一种基于大数据的针状焦加工监测方法与流程

本发明涉及针状焦加工，具体的，涉及一种基于大数据的针状焦加工监测方法。

背景技术：

1、针状焦是生产超高功率电极、特种炭素材料、炭纤维及其复合材料等高端炭素制品的原料，根据生产原料的不同，针状焦可分为油系针状焦和煤系针状焦两种。在稳定原料质量的前提下，通过设置如温度、压力、气流等工艺条件，优化延迟焦化，是生产高质量针状焦需要解决的主要方式，问题在于，目前的原材料（精制沥青）的质量往往不够稳定，采用固定化的工艺条件难以持续的生产出高质量针状焦。

2、鉴于此，本发明的目的在于监测焦化过程中的参数，并依据监测参数感知原材料状态，提供更加精准的焦化控制策略和筛选最优化生产工艺策略，提升高质量针状焦的生产效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据的针状焦加工监测方法，解决以下技术问题：

2、如何监测焦化过程中的参数，并依据监测参数感知原材料状态，提供更加精准的焦化控制策略。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种基于大数据的针状焦加工监测方法，包括：

5、将精制沥青和循环油按照比例进行混合获取混合料，并将混合料输入第一加热件内对混合料进行初加热，监测初加热过程中单位量的混合料温度变化状态；

6、在混合料温度变化过程中选取若干目标温度区间，在目标温度区间内基于预设评价模型获取对应的温度变化系数；

7、依据多个温度变化系数构建多维的特征向量，如，是目标温度区间总数；

8、基于生产实验过程中云端存储的大数据为不同品质的混合料构建多个工艺控制策略，工艺控制策略包括焦化塔的变温操作和维温操作以及压力和气流的控制，是在实验室条件下对已知成分的混合料进行处理的最佳选择，需要说明的是，不同品质代表着混合料的成分不同，以及为对应的混合料生成对照向量集合；

9、s500、判断特征向量与多个对照向量集合的关系并选择目标集合，基于目标集合获取当前单位量的混合料的最优解，并将混合料输入最优解对应的第二加热件内；

10、s600、依据第二加热件内混合料的总量和累加速度控制多个第二加热件中与焦化塔的连通状态。

11、通过上述技术方案：提供了基于大数据和监测对针状焦加工进行优化控制的技术方案，本发明通过构建特征向量，将一维的温度数据多维化，从而能够反映进入焦化塔之前的混合料的状态，由于混合料的成分多样，单一维度的温度数据难以反映多个组分发生变化的情况，通过多维化的温度数据，相比一维数据，更加精准的对混合料的状态进行数据化表示，从而实现帮助确定针状焦加工的最优的工艺控制策略的目的。

12、作为本发明的进一步技术方案：选取若干目标温度区间的过程包括：

13、s210、获取初始温度和预设跨度并设置初始区间，并获取云端存储的大数据中不同品质的混合料的温度变化曲线；

14、s220、将不同品质的混合料初始区间内温度变化曲线与预设的标准状态进行比对，依据比对结果判断初始区间是否符合要求；

15、s230、若不符合要求则舍弃当前初始区间，若符合要求则进行连续的跨度拓展判定，直到跨度拓展判定不通过，依据最后一次通过跨度拓展判定的判定结果获取目标温度区间。

16、作为本发明的进一步技术方案：将不同品质的混合料初始区间内温度变化曲线与预设的标准状态进行比对的过程包括：

17、s221、先根据混合料的温度随时间变化的累计变化获取比对系数；

18、s222、再将比对系数与允许值进行比对，若则判断初始区间符合要求，若则判断初始区间不符合要求。

19、作为本发明的进一步技术方案：进行跨度拓展判定的过程包括：

20、s1、为预设跨度增加一个标准跨度，获取增加标准跨度后的比对系数；

21、s2、通过算式：获取判定系数，将与预设的判定区间进行比对，若落入判定区间则通过判定，否则判定不通过；

22、s3、在通过一次判定后再次执行s1和s2直到判定不通过。

23、通过上述技术方案：提供了选取若干目标温度区间的过程，选取过程中，先是判定该区间是否符合要求，在符合要求的基础上进行跨度拓展判定，拓展区间跨度，在不覆盖其它初始温度区间的情况下，更大跨度的区间能够更加精确的反映变化趋势，从而帮助进行优化决策。

24、作为本发明的进一步技术方案：基于预设评价模型获取对应的温度变化系数的过程包括：

25、根据在目标温度区间内完成升温的用时和目标温度区间内的区间长度获取温度变化系数。

26、作为本发明的进一步技术方案：生成对照向量集合的过程包括：

27、基于云端存储的大数据为每种品质的混合料初始化一个参考向量，初始化的数据来自于对应品质的混合料生产实验过程中产生的数据；

28、获取所有参考向量两两之间的第一向量距离，并将第一向量距离与相似值进行比较；

29、依据与相似值的比较结果生成对照向量集合。

30、作为本发明的进一步技术方案：依据与相似值的比较结果生成对照向量集合的过程包括：

31、将第一向量距离不大于相似值的一对向量设定为初始组合；

32、分别以初始组合中任意一个参考向量为基础获取该参考向量与其它参考向量的第二向量距离，将所有第二向量距离与分类值进行比较；

33、以所有第二向量距离不大于分类值的参考向量和初始向量构建对照向量集合，在判断特征向量与对照向量集合的关系时，若一个特征向量同时落入多个对照向量集合中，则获取该特征向量与每个对照向量集合中所有参考向量的向量距离的平均值，以平均值最小的一个作为目标集合。

34、通过上述技术方案：提供了生成对照向量集合的过程，由于混合料成分组成多样，导致对应的参考向量数量极多，如果以单一参考向量进行比对，则比对样本过多算力浪费严重，本发明通过构建初始组合并以初始组合为技术建立对照向量集合的方式，大大减少了最终对照向量集合的数量，在维持判断准确率的情况下优化了计算过程。

35、作为本发明的进一步技术方案：每个单位量的所述混合料在进入第一加热件之前通入温度和体积均相同的纯净水。

36、作为本发明的进一步技术方案：控制多个第二加热件中与焦化塔的连通状态的过程包括：

37、获取一个第二加热件内混合料的总量和累加速度并判断总量是否超过预设量以及累加速度是否超过预设速度；

38、若总量超过预设量或者累加速度是否超过预设速度，则将对应的第二加热件与焦化塔进行连通，其中，同一时间仅有一个第二加热件与焦化塔连通，若同一时间存在多个满足条件的第二加热件，则优先将总量超过预设量的第二加热件与焦化塔进行连通。

39、本发明的有益效果：

40、（1）本发明通过构建特征向量，将一维的温度数据多维化，从而能够反映进入焦化塔之前的混合料的状态，由于混合料的成分多样，单一维度的温度数据难以反映多个组分发生变化的情况，通过多维化的温度数据，相比一维数据，更加精准的对混合料的状态进行数据化表示，从而实现帮助确定针状焦加工的最优的工艺控制策略的目的。

41、（2）本发明在选取过程中，先是判定该区间是否符合要求，在符合要求的基础上进行跨度拓展判定，拓展区间跨度，在不覆盖其它初始温度区间的情况下，更大跨度的区间能够更加精确的反映变化趋势，从而帮助进行优化决策。

42、（3）本发明通过构建初始组合并以初始组合为技术建立对照向量集合的方式，大大减少了最终对照向量集合的数量，在维持判断准确率的情况下优化了计算过程。