一种四氯化铪生产的人工智能控制系统的制作方法

本发明属于化学合成，具体地说是一种四氯化铪生产的人工智能控制系统。

背景技术：

1、在目前的四氯化铪制备的方法中，往往存在反应条件苛刻、产物纯度不高、原材料成本较高、控制成本较高等问题。因此，开发一种高效、环保、经济的四氯化铪制备方法具有重要的意义。

2、公布号为cn106698512a的一项中国专利申请公开了一种四氯化铪的制备方法，包括：将氧化铪进行粉碎并烘干，将烘干的氧化铪加入氯化炉内并加入四氯化碳进行氯化反应，在沸腾流化床内生成的四氯化铪气体，经冷凝器冷凝后获得固体四氯化铪，尾气经过淋洗塔洗涤后排出。缩短粗四氯化铪的生产工艺流程，降低了能耗；产品质量好；金属回收率高：选用四氯化碳为碳源及氯化剂，使用设备台数减少，氯化剂使用更安全，采购便捷，减少了粉尘排放，节约了资源。

3、上述现有技术中，缺少对氯化反应的分析，即缺少对氯化反应的温度以、反应状态以及反应条件的影响进行分析，无法保证生成四氯化铪气体浓度质量的同时，不能在四氯化铪的生产中实现生产条件优化。

4、为此，本发明提供了一种四氯化铪生产的人工智能控制系统。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种四氯化铪生产的人工智能控制系统，包括：

3、数据采集模块：采集四氯化铪生产中氯化反应时的氯气消耗数据，其中，氯气消耗数据包括氯气消耗速率值；

4、异常分析模块：基于氯气消耗数据，分析得到氯气异常数据，氯气异常数据包括氯气消耗异常值xj；

5、判定模块：将氯气消耗异常值xj与氯气消耗异常阈值进行比较，根据比较结果判定氯气消耗是否合格；并生成信号，信号包括氯气消耗合格信号和氯气消耗不合格信号，若生成氯气消耗合格信号，则采集氯化反应后的四氯化铪气体进行生产应用，若生成氯气消耗不合格信号，则对其四氯化铪气体浓度进行分析；

6、浓度解析模块：当接收到氯气消耗不合格信号，获取氯化反应中生成的四氯化铪气体浓度，基于四氯化铪气体浓度的分析，并根据分析结果对四氯化铪气体继续进行生产应用或回收报废。

7、作为本发明进一步的技术方案为：所述氯气消耗异常值xj的获取方式为：

8、将氯气消耗速率值与氯气消耗速率标准值进行比较，若氯气消耗速率值不等于氯气消耗速率标准值，则将其标记为异常氯气消耗速率值；

9、获取异常氯气消耗速率值的出现时间数据和偏差数据，出现时间数据表示为异常氯气消耗速率值的持续出现时间均值与检测时长之比xd，偏差数据表示为异常氯气消耗速率偏差均值与氯气消耗速率标准值之比xg；

10、通过公式：获取氯气消耗异常值xj，其中，a1和a2均为预设比例系数，a1取值为1.348，a2取值为1.254。

11、作为本发明进一步的技术方案为：所述异常氯气消耗速率值的持续出现时间均值与检测时长之比xd的获取方式为：

12、获取检测时长内每次出现异常氯气消耗速率值的时间，统计异常氯气消耗速率值出现的总时间以及异常氯气消耗速率值出现的总次数，将异常氯气消耗速率值出现的总时间与异常氯气消耗速率值出现的总次数进行比值处理，得到异常氯气消耗速率值的持续出现时间均值，并将其与检测时长进行比值处理，得到异常氯气消耗速率值的持续出现时间均值与检测时长之比xd。

13、作为本发明进一步的技术方案为：所述异常氯气消耗速率偏差均值与氯气消耗速率标准值之比xg的获取方式为：

14、将所有异常氯气消耗速率值分别与氯气消耗速率标准值进行差值处理，并将得到的差值在取绝对值后进行求和取均值，得到异常氯气消耗速率偏差均值，将异常氯气消耗速率偏差均值与氯气消耗速率标准值进行比值处理，得到异常氯气消耗速率偏差均值与氯气消耗速率标准值之比xg。

15、作为本发明进一步的技术方案为：基于所述氯气消耗不合格信号，获取氯化反应中生成的四氯化铪气体浓度，将四氯化铪气体浓度与四氯化铪气体浓度标准值进行差值处理，并将其差值取绝对值，得到四氯化铪气体浓度差值，将四氯化铪气体浓度差值与四氯化铪气体浓度差阈值进行比较：

16、若四氯化铪气体浓度差值大于等于四氯化铪气体浓度差阈值，则将采集的四氯化铪气体进行报废回收；

17、若四氯化铪气体浓度差值小于四氯化铪气体浓度差阈值，则将采集的四氯化铪气体继续应用于生产。

18、作为本发明进一步的技术方案为：还包括：

19、异常影响分析模块：基于氯气消耗不合格信号，获取氯化反应时的温度数据，基于温度数据和氯气消耗数据，分析得到重合数据和相似数据，其中，温度数据包括氯化反应时的温度值，重合数据包括数据重合值zjy，相似数据包括数据变化相似度值zjb，根据重合数据和相似数据，分析得到影响数据，影响数据包括影响值zxj。

20、作为本发明进一步的技术方案为：所述影响值zxj的获取方式为：

21、获取数据重合值zjy和数据变化相似度值zjb；

22、通过公式：得到影响值zxj，其中，d1和d2均为预设比例系数，d1取值为1.463，d2取值为1.358。

23、作为本发明进一步的技术方案为：将所述影响值zxj与影响阈值进行比较，若影响值zxj≥影响阈值zxd，则说明温度影响氯气消耗的程度较高，则生成温控信号，基于温控信号，在之后的生产周期内对氯化反应的温度按照温度标准值进行精确控制。

24、作为本发明进一步的技术方案为：所述数据重合值zjy的获取方式为：

25、将温度检测时长划分为若干个连续且相等的时间子单元，获取时间子单元内的最大温度和最小温度，将最大温度和最小温度进行求和，得到氯化反应时的温度值；

26、将温度值与温度标准值进行比较，若温度值与温度标准值不相等，则将其标记为异常温度值；

27、若时间子单元对应的温度值为异常温度值且对应的氯气消耗速率值为异常氯气消耗速率值时，将该时间子单元标记为一级重合时间子单元；

28、统计所有一级重合时间子单元的数量，并将一级重合时间子单元的数量与所有时间子单元的数量进行比值处理，得到一级重合时间子单元数量比；

29、在所有一级时间子单元内，若一级时间子单元对应的异常温度值和氯气消耗速率值同时大于或小于对应的温度标准值和氯气消耗速率标准值，则将一级重合时间子单元标记为二级重合时间子单元；

30、统计所有二级重合时间子单元的数量，并将二级重合时间子单元的数量与所有时间子单元的数量进行比值处理，得到二级重合时间子单元数量比；

31、干扰影响值zjy的获取方式为：

32、s101，获取一级重合时间子单元数量比，并将其标记为sg；

33、s102，获取二级重合时间子单元数量比，并将其标记为sh；

34、s103，通过公式：得到数据重合值zjy，其中和均为比例系数。

35、作为本发明进一步的技术方案为：所述数据变化相似度值zjb的获取方式为：

36、分别将每个二级重合时间子单元对应的异常温度值和异常氯气消耗速率值分别与对应的温度标准值和氯气消耗速率标准值进行差值处理，并将其差值取绝对值，得到每个二级重合时间子单元对应的温度偏差值和氯气消耗速率偏差值，将每个二级重合时间子单元对应的温度偏差值和氯气消耗速率偏差值进行比值处理，得到每个二级重合时间子单元对应的影响值；

37、将所有二级重合时间子单元对应的影响值在x-y二维坐标系中进行标记，并将其标记点之间进行直线连接，得到影响值折线；

38、将所有二级重合时间子单元对应的影响值进行求和取均值，得到影响均值，将影响均值作为基准点在y轴上进行标记，通过基准点作一条平行于x轴的基准线；

39、基于影响折线和基准线，得到影响折线与基准线之间所围成的面积，将影响折线与基准线之间所围成的面积和基准线与x轴之间所围成的面积进行比值处理，得到数据变化相似度值zjb。

40、本发明的有益效果如下：

41、1.本发明所述的一种四氯化铪生产的人工智能控制系统，采集四氯化铪生产中氯化反应时的氯气消耗数据，基于氯气消耗数据，分析得到氯气异常数据，其中，氯气异常数据包括氯气消耗异常值xj，将氯气消耗异常值xj与氯气消耗异常阈值进行比较，根据比较结果判定氯气消耗是否合格，本发明通过对氯气消耗是否合格，判定氯化反应的稳定性，并生成信号，信号包括氯气消耗合格信号和氯气消耗不合格信号，若生成氯气消耗合格信号，则采集氯化反应后的四氯化铪气体进行生产应用，若生成氯气消耗不合格信号，则对其四氯化铪气体浓度进行分析，从而实现对生成的四氯化铪气体进行质量把控，提高四氯化铪的生产质量。

42、2.本发明所述的一种四氯化铪生产的人工智能控制系统，基于氯气消耗不合格信号，获取氯化反应时的温度数据，基于温度数据和氯气消耗数据，分析得到重合数据和相似数据，其中，温度数据包括氯化反应时的温度值，重合数据包括数据重合值zjy，相似数据包括数据变化相似度值zjb，根据重合数据和相似数据，分析得到影响数据，影响数据包括影响值zxj，将影响值zxj与阈值进行比较，根据比较结果，判断氯气消耗异常的原因是否为温度变化，本发明通过对温度数据和氯气消耗数据的重合度以及相似度进行分析，确定氯气消耗的异常原因，其分析更加全面准确，还能够为之后的生产条件的优化提供有利依据。

43、3.本发明所述的一种四氯化铪生产的人工智能控制系统，当生成氯气消耗不合格信号，获取氯化反应中生成的四氯化铪气体浓度，将四氯化铪气体浓度与四氯化铪气体浓度标准值进行差值处理，并将其差值取绝对值，得到四氯化铪气体浓度差值，将四氯化铪气体浓度差值与四氯化铪气体浓度差阈值进行比较，若四氯化铪气体浓度差值大于等于四氯化铪气体浓度差阈值，则将采集的四氯化铪气体进行报废回收，若四氯化铪气体浓度差值小于四氯化铪气体浓度差阈值，则将采集的四氯化铪气体继续应用于生产，本发明对在氯气消耗异常的情况下，对其四氯化铪气体浓度进行进一步解析，防止在氯气消耗异常情况下，生成的四氯化铪气体还能够符合生产使用标准，从而减少资源浪费。