一种用于生物航煤生产质量监控系统的制作方法

本发明涉及生物能源，尤其涉及一种用于生物航煤生产质量监控系统。

背景技术：

1、在全球能源转型的大背景下，航空运输业正积极探索低碳、可持续的燃料解决方案，以应对日益严峻的环境挑战和减缓气候变化的影响。生物航空燃料（简称生物航煤）作为化石燃料的绿色替代品，因其源自可再生资源且具有显著的减排潜力，已逐渐成为国际航空领域关注的焦点。生物航煤的生产通过先进生物转化技术，利用动植物油脂、废弃油脂等生物质原料转化为高品质的航空燃油，其应用对于实现航空业的“净零排放”目标具有重要意义。

2、传统的生物航煤生产质量监控主要依赖于人工采样、实验室分析和定期巡检的方式。在生产过程中，工作人员会按照预定的时间间隔或生产批次，从生物航煤生产的各个环节中抽取样品。这些样品随后会被送往实验室，进行详细的物理、化学性质分析，以评估其质量。此外，定期的设备巡检和工艺参数检查也是确保生物航煤生产质量的重要手段。

3、尽管现有的生物航煤生产质量监控技术取得了一定的进展，但仍存在一些不足之处。首先，现有的监控系统往往只能对生产过程中的某个或某些环节进行监控，无法实现全面监控。其次，现有技术的监控精度和准确性有待提高，无法准确反映生物航煤生产的实际情况。此外，现有技术通常缺乏智能化、自动化的特点，需要人工干预和操作，增加了生产成本和出错的可能性，而且降低了生产效率。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于生物航煤生产质量监控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于生物航煤生产质量监控系统，包括生物航煤生产区域划分模块、生物航煤生产数据采集模块、生物航煤性能数据采集模块、生物航煤数据预处理模块、生物航煤生产数据分析模块、生物航煤性能数据分析模块、生物航煤综合分析模块、综合管理判断模块、智能调控模块，以及人机交互模块。

3、生物航煤生产区域划分模块：用于将生物航煤生产时间确定为目标区域，按照等时间划分为各监控子区域，并依次编号为1，2，...，i，...，n；

4、生物航煤生产数据采集模块：用于采集各监控子区域的生物航煤生产数据综合参数，并将采集到综合参数传输至生物航煤数据预处理模块；

5、生物航煤性能数据采集模块：用于采集各监控子区域的生物航煤性能数据综合参数，并将采集到的综合参数传输至生物航煤数据预处理模块；

6、生物航煤数据预处理模块：用于将生物航煤生产数据采集模块和生物航煤性能数据采集模块采集到的综合参数进行预处理，并将预处理后的数据分别传输至生物航煤生产数据分析模块和生物航煤性能数据分析模块；

7、生物航煤生产数据分析模块：包括原料符合度分析单元和生产调控分析单元，将生物航煤数据预处理模块传输的数据导入对应的分析单元数学模型中，并将对应的计算结果输传至生物航煤综合分析模块；

8、生物航煤性能数据分析模块：包括燃烧性能分析单元和环保性能分析单元，将生物航煤数据预处理模块传输的数据导入对应的分析单元数学模型中，并将对应的计算结果输传至生物航煤综合分析模块；

9、生物航煤综合分析模块：用于将生物航煤生产数据分析模块和生物航煤性能数据分析模块传输的数据导入生物航煤综合分析模型中，计算出目标区域的生物航煤综合质量异常指数，并传输至综合管理判断模块；

10、综合管理判断模块：用于将综合异常指数阈值和生物航煤综合质量异常指数进行比较判断，并将判断结果传输至智能调控模块；

11、智能调控模块：根据综合管理判断模块的分析判断结果，实现生产线的智能控制，并通过预警机制传输至人机交互模块；

12、人机交互模块：用于接收生物航煤生产数据分析报告和预警信息，通过用户界面直观展示，并为管理人员和生产人员提供诊断报告。

13、优选的，所述生物航煤生产数据综合参数包括生物航煤原料符合度参数和生物航煤生产调控参数，其中，所述生物航煤原料符合度参数包括生物航煤原料铅含量、生物航煤原料磷含量、生物航煤原料氮含量、生物航煤原料不溶性杂质体积，以及生物航煤原料总体积；所述生物航煤生产调控参数包括生物航煤生产设备压力值、生物航煤生产反应温度、产出的生物航煤质量、投入原料质量、原料进料速度，以及生物航煤反应时间。

14、优选的，所述生物航煤性能数据综合参数包括生物航煤燃烧性能参数和生物航煤环保性能参数，其中，所述生物航煤燃烧性能参数包括生物航煤的烟点、生物航煤的热值、生物航煤的冰点，以及生物航煤的含水量；所述生物航煤环保性能参数包括生物航煤的氮含量和生物航煤的硫含量。

15、优选的，所述各监控子区域的生物航煤原料符合度特征系数的计算模型如下：

16、，其中，表示为第i个监控子区域的生物航煤原料符合度特征系数，表示为第i个监控子区域的生物航煤原料铅含量，表示为生物航煤原料铅含量的安全阈值，表示为生物航煤原料铅含量的参考范围，表示为第i个监控子区域的生物航煤原料不溶性杂质体积，表示为第i个监控子区域的生物航煤原料总体积，表示为第i个监控子区域的生物航煤原料磷含量，表示为生物航煤原料磷含量允许的最大值，表示为生物航煤原料磷含量允许的最小值，表示为第i个监控子区域的生物航煤原料氮含量，表示为生物航煤原料氮含量的安全阈值，表示为生物航煤原料氮含量的参考范围。

17、优选的，所述各监控子区域的生物航煤生产调控特征系数的计算模型如下：

18、，其中，表示为第i个监控子区域的生物航煤生产调控特征系数，表示为第i个监控子区域的生物航煤生产设备压力值，表示为第i个监控子区域的生物航煤生产反应温度，表示为生物航煤生产反应温度允许的最低温度，表示为生物航煤生产反应温度允许的最高温度，表示为第i个监控子区域产出的生物航煤质量，表示为第i个监控子区域的投入原料质量，表示为第i个监控子区域的原料进料速度，表示为第i个监控子区域的生物航煤反应时间。

19、优选的，所述各监控子区域的生物航煤燃烧性能评估系数的计算模型如下：

20、，其中，表示为第i个监控子区域的生物航煤燃烧性能评估系数，表示为第i个监控子区域的生物航煤烟点，表示为生物航煤烟点的理想阈值，表示为第i个监控子区域的生物航煤热值，表示为第i个监控子区域的生物航煤的冰点，表示为第i个监控子区域的生物航煤的含水量， k1、k2、k3、k4分别表示为调整系数。

21、优选的，所述各监控子区域的生物航煤环保性能评估系数的计算模型如下：

22、，其中，表示为第i个监控子区域的生物航煤环保性能评估系数，表示为第i个监控子区域的生物航煤的氮含量，表示为生物航煤硫含量的安全阈值，表示为生物航煤硫含量的参考范围，表示为第i个监控子区域的生物航煤的硫含量，表示为生物航煤硫含量的安全阈值，表示为生物航煤硫含量的参考范围， w1、w2分别表示为生物航煤的氮含量和生物航煤的硫含量的其他影响因子。

23、优选的，所述目标区域的生物航煤综合质量异常指数的计算模型如下：

24、，其中，表示为目标区域的生物航煤综合质量异常指数，表示为第i个监控子区域的生物航煤生产调控特征系数，表示为第i个监控子区域的生物航煤燃烧性能评估系数，表示为第i个监控子区域的生物航煤环保性能评估系数，表示为综合质量异常指数的其他影响因子。

25、优选的，所述综合质量异常指数阈值表示为，当时，表示生物航煤综合质量异常指数大于综合质量异常指数阈值，说明生物航煤生产质量无异常，当时，表示生物航煤综合质量异常指数小于综合质量异常指数阈值，说明生物航煤生产质量存在异常，则将生物航煤生产线异常数据生成分析报告传输至智能调控模块，并发出预警信号。

26、本发明的技术效果和优点：

27、本发明通过实时数据处理技术以及智能控制策略，显著提升了生物航煤生产的质量监控效率和准确性，为生物航煤产业的可持续发展带来了有益效果；

28、本发明实现了对生物航煤生产全过程的实时监控，系统能够即时捕捉生产过程中的异常变化，极大地缩短了从发现问题到解决问题的响应时间，从而有效降低了不合格产品的风险，提高了产品质量；

29、本发明的智能化和自动化特性，减少了人工干预和操作的需求，降低了生产成本和人为错误的风险；同时，系统的自动化调整功能能够根据生产实际情况进行即时调整，进一步提高了生产效率。