稀土萃取生產過程的檢測和優(yōu)化課件

稀土萃取生產過程的檢測和優(yōu)化控制研究200602139劉葉芳稀土萃取生產過程的檢測和優(yōu)化控制研究1指導教師：朱林稀土萃取生產過程的檢測和優(yōu)化課件2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機理和實現概述課題意義31.課題意義稀土資源的重要性我國稀土行業(yè)現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1.課題意義稀土資源的重要性4問題目的方法當前稀土萃取生產自動化程度偏低，產品質量波動分析稀土萃取工藝稀土萃取過程案例庫萃取生產工藝參數的自動檢測實現原料液、洗酸、有機溶劑等流量控制提高整個萃取系統(tǒng)的自動化程度研究思路數據驅動的控制理論與方法案例推理2.研究方法問題目的方法當前稀土萃取生產自動化程度偏低，產品質量波動分53.萃取工藝3.萃取工藝6數據驅動的控制方法數據驅動的控制方法7某稀土車間的生產線

Pr/Nd槽體中物料及分布級數示意圖某稀土車間的生產線8A/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，實現現場數據的采集的功能。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。

A/D采集模塊9添加硬件設備驅動設備驅動部分代碼：OptionExplicitConstgc_DeviceName="LIU-AD-0001"Publicg_lngDeviceAddressAsLong'*設備地址Dimm_lngCheckFlagAsLong'*是否求校驗Dimm_objCommParentAsObject'*串口父設備對象PublicFunctionInitDevRun(objMcgsSaveAsObject,objMcgsDataAsObject)AsLong'*函數目的: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'*參數意義:objMcgsSave-MCGS存盤數據庫對象'*objMcgsData-MCGS實時數據庫對象'*函數返回:InitDevRun=0-設備初始化成功'*InitDevRun=1-設備初始化失敗

OnErrorResumeNext'*取串口父設備對象Setm_objCommParent=objMcgsSave.ParentDevIfErrThenSetm_objCommParent=objMcgsData.ParentDevEndIf'*通過MCGS存盤數據對象獲取設備的各種信息

EndFunction

添加硬件設備驅動設備驅動部分代碼：10系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖11案例推理控制系統(tǒng)框圖

案例推理控制系統(tǒng)框圖12案例推理技術的應用CBR的一般流程案例推理技術的應用13指標分析

稀土原料中A，B組分質量分數(ρA，ρB)，料液稀土濃度CF，萃取劑濃度No，洗滌液酸度Cw等工藝參數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?？蛇x擇(ρA，ρB，CF，No，Cw，P，Y，T)作為萃取分離過程典型工況的特征描述。指標分析稀土原料中A，B組分質量分數(ρA，ρB)，料液稀14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：案例構造料液體積流量15信息存儲結構解特征V工況特征描述解特征A信息存儲結構解特征V工況特征描述解特征A16案例的檢索、匹配和輸出形式帶權值的近鄰法公式表示為：輸出形式案例的檢索、匹配和輸出形式帶權值的近鄰法公式表示為：17特征權值確定本文的實驗對象中采樣數據為120組，其中100組作為原案例存于數據庫中，另20組作為測試集，對本課題的方法進行可行性測試。測試之前使用數據挖掘軟件WEKA對數據集做初步處理（EM）===Runinformation===Scheme:weka.clusterers.EM-I100-N-1-M1.0E-6-S100Relation:date3特征權值確定本文的實驗對象中采樣數據為120組，其中100組18Instances:100Attributes:5f1f2f3fs1fs2========================ClusteredInstances031(31%)122(22%)247(47%)因此，確定案例特征的加權系數分別為：=0.31；=0.22；=0.47。Instances:10019工況數據輸入

相似案例輸出工況數據輸入相似案例輸出20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，現有的數據量比較小，可以通過人機交互的方式實現對已存在案例的查看和修正。修正后的數據即可參與隨后的案例推理過程。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21CBR實施中的其它問題CBR作為一種人工智能方法，實現途徑多樣。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)境中的實時數據庫完成的。知識庫是所有可能影響推理效果的數據集合，本系統(tǒng)中通過MCGS的實時數據庫取得，設計“數據存儲”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模塊輸出的數據，作為知識庫保存起來。CBR實施中的其它問題CBR作為一種人工智能方法，實現途徑多22配方設計

對于本課題的數據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，料液體積流量等數據的當前值存入后臺數據庫。配方設計對于本課題的數據存儲采取同一時間序列存儲更為合理。23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據采樣的控制形式。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