[发明专利]一种氧化铝蒸发过程智能化设定系统及方法

说明书

本发明公开一种氧化铝蒸发过程智能化设定系统及方法，属于工业自动化控制技术领域。该系统实时监测蒸发过程中的进料与出料浓度及流量、进料温度。根据出料浓度采用规则推理的方法对进料流量值进行反馈调整；根据进料温度和进料浓度的边界条件变化，采用规则推理的方法对进料流量值进行前馈调整；并通过基本控制回路对电动调节阀的控制来调整进料流量，实现了氧化铝蒸发系统的智能设定控制。该智能化设定系统及方法与通过人工经验操作调整进料流量相比，减少了操作人员的工作量，避免了依靠经验生产的主观性和随意性，使产品质量及其它生产指标得到了有效可靠的保证。

技术领域

本发明涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种氧化铝蒸发过程智能化设定系统及方法。

背景技术

拜耳法生产氧化铝的过程中，氧化铝蒸发过程的主要目的是通过对种分母液加热蒸发，排除生产流程中多余的水分，提高种分母液浓度，使蒸发后的母液满足后续碱液调配工序调制合格循环碱液的要求，进而保证拜耳法氧化铝生产循环的正常进行。

目前氧化铝蒸发过程的出料浓度依靠人工控制，由于蒸发过程工况的复杂性，浓度调节存在滞后性，操作员难以对蒸发过程做出及时准确的判断，难以及时对蒸发器的进料做出及时准确的调整，以至于出料浓度大部分时间处于浓度过高、或者浓度过低的状态，造成能源的浪费，蒸发器效率较低，出料浓度合格率的下降。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种氧化铝蒸发过程智能化设定系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种氧化铝蒸发过程智能化设定系统，其结构如图1所示，包括：底层蒸发回路、数据处理与显示层和操作层；

所述底层蒸发回路给智能设定层提供基础数据，所述基础数据包括：回路数据、过程运行数据和化验数据；

所述底层蒸发回路包括：进料管、出料管、降膜蒸发器、闪蒸器、调配槽、温度传感器、流量传感器、浓度计、电动调节阀、基本控制回路；

所述进料管、降膜蒸发器、闪蒸器、出料管及调配槽按顺序依次相互连接；

所述电动调节阀安装在进料管口与降膜蒸发器之间的进料管段上，用于控制和调节进料流量；

所述温度传感器安装在进料管的管道上，用于实时监测进料温度；

所述流量传感器分别安装在所述电动调节阀之后的进料管段上和出料管上，用于实时监测进料流量和出料流量；

所述浓度计分别安装在进料管的管口和出料管上，用于实时监测进料浓度r₂和出料浓度r₁；

所述基本控制回路接收到数据处理与显示层发送的设定值，控制电动调节阀从而控制进料流量。

所述数据处理与显示层通过对底层蒸发回路提供的基础数据进行管理和分析，通过规则推理的方法对氧化铝蒸发生产过程的进料流量值进行智能设定，并显示氧化铝蒸发过程的历史及实时数据，包括：数据通讯模块、数据存储模块、变量管理模块、数据监测模块、指标监测模块、生产操作指导模块、算法实现与设定模块、设定条件判断模块；

所述数据通讯模块通过与底层蒸发回路进行通讯，实时采集回路数据、过程运行数据以及化验数据，传输给变量管理模块，为智能设定提供基础数据支撑；

所述变量管理模块接收数据通讯模块实时读取的蒸发过程更新的状态变量数据，并将数据保存在数据存储模块中，此外该模块还接收操作层录入的所有数据及算法实现与设定模块得出的中间数据，用于蒸发过程的智能设定；

所述数据存储模块用于存储蒸发过程的一些历史回路数据、过程运行数据、化验数据及边界条件数据；