全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制方法及相关设备与流程

本发明涉及计算机，尤其涉及一种全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制方法及相关设备。

背景技术：

1、现如今常用的用于产生沼气的厌氧发酵反应器通常为全混合反应器(continuousstirred tank reactor，简称：cstr)，采取序批式进料方式并通过机械搅拌装置满足全混合的需求，其广泛应用在秸秆、粪便、污泥、厨余垃圾等处理领域。

2、在实际工程中，为机械搅拌装置提供动力的多为变频电机，在启动完成后便维持恒定频率运行，但是序批式进料后，沼气的产生速度(沼气流速)并不恒定，而恒定的搅拌方式并不能适应厌氧发酵不同反应阶段对搅拌能耗的需求，使得工程能耗较高，效率得不到提升。因此，如何提升沼气的产生效率是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了满足厌氧发酵不同反应阶段对搅拌能耗的动态需求，优化机械搅拌性能，提升反应效率，本发明提供了一种全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制方法及相关设备。

2、第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制方法，所述方法包括：

3、获取全混合厌氧反应器搅拌装置内液相目标资源浓度与时间之间的映射关系，基于所述液相目标资源浓度与时间之间的映射关系确定实时液相目标资源浓度；

4、利用厌氧消化模型基于所述实时液相目标资源浓度获取所述目标资源的实时气液转换指标值；

5、将所述实时气液转换指标值与预设指标值进行比较，得到比较结果；

6、基于所述比较结果对所述全混合厌氧反应器搅拌装置的运行频率进行调控。

7、本发明提供方法的有益效果是：

8、通过获取到的液相目标资源浓度与时间之间的映射关系，能够快捷地得到各个时刻的实时液相目标资源浓度，以提升针对全混合厌氧反应器搅拌装置运行频率的适应性调控的调控效率。并且，本技术利用厌氧消化模型得到实时液相目标资源浓度对应的实时气液转换指标值，气液转换指标值代表了目标资源由液相向气相转换的能力，进而通过实时气液转换指标值与预设指标值之间的关系灵活调控搅拌装置的运行频率，以此满足实时气液转换指标值对应的搅拌能耗需求，提升了目标资源的气液转换效率，促进了厌氧消化生化反应平衡向有利于产生更多目标资源的方向进行，同时使得全混合厌氧反应器搅拌装置的电机性能得到优化。

9、在上述技术方案的基础上，本发明的一种全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制方法还可以做如下改进。

10、进一步，所述获取全混合厌氧反应器搅拌装置内液相目标资源浓度与时间之间的映射关系，包括：

11、获取测量得到的目标资源产出潜力；

12、基于所述目标资源产出潜力得到液相目标资源浓度与时间之间的映射关系。

13、采用上述进一步方案的有益效果是，在测量得到目标资源的产出潜力的过程中构建得到液相目标资源浓度与时间之间的映射关系，通过上述映射关系快速明确目标资源不断变化的产出能力，从而提升针对全混合厌氧反应器搅拌装置运行频率的适应性调控的调控效率。

14、进一步，所述利用厌氧消化模型基于所述实时液相目标资源浓度获取所述目标资源的实时气液转换指标值，包括：

15、利用厌氧消化模型获取气液转换数据；

16、基于所述气液转换数据和所述实时液相目标资源浓度得到所述目标资源的实时气液转换指标值。

17、采用上述进一步方案的有益效果是，利用厌氧发酵反应通用的厌氧消化模型获取全混合厌氧反应过程中各项反应物参数和反应参数作为气液转换数据，并基于实时液相目标资源浓度和气液转换数据计算得到目标资源的实时气液转换指标值，进一步提升了明确目标资源的动态产出能力的速率。

18、进一步，所述基于所述气液转换数据和所述实时液相目标资源浓度得到当前时刻所述目标资源的气液转换指标值，包括：

19、基于所述气液转换数据构建针对所述目标资源的气液转换指标值的目标计算式；

20、基于所述目标计算式和所述实时液相目标资源浓度得到实时气液转换指标值。

21、采用上述进一步方案的有益效果是，基于厌氧消化模型采集到的气液转换数据推导得到针对所述目标资源的气液转换指标值的目标计算式，将作为变量的实时液相目标资源浓度带入所述目标计算式，以精准得到当前时刻的实时气液转换指标值。

22、进一步，所述将所述实时气液转换指标值与预设指标值进行比较，得到比较结果，包括：

23、获取与所述预设指标值对应的预设阈值范围；

24、将所述预设阈值范围与所述实时气液转换指标值进行比较，得到比较结果，所述比较结果表征为所述实时气液转换指标值与所述预设阈值范围之间的大小关系。

25、采用上述进一步方案的有益效果是，通过判定得到的实时气液转换指标值是否在预设指标值对应的预设阈值范围内，得到预设阈值范围与实时气液转换指标值的比较结果，基于比较结果确定对全混合厌氧反应器搅拌装置运行频率进行适应性调控的方式。

26、进一步，所述基于所述比较结果对所述全混合厌氧反应器搅拌装置的运行频率进行调控，包括：

27、若所述比较结果表征所述实时气液转换指标值在所述预设阈值范围内，则获取历史气液转换指标值；

28、基于所述历史气液转换指标值和所述实时气液转换指标值得到气液转换指标值的实时变化速率值；

29、若所述实时变化速率值大于预设变化速率值，则按照预设调控值对所述全混合厌氧反应器搅拌装置的运行频率进行增大调控；

30、若所述实时变化速率值小于等于所述预设变化速率值，则按照预设调控值对所述全混合厌氧反应器搅拌装置的运行频率进行减小调控。

31、采用上述进一步方案的有益效果是，在确定实时气液转换指标值在所述预设阈值范围内时，结合历史气液转换指标值得到气液转换指标值的实时变化速率值，针对不同的变化趋势采用不同的调控方式，实现对全混合厌氧反应器搅拌装置运行频率的精准调控。

32、进一步，所述基于所述比较结果对所述全混合厌氧反应器搅拌装置的运行频率进行调控，包括：

33、若所述比较结果表征所述实时气液转换指标值小于所述预设阈值范围，则将所述全混合厌氧反应器搅拌装置的运行频率调控至第一频率，所述第一频率为所述全混合厌氧反应器搅拌装置配置的最小运行频率；

34、若所述比较结果表征所述实时气液转换指标值大于所述预设阈值范围，则将所述全混合厌氧反应器搅拌装置调控至第二频率，所述第二频率为标准工况下的运行频率。

35、采用上述进一步方案的有益效果是，在确定实时气液转换指标值未处于所述预设阈值范围内时，调控至相应的运行频率，保证全混合厌氧反应器搅拌装置的运行安全，避免性能受到损害。

36、第二方面，本发明提供了一种全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制系统，包括获取单元、处理单元、比较单元和调控单元；

37、获取单元，用于获取全混合厌氧反应器搅拌装置内液相目标资源浓度与时间之间的映射关系，基于所述液相目标资源浓度与时间之间的映射关系确定实时液相目标资源浓度；

38、处理单元，用于利用厌氧消化模型基于所述实时液相目标资源浓度获取所述目标资源的实时气液转换指标值；

39、比较单元，用于将所述实时气液转换指标值与预设指标值进行比较，得到比较结果；

40、调控单元，用于基于所述比较结果对所述全混合厌氧反应器搅拌装置的运行频率进行调控。

41、本发明提供的一种全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制系统的有益效果是：通过利用厌氧消化模型得到的实时气液转换指标值与预设指标值之间的关系灵活调控搅拌装置的运行频率，使得搅拌装置的电机运行频率与气液分离的搅拌需求相匹配，实现搅拌装置的电机的变频控制，从而加速气液分离，提高厌氧反应产生目标资源的效率，优化了电机性能。

42、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上所述的全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制方法。

43、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上所述的全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制方法。

44、第五方面，本发明还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实施例中提供的全混合厌氧反应器搅拌装置的智能控制方法。