稀土萃取生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)和優(yōu)化.ppt

稀土萃取生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)和優(yōu)化控制研究,200602139 劉葉芳,指導(dǎo)教師 ：朱林,概 述,課題意義 稀土萃取生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想 CBR機(jī)理和實(shí)現(xiàn),1.課題意義,稀土資源的重要性 我國(guó)稀土行業(yè)現(xiàn)存的主要問(wèn)題 礦產(chǎn)豐富，行業(yè)結(jié)構(gòu)不合理 自動(dòng)化程度低，嚴(yán)重制約發(fā)展,2.研究方法,3.萃取工藝,數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的控制方法,某稀土車間的生產(chǎn)線,Pr/Nd槽體中物料及分布級(jí)數(shù)示意圖,A/D采集模塊,本課題選用內(nèi)蒙古科技大學(xué)研制的A/D采集模塊，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集的功能。模塊內(nèi)部采用單片機(jī)作為控制單元，由于功能相對(duì)單一，對(duì)象明確，并且單片機(jī)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用較為廣泛，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，作為稀土萃取生產(chǎn)線的專用模塊是比較合理的選擇。,添加硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng),設(shè)備驅(qū)動(dòng)部分代碼： Option Explicit Const gc_DeviceName = “LIU-AD-0001“ Public g_lngDeviceAddress As Long * 設(shè)備地址 Dim m_lngCheckFlag As Long * 是否求校驗(yàn) Dim m_objCommParent As Object * 串口父設(shè)備對(duì)象 Public Function InitDevRun(objMcgsSave As Object, objMcgsData As Object) As Long * 函數(shù)目的 : MCGS運(yùn)行環(huán)境啟動(dòng)時(shí)調(diào)用接口一次，對(duì)設(shè)備構(gòu)件進(jìn)行初始化工作 * 參數(shù)意義 : objMcgsSave - MCGS存盤數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象 * objMcgsData - MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象 * 函數(shù)返回 : InitDevRun = 0 - 設(shè)備初始化成功 * InitDevRun = 1 - 設(shè)備初始化失敗 On Error Resume Next * 取串口父設(shè)備對(duì)象 Set m_objCommParent = objMcgsSave.ParentDev If Err Then Set m_objCommParent = objMcgsData.ParentDev End If * 通過(guò)MCGS存盤數(shù)據(jù)對(duì)象獲取設(shè)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(shù)的應(yīng)用,CBR的一般流程,指標(biāo)分析,稀土原料中A，B組分質(zhì)量分?jǐn)?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(dǎo)致萃取分離過(guò)程運(yùn)行特性產(chǎn)生顯著的變化。產(chǎn)品目標(biāo)純度P、目標(biāo)收率Y等工藝參數(shù)的變化，也將對(duì)萃取分離過(guò)程產(chǎn)生顯著的影響。 此外，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程受反應(yīng)溫度和催化劑種類影響很大，反應(yīng)過(guò)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(guò)程典型工況的特征描述。,案例構(gòu)造,料液體積流量 余液的配分 監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(shè)定值 洗滌液加入流量的優(yōu)化設(shè)定值 解特征描述為：,信息存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),案例的檢索、匹配和輸出形式,帶權(quán)值的近鄰法公式表示為： 輸出形式,特征權(quán)值確定,本文的實(shí)驗(yàn)對(duì)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(kù)中，另20組作為測(cè)試集，對(duì)本課題的方法進(jìn)行可行性測(cè)試。 測(cè)試之前使用數(shù)據(jù)挖掘軟件WEKA對(duì)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(quán)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(kù)的瀏覽和維護(hù),案例庫(kù)維護(hù)包含添加新案例，修改案例和刪除不合理的案例等操作，對(duì)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(guò)人機(jī)交互的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)程。,CBR實(shí)施中的其它問(wèn)題,CBR作為一種人工智能方法，實(shí)現(xiàn)途徑多樣。 利用VB編制的程序完成對(duì)于案例的推理過(guò)程和案例庫(kù)維護(hù)的工作，案例推理與生產(chǎn)過(guò)程的交互是通過(guò)信號(hào)采集機(jī)制和組態(tài)環(huán)境中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)完成的。 知識(shí)庫(kù)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(guò)MCGS的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)取得，設(shè)計(jì)“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”的配方管理模塊，在接收到分析周期較長(zhǎng)的X熒光分析儀的檢測(cè)結(jié)果時(shí)，保存AD模塊輸出的數(shù)據(jù)，作為知識(shí)庫(kù)保存起來(lái)。,配方設(shè)計(jì),對(duì)于本課題的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采取同一時(shí)間序列存儲(chǔ)更為合理。 當(dāng)X熒光能譜分析儀送出的信號(hào)為工控機(jī)接收時(shí)，將室溫，料液體積流量等數(shù)據(jù)的當(dāng)前值存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。,總 結(jié),論文以稀土萃取過(guò)程優(yōu)化流量控制為應(yīng)用背景，對(duì)CBR、知識(shí)管理和生產(chǎn)信息采集進(jìn)行了深入的研究。 提出了案例推理結(jié)合數(shù)據(jù)采樣的控制形式。 對(duì)案例推理技術(shù)在稀土萃取過(guò)程優(yōu)化流量控制的應(yīng)用做了初步的研究。 設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了面向稀土萃取過(guò)程優(yōu)化流量控制的系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，構(gòu)造了一個(gè)基于料液配分的案例庫(kù)，設(shè)計(jì)索引機(jī)制，運(yùn)用近鄰法進(jìn)行案例檢索，并通過(guò)一組