浓缩塔变频增压风机（4）频率控制，并根据下一个周期氯根软测量值变化情况调整自适应控制算法，使变频增压风机（4）自适应调整频率控制范围，使浓缩塔氯根稳定在一定范围；

所述氯根软测量模块（12）通过自适应控制、模糊控制、神经网络控制建立所述氯根软测量模型；所述氯根软测量模型为LG=f（ρ,AX,L,T,AZ,H）=750*(ρ-1000)+5*AX-200*L+8*T+17*AZ+95*H；其中，LG为氯根软测量值mg/l,ρ为浓缩塔密度kg/m³，AX为循环泵电流A，L为浓缩塔液位m，T为浆液温度℃，AZ为变频增压风机电流A，H为变频增压风机频率HZ；

所述自适应控制模块（13）的自适应控制算法为H2=H1+K1*(SET-LG1)，K1=|K0*(LG1-SET)/(LG1-LG2)|；其中，SET为氯根目标设定值，H1为本周期变频增压风机运行频率，H2为下一周期变频增压风机运行频率，LG1为本周期氯根软测量值，LG2为下一周期氯根软测量值，K0为本周期自适应控制算法系数，K1为下一周期自适应控制算法系数。