一种用于涤纶纤维生产过程的能耗优化系统

本技术涉及纤维制备相关领域，尤其涉及一种用于涤纶纤维生产过程的能耗优化系统。

背景技术：

1、在涤纶纤维的生产过程中，特别是在高阻燃涤纶超细纤维丝的生产中，熔融纺丝节点是能耗的主要来源。现有技术为了响应节能减排的号召，主要聚焦于通过调整工艺参数或引入节能设备来直接降低能耗。尽管现有技术在一定程度上降低了能耗，但这种单一的能耗优化策略往往忽视了生产过程中其他同样重要的因素，导致生产波动大，增加了生产风险。例如，当过度追求能耗降低时，会牺牲纺丝质量的稳定性和一致性，如纤维的断裂强度、线密度等指标下降。

2、现阶段相关技术中，用于涤纶纤维生产过程的能耗优化存在过度追求能耗降低，忽视生产过程中的稳定性控制，导致生产的整体性能不佳的技术问题。

技术实现思路

1、本技术通过提供一种用于涤纶纤维生产过程的能耗优化系统，采用获得纤维生产纺丝任务，根据纤维纺丝原材和纤维纺丝需求对熔融纺丝设备进行控制特征关联，建立纺丝控制特征关联空间，根据纺丝控制特征关联空间对熔融纺丝设备进行控制参数决策，获得纺丝控制决策空间，根据纤维纺丝期望，对纺丝控制决策空间进行多特征期望耦合寻优，获得纺丝控制期望寻优空间，根据纺丝能耗适应度函数对纺丝控制期望寻优空间进行多维能耗寻优，得到纺丝控制寻优结果，基于纺丝控制寻优结果进行纺丝等技术手段，实现了能耗降低与纺丝质量和纺丝效率的平衡，在保证纺丝质量和纺丝效率的前提下，有效降低了能耗，达到了实现能耗与其他关键因素的协同优化，确保涤纶纤维生产过程的整体性能提升的技术效果。

2、本技术提供一种用于涤纶纤维生产过程的能耗优化系统，包括：

3、纺丝任务获得模块，所述纺丝任务获得模块用于获得纤维生产纺丝任务，其中，所述纤维生产纺丝任务包括纤维纺丝原材、纤维纺丝需求和纤维纺丝期望；纺丝控制特征关联模块，所述纺丝控制特征关联模块用于根据所述纤维纺丝原材和所述纤维纺丝需求对熔融纺丝设备进行控制特征关联，建立纺丝控制特征关联空间；纺丝控制决策模块，所述纺丝控制决策模块用于基于所述纤维纺丝原材和所述纤维纺丝需求，根据所述纺丝控制特征关联空间对所述熔融纺丝设备进行控制参数决策，获得纺丝控制决策空间；纺丝控制期望寻优模块，所述纺丝控制期望寻优模块用于根据所述纤维纺丝期望，对所述纺丝控制决策空间进行多特征期望耦合寻优，获得纺丝控制期望寻优空间；纺丝控制能耗寻优模块，所述纺丝控制能耗寻优模块用于根据纺丝能耗适应度函数对所述纺丝控制期望寻优空间进行多维能耗寻优，得到纺丝控制寻优结果；纺丝模块，所述纺丝模块用于基于所述纺丝控制寻优结果和所述纤维纺丝原材，根据所述熔融纺丝设备进行纺丝。

4、在可能的实现方式中，所述纺丝控制特征关联模块用于根据所述纤维纺丝原材和所述纤维纺丝需求对熔融纺丝设备进行控制特征关联，建立纺丝控制特征关联空间，执行以下处理：

5、采集所述纤维纺丝原材的基础信息，获得纺丝原材信息；基于所述熔融纺丝设备进行纺丝记录检索，获得多个纺丝控制记录组；基于所述纺丝原材信息和所述纤维纺丝需求对所述多个纺丝控制记录组进行控制特征配准，获得配准纺丝控制方案集；基于所述配准纺丝控制方案集进行各控制维度触发特征识别，获得多个纺丝控制触发区间；整理所述多个纺丝控制触发区间，生成所述纺丝控制特征关联空间。

6、在可能的实现方式中，基于所述纺丝原材信息和所述纤维纺丝需求对所述多个纺丝控制记录组进行控制特征配准，获得配准纺丝控制方案集，执行以下处理：

7、遍历所述多个纺丝控制记录组，提取第一纺丝控制记录组，其中，所述第一纺丝控制记录组包括第一历史纺丝原材信息、第一历史纤维纺丝需求和第一历史纺丝控制方案；基于所述纺丝原材信息，对所述第一历史纺丝原材信息进行关联评价，获得第一纺丝原材关联系数；基于所述纤维纺丝需求，对所述第一历史纤维纺丝需求进行关联评价，获得第一纺丝需求关联系数；基于纺丝关联评价权重，对所述第一纺丝原材关联系数和所述第一纺丝需求关联系数进行加权计算，获得第一纺丝控制配准系数；判断所述第一纺丝控制配准系数是否满足纺丝控制配准约束；若所述第一纺丝控制配准系数满足所述纺丝控制配准约束，将所述第一历史纺丝控制方案记为第一配准纺丝控制方案，并将所述第一配准纺丝控制方案添加至所述配准纺丝控制方案集。

8、在可能的实现方式中，所述纺丝控制决策模块用于基于所述纤维纺丝原材和所述纤维纺丝需求，根据所述纺丝控制特征关联空间对所述熔融纺丝设备进行控制参数决策，获得纺丝控制决策空间，执行以下处理：

9、根据所述纺丝控制特征关联空间对所述熔融纺丝设备进行控制参数设置，获得纺丝控制方案空间；遍历所述纺丝控制方案空间，提取第一纺丝控制方案；基于所述纤维纺丝原材，根据所述第一纺丝控制方案对所述熔融纺丝设备进行模拟控制，获得第一模拟纺丝结果；判断所述第一模拟纺丝结果是否满足所述纤维纺丝需求；若所述第一模拟纺丝结果满足所述纤维纺丝需求，将所述第一纺丝控制方案设置为第一纺丝控制决策，并将所述第一纺丝控制决策添加至所述纺丝控制决策空间；若第一模拟纺丝结果不满足所述纤维纺丝需求，淘汰所述第一纺丝控制方案。

10、在可能的实现方式中，所述纺丝控制期望寻优模块用于根据所述纤维纺丝期望，对所述纺丝控制决策空间进行多特征期望耦合寻优，获得纺丝控制期望寻优空间，执行以下处理：

11、所述纤维纺丝期望包括期望纺丝能耗系数、期望纺丝质量系数和期望纺丝效率系数；基于所述期望纺丝能耗系数对所述纺丝控制决策空间进行纺丝能耗寻优，获得第一纺丝控制期望寻优域；基于所述期望纺丝质量系数对所述纺丝控制决策空间进行纺丝质量寻优，获得第二纺丝控制期望寻优域；基于所述期望纺丝效率系数对所述纺丝控制决策空间进行纺丝效率寻优，获得第三纺丝控制期望寻优域；根据所述第一纺丝控制期望寻优域、所述第二纺丝控制期望寻优域和所述第三纺丝控制期望寻优域进行耦合识别，生成所述纺丝控制期望寻优空间。

12、在可能的实现方式中，基于所述期望纺丝能耗系数对所述纺丝控制决策空间进行纺丝能耗寻优，获得第一纺丝控制期望寻优域，执行以下处理：

13、根据所述纺丝控制决策空间，提取第m纺丝控制决策，其中，m为正整数；基于所述纤维纺丝原材，根据所述第m纺丝控制决策对所述熔融纺丝设备进行能耗预测，获得第m预测纺丝能耗系数；判断所述第m预测纺丝能耗系数是否小于/等于所述期望纺丝能耗系数；若所述第m预测纺丝能耗系数小于/等于所述期望纺丝能耗系数，将所述第m纺丝控制决策添加至所述第一纺丝控制期望寻优域。

14、在可能的实现方式中，所述纺丝控制能耗寻优模块用于根据纺丝能耗适应度函数对所述纺丝控制期望寻优空间进行多维能耗寻优，得到纺丝控制寻优结果，执行以下处理：

15、基于所述纺丝能耗适应度函数，对所述纺丝控制期望寻优空间进行适应度计算，获得多个纺丝能耗适应度；基于纺丝能耗适应度约束，根据所述多个纺丝能耗适应度对所述纺丝控制期望寻优空间进行能耗适应度寻优筛选，获得纺丝控制寻优策略空间；基于所述纺丝控制寻优策略空间进行纺丝能耗最小化寻优，生成所述纺丝控制寻优结果。

16、在可能的实现方式中，执行以下处理：

17、所述纺丝能耗适应度函数包括：

18、；

19、其中，sef表征纺丝能耗适应度，exp表征以自然常数e为底的指数函数，eaw、ebw和ecw表征预定适应度计算权重，sea表征预测纺丝质量系数，eao表征期望纺丝质量系数，seb表征预测纺丝效率系数，ebo表征期望纺丝效率系数，sec表征预测纺丝能耗系数，eco表征期望纺丝能耗系数。

20、拟通过本技术提出的一种用于涤纶纤维生产过程的能耗优化系统，通过纺丝任务获得模块获得纤维生产纺丝任务，其中，纤维生产纺丝任务包括纤维纺丝原材、纤维纺丝需求和纤维纺丝期望，通过纺丝控制特征关联模块根据纤维纺丝原材和纤维纺丝需求对熔融纺丝设备进行控制特征关联，建立纺丝控制特征关联空间，通过纺丝控制决策模块基于纤维纺丝原材和纤维纺丝需求，根据纺丝控制特征关联空间对熔融纺丝设备进行控制参数决策，获得纺丝控制决策空间，通过纺丝控制期望寻优模块根据纤维纺丝期望，对纺丝控制决策空间进行多特征期望耦合寻优，获得纺丝控制期望寻优空间，通过纺丝控制能耗寻优模块根据纺丝能耗适应度函数对纺丝控制期望寻优空间进行多维能耗寻优，得到纺丝控制寻优结果，通过纺丝模块基于纺丝控制寻优结果和纤维纺丝原材，根据熔融纺丝设备进行纺丝，达到了实现能耗与其他关键因素的协同优化，确保涤纶纤维生产过程的整体性能提升的技术效果。