CN107544455B - 一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法。本发明使用了一种非对称在线收敛法对应用于质量控制的软仪表进行实时收敛校正。采用本发明，利用周期性的实验室输入值对软仪表计算值进行校正。在实验室测得产品质量过高时，通过较保守的偏差校正，使实际的产品质量向质量界限逼近，但又能防止由于测量误差和模型失真导致校正过渡，造成质量冲破界限，产生次品；在出现次品时，通过较积极的偏差校正，尽快将产品质量调整至质量界限以上，减少次品率。在质量控制软仪表中，该非对称收敛法作为工艺计算模块中的一部分，对质量计算值进行校正，适用于应用了质量控制软仪表的工业过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种校正方法，具体的是一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法。
背景技术
软测量技术(简称软仪表)，是近年来快速发展的一种新型质量控制理论，正越来越广泛地应用于工业生产过程中。
由于在线分析仪表存在价格昂贵，维护保养复杂，滞后大等缺点，难以满足生产要求。还有部分影响产品质量的参数无法测量，使得产品无法处于良好的受控状态。软测量技术把自动控制理论和生产过程知识结合，选择另外一些容易测量的辅助变量，构成数学关系来进行推断估计，以软件代替硬件(传感器)。
虽然在工业现场中会经过数据校正和噪声过滤等措施来提高软测量的精度，但在应用过程中，随着时间的推移、工况的变化等，软仪表的输出可能发生漂移，导致计算值和实际值产生偏差；同时，由于实验测量误差的存在，质量实验值也存在波动。
质量控制器根据预测模型，利用系统现时刻的质量计算值和质量设定值(质量界限)的偏差调整操作变量，使质量计算值落在设定值上，但质量计算值并不是真实的产品质量，所以控制器并不能解决由于计算偏差导致的产品质量偏离。
精馏塔顶采出质量控制是一个典型例子。塔顶采出产品通常缺少在线检测仪器，但顶采出质量由采出温度及操作压力等易测信号决定，通过软测量技术，由温度、压力的工业测量信号计算出顶采出质量，质量控制器即可通过调整温度、压力等参数实现质量控制。
如前所述的例子，工业测量信号常常存在噪音、滞后、漂移等问题，且质量计算模型也存在一定程度的失配，这些问题会导致计算出的顶采出质量与真实质量的偏差，如何降低或消除偏差是软测量技术应用的难点之一。
发明内容
针对现有软测量技术存在的上述问题，本发明提供了一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法，所述非对称在线收敛校正法通过如下公式计算：
Qp,n+1＝Qp,n+f Bn
进一步的，所述计算公式中的Qp,n为质量软仪表的实际计算方程。
进一步的，所述质量计算方程Qp,n的实时计算值作为质量控制器的被控变量。
进一步的，所述非对称在线收敛校正法通过收敛校正系数f的判定，校正偏差Bn的计算来实现。
进一步的，所述校正系数f的判定通过校正偏差Bn的正负来实现。当Bn>0，f的取值为0～1间的某个数值，但不包括0和1，f的大小表征收敛速度的快慢；收敛较快，则收敛周期较少，但存在一定的质量风险；收敛较慢，质量风险较低，但收敛时间较长；当Bn<0，f的取值为1，控制器会一次性将质量调整回质量界限以上。
进一步的，所述质量计算方程Qp,n的初始方程由工艺计算决定。
进一步的，所述工艺计算方程由可测工业信号，通过质量衡算、能量平衡等机理确定。
进一步的，所述质量控制器通过调整与质量相关的操作变量控制软仪表的输出值Qp,n于质量界限上。
本发明利用周期性的实验室输入值对软仪表计算值进行校正。在实验室测得产品质量过高时，通过较保守的偏差校正，使实际的产品质量向质量界限逼近，但又能防止由于测量误差和模型失真导致校正过渡，造成质量冲破界限，产生次品；在出现次品时，通过较积极的偏差校正，尽快将产品质量调整至质量界限以上，减少次品率。在质量控制软仪表中，该非对称收敛法作为工艺计算模块中的一部分，对质量计算值进行校正，适用于应用了质量控制软仪表的工业过程。
附图说明
图1是非对称收敛校正结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明主要思想是通过实验室测量值对质量控制软仪表的质量计算值进行校正，质量控制器中的被控变量即软仪表的质量计算值。如果质量计算值与质量的真实值越接近，则质量计算精度越高，质量控制效果也越好，通过本发明可使质量计算值与测量值的偏差逐步收敛，达到更好的质量控制效果。
通过工业过程的机理建立质量软仪表，其表达式如下：
Qp,1＝f(x1,x2,…,xi)
其中，x1～xi为质量相关变量
通过所测得的工业信号计算出质量软仪表的输出值，质量控制器对质量计算值进行控制，调整产品质量。
通过周期性键入实验室测量值，判断产品质量。根据产品质量过高或质量不合格选择收敛校正系数f，对新取样周期内的所有质量计算值进行校正。质量控制器通过控制质量计算值，实现对真实质量的控制。
Claims (7)
1.一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法，其特征在于：软仪表的工艺计算方程通过如下式子进行校正：
Qp,n+1＝Qp,n+fBn
其中：
Qp,n：第n个化验周期内质量控制软仪表计算方程；
f：非对称收敛校正系数
Bn：校正偏差，由实验测量值决定
n＝1，2，3，…；化验周期；
在首个运行周期，即n＝1时，软仪表计算方程Qp,1由初始工艺计算方程确定，Qp,1＝f(x1,x2,…,xi),其中，x为工艺计算所需工业测量信号；
非对称收敛校正系数f采用如下逻辑进行赋值：
IF Bn>0THEN
f＝f1
IF Bn<0THEN
f＝f2。
2.如权利要求1所述一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法，其特征在于：在首个运行周期，即n＝1时，收敛校正系数f＝0。
3.如权利要求1所述一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法，其特征在于：在首个运行周期，即n＝1时，偏差系数B1＝0。
4.如权利要求1所述一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法，其特征在于：质量预测方程Qp,n的计算结果作为质量控制器的被控质量的当前值，质量界限作为被控质量的设定值。
5.如权利要求1所述一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法，其特征在于：实验室化验值qlab,n周期键入，对偏差系数Bn进行更新。
6.如权利要求1所述一种应用于质量控制软仪表的非对称在线收敛校正法，其特征在于：在质量控制软仪表中，非对称收敛校正法作为工艺计算的一部分进行质量预测。
7.如权利要求3所述一种应用于质量控制软仪表的非对称在线校正法，其特征在于：所述收敛校正系数f的值为0到1之间的某个数值，f大小影响收敛速度。
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