稀土萃取生產(chǎn)過程的檢測和優(yōu)化課件

1、稀土萃取生產(chǎn)過程的檢測和優(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稀土行業(yè)現(xiàn)存的主要問題礦產(chǎn)豐富，行業(yè)結(jié)構(gòu)不合理自動化程度低，嚴(yán)重制約發(fā)展問題目的方法當(dāng)前稀土萃取生產(chǎn)自動化程度偏低，產(chǎn)品質(zhì)量波動 分析稀土萃取工藝稀土萃取過程案例庫 萃取生產(chǎn)工藝參數(shù)的自動檢測實(shí)現(xiàn)原料液、洗酸、有機(jī)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(shù)據(jù)驅(qū)動的控制理論與方法 案例推理2.研究方法3.萃取工藝數(shù)據(jù)驅(qū)動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數(shù)示意圖A/D采集模塊本課題選用內(nèi)蒙

2、古科技大學(xué)研制的A/D采集模塊，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(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，由于功能相對單一，對象明確，并且單片機(jī)在工業(yè)現(xiàn)場的應(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)動設(shè)備驅(qū)動部分代碼：Option ExplicitConst gc_DeviceName = LIU-AD-0001Public 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)備對象Public Fu

3、nction InitDevRun(objMcgsSave As Object, objMcgsData As Object) As Long * 函數(shù)目的 : MCGS運(yùn)行環(huán)境啟動時調(diào)用接口一次，對設(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)庫對象 * objMcgsData - MCGS實(shí)時數(shù)據(jù)庫對象 * 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)備對象 Set m_objCommParent = objMcgsSav

4、e.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(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，也將對萃取分離過程產(chǎn)生顯著的影響。 此外，化學(xué)反應(yīng)過程受反應(yīng)溫度和催化劑種類影響很大，反應(yīng)過程因此有快有慢，

5、萃取分離效果也受此影響，可以將其列入特征描述?？蛇x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(gòu)造料液體積流量余液的配分監(jiān)測點(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：信息存儲結(jié)構(gòu)解特征 V工況特征描述解特征A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(jìn)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 = Sc

6、heme: weka.clusterers.EM -I 100 -N -1 -M 1.0E-6 -S 100Relation: date3Instances: 100Attributes: 5 f1 f2 f3 fs1 fs2= = = = = = = = Clustered Instances0 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的瀏覽和維護(hù)案例庫維護(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

7、機(jī)交互的方式實(shí)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(shí)施中的其它問題CBR作為一種人工智能方法，實(shí)現(xiàn)途徑多樣。利用VB編制的程序完成對于案例的推理過程和案例庫維護(hù)的工作，案例推理與生產(chǎn)過程的交互是通過信號采集機(jī)制和組態(tài)環(huán)境中的實(shí)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(shí)時數(shù)據(jù)庫取得，設(shè)計(jì)“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(jié)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(shè)計(jì) 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(dāng)X熒光能譜分析儀送出的信號為工控機(jī)接收時，將室溫，料液體積流量等數(shù)據(jù)的當(dāng)前值存入后臺數(shù)據(jù)庫?？?結(jié)論文以稀土萃取過程優(yōu)化流量控制為應(yīng)用背景，對CBR、知識管理和生產(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。對案例推理技術(shù)在稀土萃取過程優(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(gòu)造了一個基于料液配分的案例庫，設(shè)計(jì)索引機(jī)制，運(yùn)用近鄰法進(jìn)行案例檢