一种石化生产智能化自动化控制系统和方法与流程

本发明涉及石化产品生产，特别涉及一种石化生产智能化自动化控制系统和方法。

背景技术：

1、在石化生产过程中，废物的产生是不可避免的。废物含量的变化直接影响到石化产品的质量和产量。而在传统的自动化控制系统中，无法准确地感知这些变化，也就无法采取有效的措施进行调整。因此，如何实现对废物含量的实时监测和精细化控制已成为当前石化生产过程中急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种石化生产智能化自动化控制系统和方法，用以实现生产过程的可控性和产品质量，减少废弃物产生量，实现环保减排。

2、本发明提出的一种石化生产智能化自动化控制系统，所述系统包括：

3、数据采集模块：实时采集石化生产过程中的参数并记录在数据库中；

4、数据分析模块：对采集到的数据进行分析和处理，得出相应的控制策略；所述分析包括废气物含量与生产数据以及产品质量数据进行关联性分析；根据所述关联分析调整所述生产数据；

5、控制模块：将控制策略转化为控制指令，通过控制器对生产设备进行控制，实现自动化控制；

6、监控和预警模块：对生产过程进行实时监测，并对可能出现的故障进行预警和诊断，并及时采取措施。

7、进一步的，一种石化生产智能化自动化控制系统，所述数据采集模块包括：

8、生产数据采集模块：通过传感器采集生产数据，所述生产数据包括设备状态、温度、压力和流量；

9、产品质量数据采集模块：采集产品质量数据并进行存储；所述质量数据包括产品成分、纯度和物理状态。

10、废弃物数据采集模块：通过采集器采集废弃物的含量，所述废弃物包括废水、废气和固体废弃物。

11、进一步的，一种石化生产智能化自动化控制系统，所述数据分析模块包括：

12、数据预处理模块：将各个参数数据进行清洗、去重、去除异常值和缺失数据；

13、分类模块：将数据按照产品种类、原料和生产阶段进行分类获得分类结果；

14、生产数据分析模块：按照分类结果，对石化生产过程中的各项数据进行分析，以获取生产过程的动态变化和异常情况；

15、产品质量分析模块：按照分类结果，对产品质量参数进行采集、监测和分析，获得产品质量的实时数据和趋势变化；

16、废弃物含量分析模块：按照分类结果对废弃物含量进行实时分析和监控，所述分析包括趋势分析和统计分析；

17、关联分析模块：将废气物含量与生产数据以及产品质量数据进行关联性分析，获得关联性结果。

18、进一步的，一种石化生产智能化自动化控制系统，所述关联性分析模块包括：

19、数据选择模块：按照分类结果分别选择数据库中相应类型的历史数据和实时数据进行分析；

20、第一分析模块：在同一分类结果下，将废弃物含量分别与对应的各个生产参数做相关性分析，获得生产参数与废弃物含量的相关系数rij；

21、第一判断模块：如果相关系数|rij|≥第一阈值，则判定此生产参数为关联参数；

22、第二分析模块：将关联参数之间进行相关性分析，获得关联参数之间的第二相关系数r；

23、第二判断模块：如果第二相关系数|r|≥第二阈值；则将对应的两个关联参数进行正交化处理得到处理后得关联参数；

24、建模模块：将处理后的关联参数通过分析软件进行建模；获得综合参数以及综合参数与废弃物的第三相关系数rz；

25、综合参数监控模块：将综合参数作为新的参数加入到监控系统；并根据综合参数、生产参数的值预测和控制废弃物含量；

26、第三关联模块：将废气物的含量与产品质量数据进行相关性分析；根据产品质量数据调整废弃物含量阈值；

27、阈值调整模块：根据废弃物含量阈值调整综合参数以及对应的生产参数；

28、第三判定模块：如果针对不同的废弃物含量获得的关联性参数相同；则计算与此关联参数相关的废弃物含量的影响因子yi，

29、其中，|rij|表示废弃物i与生产参数j之间的相关系数的绝对值；wk为废弃物的权重；α、β为系数，取值范围分别为(0，1)；

30、以yi最高值对应的废弃物阈值为参照标准对此关联参数进行调整。

31、进一步的，一种石化生产智能化自动化控制系统，所述第三关联模块包括：

32、建立废弃物含量和产品质量有关的指标关系的多元回归模型；

33、l＝c+d1z1+d2z2+...+dnzn；

34、其中，l表示废气物含量，z1、z2、...、zn表示与产品质量有关的指标，c、d1、d2、...、dn表示常数和系数；

35、根据模型将废弃物含量数据和产品质量有关指标利用拟合公式进行拟合得到常数和系数；

36、将同一分类下不同的数据集合进行建模获得不同的模型，建模次数f≥3；

37、将产品质量指标代入不同的模型计算得到废弃物含量lyv；

38、计算不同模型下相同产品质量指标对应的废弃物含量的均值ly；

39、令预设废弃物阈值为lyy；所有废弃物含量的标准差为σ；

40、如果ly>lyy；并且ly-lyy≥σ/2；则废气物含量阈值调整为lyy+σ/2；

41、如果ly<lyy；并且lyy-ly≥σ/2；则废气物含量阈值调整为ly+σ/2；

42、如果|ly-lyy|<σ/2；则保持预设的废弃物阈值不变。

43、进一步的，一种石化生产智能化自动化控制系统，所述控制模块包括：

44、执行机构驱动模块：负责将控制指令转化为控制信号，通过执行机构驱动生产设备进行控制；

45、控制指令管理模块：负责管理所有的控制指令，确保控制指令的生成、管理、存储、发送和执行过程的准确性和稳定性。

46、进一步的，一种石化生产智能化自动化控制系统，所述监控和预警模块包括：

47、实时监测模块：通过可视化界面，对石化生产过程参数进行实时监控；

48、预警和预测模块：通过数据采集模块采集的历史数据和实时数据，经过数据分析模块后，通过对预警和预测模块，对可能出现的异常情况进行预警和预测；

49、故障诊断和维护模块：通过对生产过程中出现的异常情况进行实时监测和诊断，及时发现并解决生产中的故障；

50、报警管理模块：对生产过程中可能出现的异常情况进行报警。

51、本发明提出一种石化生产智能化自动化控制方法，所述方法包括：

52、s1、通过数据采集模块采集石化生产过程中生产数据、产品质量数据和废弃物含量；

53、s2、将所述数据采集模块采集的数据按照产品种类、原料和生产阶段进行分类获得分类结果；

54、s3、选取分类后的数据，通过数据分析模块对石化生产过程中的生产数据、产品质量数据和废弃物含量进行关联性分析得到分析结果和综合参数；

55、s4、利用所述分析结果通过控制模块进行生产参数的调整和控制；包括：根据产品质量数据调整废弃物阈值设置，根据废弃物阈值调整生产参数和综合参数；根据生产参数和综合参数预测和控制废弃物的含量；

56、s5、通过监控和预警模块对生产过程进行实时监测，并对可能出现的故障进行预警和诊断，并及时采取措施。

57、进一步的，一种石化生产智能化自动化控制方法，所述s3包括：

58、11.一种石化生产智能化自动化控制方法，其特征在于，所述s3包括：

59、s301、按照分类结果分别选择数据库中相应类型的历史数据和实时数据进行分析；

60、s302、在同一分类结果下，将废弃物含量分别与对应的各个生产参数做相关性分析，获得生产参数与废弃物含量的相关系数rij；

61、s303、如果相关系数|rij|≥第一阈值，则判定此生产参数为关联参数；

62、s304、将关联参数之间进行相关性分析，获得关联参数之间的第二相关系数r；

63、s305、如果第二相关系数|r|≥第二阈值；则将对应的两个关联参数进行正交化处理得到处理后的关联参数；

64、s306、将处理后的关联参数通过分析软件进行建模；获得综合参数以及综合参数与废弃物的第三相关系数rz；

65、其中，|rz|>|rij|；综合参数为y＝a1+a2b1+a3b2+…+anbn-1，其中a1，a2…an为系数；b1，b2…bn-1为处理后的关联参数；所述关联系数由分析软件获取；

66、s307、将综合参数作为新的参数加入到监控系统；并根据综合参数、生产参数的值预测和控制废弃物含量；

67、s308、将废气物的含量与产品质量数据进行相关性分析；根据不同的产品质量数据调整不同的废弃物含量阈值；

68、s309、根据废弃物含量阈值调整综合参数以及对应的生产参数；

69、s310、如果针对不同的废弃物含量获得的关联性参数相同；则计算与此关联参数相关的废弃物含量的影响因子yi，

70、其中，|rij|表示废弃物i与生产参数j之间的相关系数的绝对值；wk为废弃物的权重；α、β为系数，取值范围分别为(0，1)；

71、以yi最高值对应的废弃物阈值为参照标准对此关联参数进行调整。

72、进一步的，一种石化生产智能化自动化控制方法，所述将废气物的含量与产品质量数据进行相关性分析；根据不同的产品质量数据调整不同的废弃物含量阈值；包括：

73、建立废弃物含量和产品质量有关的指标关系的多元回归模型；

74、l＝c+d1z1+d2z2+...+dnzn；

75、其中，l表示废气物含量，z1、z2、...、zn表示与产品质量有关的指标，c、d1、d2、...、dn表示常数和系数；

76、根据模型将废弃物含量数据和产品质量有关指标利用拟合公式进行拟合得到常数和系数；

77、将同一分类下不同的数据集合进行建模获得不同的模型，建模次数f≥3；

78、将产品质量指标代入不同的模型计算得到废弃物含量lyv；

79、计算不同模型下相同产品质量指标对应的废弃物含量的均值ly；

80、令预设废弃物阈值为lyy；所有废弃物含量的标准差为σ；

81、如果ly>lyy；并且ly-lyy≥σ/2；则废气物含量阈值调整为lyy+σ/2；

82、如果ly<lyy；并且lyy-ly≥σ/2；则废气物含量阈值调整为ly+σ/2；

83、如果|ly-lyy|<σ/2；则保持预设的废弃物阈值不变。

84、本发明有益效果：通过本发明一种石化生产智能化自动化控制系统和方法，实现废弃物控制和产品质量控制的双重目标，提高生产过程的效率和质量；通过数据采集和分析，对生产过程中的数据进行实时监测和分析，提高生产过程的可控性；通过废弃物含量的实时监控和控制，降低废弃物的产生量，在达到目标产量的情况下实现了资源的节约和环保的目标；通过实时监测和预警，能够对生产过程中可能出现的故障进行快速的诊断和处理，提高了生产过程的可靠性和安全性。