一种高浓磨浆浓白水给水控制系统及方法与流程

本发明涉及一种高浓磨浆浓白水给水控制系统及方法，更具体地说，涉及自动造纸。

背景技术：

1、在造纸的过程中离不开磨浆机的存在，磨浆机用于依靠转盘和定盘对纤维的摩擦来达到打浆的目的，磨浆是保证原纸质量的重要工序，如果磨浆工艺出现问题则很难潮造出符合要求的原纸；

2、白水给水指的是在造纸过程中，使用白水作为给水源进行纸张抄造的过程，但是现有的加工过程中，白水的给水控制传统的浓度传感器可能会受到多种因素的干扰，温度变化、杂质影响等，导致测量精度下降，继而会导致控制参数出现误差；

3、而且在制浆的过程中，单一的控制算法可能难以适应复杂多变的制浆过程，也会导致控制参数存在误差。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高浓磨浆浓白水给水控制系统及方法。

2、为实现上述目的，本发明一方面提供了如下技术方案：

3、一种高浓磨浆浓白水给水控制系统，包括：智能设备模块、数据采集模块、分析模块、控制模块和执行模块；

4、所述智能设备模块包括磨浆机单元、冲浆泵单元和筛分单元；

5、所述数据采集模块用于实时获取所述磨浆机单元内浆料的浓度信息并将信息进行存储，将浓度信息转换为电信号输出给所述分析模块；

6、所述分析模块包括异常检测单元和判断单元；

7、所述异常检测单元用于根据历史数据判断所述数据采集模块获取得到的信息数据是否存在异常，如果是，则生成电信号并输出给所述执行模块，如果否，则将所述数据采集模块获取得到的信息数据标记为正常数据，并输出给所述判断单元；

8、所述判断单元用于根据从所述数据采集模块获取的信息判断所述磨浆机单元的浆液浓度是否处于正常范围内；

9、如果是，则保持设备的正常运行，如果否，则将生成控制参数，将控制参数通过电信号输出给所述控制模块；

10、所述控制模块用于根据从所述数据采集模块获取的信息配合历史数据对生成的控制参数进行自适应调整，并将调整后的控制参数输出给所述执行模块；

11、所述执行模块包括调节单元和维护单元，所述调节单元用于接收所述判断单元的控制参数，根据接收的控制参数对所述智能设备模块进行调整；

12、所述维护单元用于接收所述异常检测单元的电信号，根据获取得到的电信号对所述数据采集单元进行维护。

13、优选的，所述数据采集模块包括浓度传感器单元和数据储存单元；

14、所述浓度传感器单元用于获取得到所述磨浆机单元的浆液浓度；

15、所述数据储存单元用于储存获取得到的浆液浓度信息，将获取得到的信息按照日期进行标注，并标记为历史测量数据。

16、优选的，所述异常检测单元用于根据历史数据判断所述数据采集模块获取得到的信息数据是否存在异常，具体为：

17、获取得到所述浓度传感器单元数据信息和历史数据信息的匹配值，并标记为u；

18、获取得到所述浓度传感器单元的故障值，并标记为p；

19、根据公式

20、h＝u×a1+p×a2

21、计算获得所述浓度传感器单元的异常值h，其中a1和a2为预设的异常值系数；

22、事先设定一个异常值的阈值，将异常值h和异常值阈值进行差值计算，获取得到异常值差值，并标记为s；

23、事先设定一个异常值差值的阈值，将异常值差值s和异常值差值阈值进行对比，判断异常值差值s是否大于异常值差值阈值；

24、如果是，则标记所述数据采集模块获取得到的信息数据存在异常；

25、如果否，则标记所述数据采集模块获取得到的信息数据为正常数据。

26、优选的，所述浓度传感器单元数据信息和历史数据信息的匹配值u的获取方式如下，具体为：

27、获取得到所述浓度传感器单元的初始工作时间点，并标记为e；

28、获取得到当前的时间点，并标记为r；

29、获取得到当前时间点前的历史数据峰值，并标记为t；

30、获取得到当前时间点前的历史数据的最低值，并标记为f；

31、根据公式

32、

33、计算获得历史数据的历史平均值k；

34、获取得到当前时间点前一日所述浓度传感器单元的当日平均值，将当日平均值和历史平均值进行差值计算，获取得到匹配值u。

35、优选的，所述浓度传感器单元的故障值p的获取方式如下，具体为：

36、获取得到获取得到当前时间段前所述浓度传感器的总故障次数，并标记为g；

37、获取得到所述浓度传感器单元的预定使用时间，将所述浓度传感器单元当前时间点前的使用时间除以预定使用时间，获取得到所述浓度传感器单元的老化值，并标记为n；

38、将所述浓度传感器单元产生故障的日期按照先后进行排序，将相邻的两个故障日期进行差值计算获取得到故障间隔，将故障间隔进行求和处理并取均值，获取得到平均故障间隔，并标记为j；

39、根据公式

40、p＝g×b1+n×b2+j×b3

41、计算获得所述浓度传感器单元的故障值p，其中b1、b2和b3为预先设定的故障值系数。

42、优选的，所述判断单元用于根据从所述数据采集模块获取的信息判断所述磨浆机单元的浆液浓度是否处于正常范围内，具体为：

43、获取得到所述磨浆机单元内不同位置的浆液浓度，去除最大的一组数据和最小的一组数据，并将剩余的数据进行求和处理并取均值，获取得到平均浓度均值，并标记为q；

44、事先设定一个浆液浓度的阈值，将平均浓度均值和浆液浓度的阈值进行差值计算，获取得到平均浓度差值，并标记为w；

45、事先设定一个平均浓度差值的阈值，将平均浓度差值w和平均浓度差值的阈值进行对比，判断平均浓度差值w是否大于平均浓度差值的阈值；

46、如果是，则判断浆液浓度不处于正常范围内；

47、如果否，则判断浆液浓度处于正常范围内。

48、优选的，所述控制模块用于根据从所述数据采集模块获取的信息配合历史数据对生成的控制参数进行自适应调整，具体为：

49、获取得到所述数据分析模块生成的控制参数，并标记为m；

50、获取得到控制参数的自适应调整值，并标记为v；

51、根据公式

52、z＝m×c1×v

53、计算获得自适应调整后的控制参数z，其中c1为预设比例系数。

54、优选的，所述控制参数的自适应调整值v的获取方式如下，具体为：

55、获得变量：

56、e：初始工作时间点

57、r：当前时间点

58、t：历史数据峰值

59、f：历史数据最低值

60、p：浓度传感器单元的故障值；

61、将变量进行模糊化，将其映射到相应的模糊集合中；

62、事先定义一个模糊规则，将输入变量的模糊集合与控制动作相关联，规则1：ifpis"高"then控制动作是"降低"

63、规则2：if(r-e)is"短"and(t-f)is"小"then控制动作是"维持"；

64、根据每个规则的权重和输出隶属度函数计算聚合后的输出隶属度函数μ_b'(z)；

65、根据公式

66、z＝∫z×μ_b′(z)dz/∫μ_b′(z)dz

67、计算获得自适应调整后的控制参数z。

68、另一方面，本发明还提出了一种高浓磨浆浓白水给水控制方法，包括以下步骤：

69、s1：获取得到浆液的浓度值，并判断传感器的数据是否正常，如果不正常则通过执行模块进行维护；

70、s2：如果正常则判断浆液的浓度值是否处于标准范围，如果是则正常运行，如果否则将控制参数输出给控制模块；

71、s3：控制模块根据历史信息对控制参数进行自适应调节，并将结果输出至执行模块。

72、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

73、通过设置有分析模块，可以在实际纸张加工的过程中，确保传感器的长期稳定性，在合适的时间对传感器进行人工维护和校准；

74、而且可以处理不确定性和非线性问题，根据实时浓度数据和历史数据进行自适应调整，自适应改变控制参数，提高控制系统的响应速度和稳定性。