碳酸法糖廠澄清過(guò)程建模及操作優(yōu)化研究.pdf

1、蔗汁澄清是甘蔗糖廠的重要工藝環(huán)節(jié)，其實(shí)現(xiàn)方法有多種。碳酸法澄清技術(shù)因其制成的白糖純度高、色澤低，市場(chǎng)銷路好而逐漸被大多數(shù)糖廠采用。當(dāng)前，在碳酸法糖廠澄清工段生產(chǎn)中，操作變量控制器的設(shè)定值是操作人員根據(jù)一段時(shí)間的關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)離線化驗(yàn)結(jié)果，憑借多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)給定的；然而由于關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)離線化驗(yàn)的滯后性，操作員往往不能根據(jù)工況的變化及時(shí)調(diào)整控制器的設(shè)定值，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)盡管控制器的控制性能指標(biāo)符合要求，但是關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)卻波動(dòng)過(guò)大，時(shí)

2、常超出期望值范圍的情況，從而最終導(dǎo)致成品糖產(chǎn)量和質(zhì)量的不穩(wěn)定。因此，研究碳酸法糖廠澄清過(guò)程的操作優(yōu)化，解決澄清過(guò)程操作變量控制器的優(yōu)化設(shè)定問(wèn)題，對(duì)增強(qiáng)產(chǎn)品品質(zhì)和提高糖廠經(jīng)濟(jì)效益都有著重要的意義。
　　 本文首先闡明了糖廠澄清工段的建模及操作優(yōu)化的研究現(xiàn)狀，介紹了優(yōu)化設(shè)定和案例推理方法的概念和工業(yè)應(yīng)用。其次，詳述了碳酸法糖廠的澄清工段流程，并將工段分為一碳飽充和二碳飽充兩個(gè)部分，確定了兩個(gè)部分的關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)，諸如色值、鈣鹽含量等以

3、及相關(guān)的操作變量；介紹了廣義動(dòng)態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和算法，在采集到的離、在線數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用該網(wǎng)絡(luò)對(duì)一碳飽充和二碳飽充這兩個(gè)部分建立了各自的生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測(cè)模型，解決了生產(chǎn)指標(biāo)無(wú)法在線獲取的問(wèn)題，同時(shí)，為了進(jìn)行模型比較，又利用相同的數(shù)據(jù)對(duì)各部分分別建立了相應(yīng)的BP網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測(cè)模型；再次，提出了一種結(jié)合優(yōu)化模式庫(kù)和案例檢索以及案例修正的碳酸法糖廠澄清過(guò)程的控制器優(yōu)化設(shè)定策略，在建立生產(chǎn)指標(biāo)優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)期望生產(chǎn)指標(biāo)和已知的典型工況

4、，通過(guò)非劣分層遺傳算法II型或粒子群算法求解獲得了優(yōu)化模式庫(kù)，對(duì)于新的工況，采用案例檢索的方法在模式庫(kù)中尋找對(duì)應(yīng)的操作變量作為控制器的優(yōu)化預(yù)設(shè)定值，然后將預(yù)設(shè)定值代入生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測(cè)模型求出生產(chǎn)指標(biāo)的預(yù)測(cè)值，并計(jì)算其與期望值的誤差，通過(guò)有關(guān)該誤差的專家規(guī)則來(lái)調(diào)整優(yōu)化預(yù)設(shè)定值，直至在新的工況下實(shí)際生產(chǎn)指標(biāo)也能接近或滿足期望值，從而將此時(shí)的操作變量設(shè)定值作為糖廠澄清工段控制器的設(shè)定值進(jìn)行生產(chǎn)。
　　 仿真結(jié)果顯示，與采用BP網(wǎng)絡(luò)所建的生