稀土萃取生產過程的檢測和優(yōu)化.ppt

稀土萃取生產過程的檢測和優(yōu)化控制研究,200602139 劉葉芳,指導教師 ：朱林,概 述,課題意義 稀土萃取生產線自動控制系統(tǒng)設計思想 CBR機理和實現(xiàn),1.課題意義,稀土資源的重要性 我國稀土行業(yè)現(xiàn)存的主要問題 礦產豐富，行業(yè)結構不合理 自動化程度低，嚴重制約發(fā)展,2.研究方法,3.萃取工藝,數(shù)據(jù)驅動的控制方法,某稀土車間的生產線,Pr/Nd槽體中物料及分布級數(shù)示意圖,A/D采集模塊,本課題選用內蒙古科技大學研制的A/D采集模塊，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集的功能。模塊內部采用單片機作為控制單元，由于功能相對單一，對象明確，并且單片機在工業(yè)現(xiàn)場的應用較為廣泛，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，作為稀土萃取生產線的專用模塊是比較合理的選擇。,添加硬件設備驅動,設備驅動部分代碼： Option Explicit Const gc_DeviceName = “LIU-AD-0001“ Public g_lngDeviceAddress As Long * 設備地址 Dim m_lngCheckFlag As Long * 是否求校驗 Dim m_objCommParent As Object * 串口父設備對象 Public Function InitDevRun(objMcgsSave As Object, objMcgsData As Object) As Long * 函數(shù)目的 : MCGS運行環(huán)境啟動時調用接口一次，對設備構件進行初始化工作 * 參數(shù)意義 : objMcgsSave - MCGS存盤數(shù)據(jù)庫對象 * objMcgsData - MCGS實時數(shù)據(jù)庫對象 * 函數(shù)返回 : InitDevRun = 0 - 設備初始化成功 * InitDevRun = 1 - 設備初始化失敗 On Error Resume Next * 取串口父設備對象 Set m_objCommParent = objMcgsSave.ParentDev If Err Then Set m_objCommParent = objMcgsData.ParentDev End If * 通過MCGS存盤數(shù)據(jù)對象獲取設備的各種信息 End Function,系統(tǒng)框圖,案例推理控制系統(tǒng)框圖,案例推理技術的應用,CBR的一般流程,指標分析,稀土原料中A，B組分質量分數(shù)(A，B)，料液稀土濃度CF，萃取劑濃度No ，洗滌液酸度Cw等工藝參數(shù)的變化將導致萃取分離過程運行特性產生顯著的變化。產品目標純度P、目標收率Y等工藝參數(shù)的變化，也將對萃取分離過程產生顯著的影響。 此外，化學反應過程受反應溫度和催化劑種類影響很大，反應過程因此有快有慢，萃取分離效果也受此影響，可以將其列入特征描述。 可選擇(A，B，CF，No，Cw，P，Y，T)作為萃取分離過程典型工況的特征描述。,案例構造,料液體積流量 余液的配分 監(jiān)測點元素組分含量 則案例信息表示為： 萃取劑加入流量的優(yōu)化設定值 洗滌液加入流量的優(yōu)化設定值 解特征描述為：,信息存儲結構,案例的檢索、匹配和輸出形式,帶權值的近鄰法公式表示為： 輸出形式,特征權值確定,本文的實驗對象中采樣數(shù)據(jù)為120組，其中100組作為原案例存于數(shù)據(jù)庫中，另20組作為測試集，對本課題的方法進行可行性測試。 測試之前使用數(shù)據(jù)挖掘軟件WEKA對數(shù)據(jù)集做初步處理 （EM） = Run information = Scheme: weka.clusterers.EM -I 100 -N -1 -M 1.0E-6 -S 100 Relation: date3,Instances: 100 Attributes: 5 f1 f2 f3 fs1 fs2 = = = = = = = = Clustered Instances 0 31 ( 31%) 1 22 ( 22%) 2 47 ( 47%) 因此，確定案例特征的加權系數(shù)分別為： =0.31； =0.22； =0.47。,工況數(shù)據(jù)輸入 相似案例輸出,案例庫的瀏覽和維護,案例庫維護包含添加新案例，修改案例和刪除不合理的案例等操作，對于稀土萃取的流量控制，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)量比較小，可以通過人機交互的方式實現(xiàn)對已存在案例的查看和修正。修正后的數(shù)據(jù)即可參與隨后的案例推理過程。,CBR實施中的其它問題,CBR作為一種人工智能方法，實現(xiàn)途徑多樣。 利用VB編制的程序完成對于案例的推理過程和案例庫維護的工作，案例推理與生產過程的交互是通過信號采集機制和組態(tài)環(huán)境中的實時數(shù)據(jù)庫完成的。 知識庫是所有可能影響推理效果的數(shù)據(jù)集合，本系統(tǒng)中通過MCGS的實時數(shù)據(jù)庫取得，設計“數(shù)據(jù)存儲”的配方管理模塊，在接收到分析周期較長的X熒光分析儀的檢測結果時，保存AD模塊輸出的數(shù)據(jù)，作為知識庫保存起來。,配方設計,對于本課題的數(shù)據(jù)存儲采取同一時間序列存儲更為合理。 當X熒光能譜分析儀送出的信號為工控機接收時，將室溫，料液體積流量等數(shù)據(jù)的當前值存入后臺數(shù)據(jù)庫。,總 結,論文以稀土萃取過程優(yōu)化流量控制為應用背景，對CBR、知識管理和生產信息采集進行了深入的研究。 提出了案例推理結合數(shù)據(jù)采樣的控制形式。 對案例推理技術在稀土萃取過程優(yōu)化流量控制的應用做了初步的研究。 設計并開發(fā)了面向稀土萃取過程優(yōu)化流量控制的系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，構造了一個基于料液配分的案例庫，設計索引機制，運用近鄰法進行案例檢索，并通過一組