[发明专利]一种基于数据驱动的精馏塔智能看板

说明书

本发明涉及一种基于数据驱动的精馏塔智能看板，包括信息采集模块、信息存储模块、智能计算模块和显示模块；信息采集模块通过传感器采集数据，并将数据传输至信息存储模块；信息存储模块对数据进行即时存储和分布式管理；信息存储模块与智能计算模块相连，智能计算模块对数据进行智能分析，将关键建模变量输入基于数据驱动的模型，实现KPI软测量和过程监测，并进行故障诊断，包括软测量分析子模块、过程监控子模块、故障诊断子模块，子模块与显示模块相连。本发明利用精馏塔传感器采集的信息，基于数据驱动技术进行关键生产指标软测量，能对生产过程监控，并针对不同的场景展示不同类型的数据，具有智能化，低成本，适用性广的特点。

技术领域

本发明涉及一种精馏塔智能看板，更具体地说，特别涉及一种基于数据驱动的精馏塔智能看板。

背景技术

化学工业是我们国民经济的重要组成部分。在化学流程工业中，反应和分离是化学工业中最为核心的两大部分。精馏塔作为化工过程中非常成熟的一种分离单元，在化工产业中应用十分广泛。精馏塔的产品大多为工艺流程的最终产品或者是下一道工序的原料，因此精馏塔的关键参数测量和运行状况检测对保证整体工艺流程的正常运行、维持产品的质量稳定有着重要作用。工业看板作为一种实时性高、信息量大的监测工具，因其信息浓缩、显示简要的特点在工业现场有着广泛的应用。

目前大多数精馏塔化工流程中对产品中的杂质浓度有严格的控制指标，为稳定精馏塔操作和降低能耗，常使用塔顶产品浓度与塔釜物质浓度的“卡边”控制，这对塔内关键参数的测量具有较高的要求；为预警塔内不良反应和危险操作，这对塔内的状态检测与故障预警有较高的要求。但目前市场上的监控系统主要存在以下缺点：1.参数测量的在线分析仪存在较大的时间滞后，无法实时测量关键参数；2.用于监测显示的SCADA监控系统只能显示传感器数据而无法实时检测塔内反应运行状况；3.当前使用的工业看板大多以生产指标的实时性显示为主，对生产过程细节监测不足。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于数据驱动的精馏塔智能看板，用以解决精馏塔设备关键参数测量和信息展示等问题。

一种基于数据驱动的精馏塔智能看板，包括信息采集模块、信息存储模块、智能计算模块和显示模块；所述信息采集模块通过传感器采集数据，并将数据传输至信息存储模块；所述信息存储模块对数据进行即时存储和分布式管理；所述信息存储模块与智能计算模块相连，所述智能计算模块对数据进行智能分析，将关键建模变量输入基于数据驱动的模型，实现KPI软测量和过程监测，并进行故障诊断，包括软测量分析子模块、过程监控子模块、故障诊断子模块，所述软测量分析子模块、过程监控子模块、故障诊断子模块与显示模块相连。

所述KPI包括塔顶产品浓度和塔釜物质浓度。

所述关键建模变量包括各塔釜温度、压力值、进料量、进料组成、进料温度、塔顶回流量和塔釜采出量。

所述KPI软测量采用随机森林回归模型。

所述过程监测采用主成分分析的多变量统计过程监测模型。

所述故障诊断采用变量贡献图的故障诊断模型。

所述显示模块根据应用对象不同显示不同的信息，突出不同重点，应用对象分为生产工人、生产监管者和工厂负责人三类；生产工人看板显示主体为软测量结果及状态监控指标，便于实时跟踪精馏塔生产过程，生产监管者看板显示主体为车间总生产效率、人员绩效表和故障诊断变量贡献图，对精馏塔生产过程及工人工效进行有效评估，工厂负责人看板显示主体为工厂总产量、产品订单、预计盈利及目前仓储状况。

所述信息存储模块包括云平台与本地管理平台，云平台与本地管理平台进行双向信息交互，本地管理平台向云平台发送请求并且返回结果。

所述云平台通过现场总线、以太网和数据链路与现场边缘设备进行双向交互，现场智能仪表执行部分计算任务或者向本地或云平台请求服务。