CN109634315B - 一种控制浆液ph值的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制浆液PH值的方法及装置，该方法包括：判断吸收塔的工况在预设时长内是否满足预设稳定条件；当吸收塔的工况在第一时间段内满足预设稳定条件时，获取第一训练样本；第一时间段的时长等于预设时长；第一训练样本包括第一时间段内的供浆流量的采样值和影响因子的采样值；影响因子包括输入吸收塔的原烟气二氧化硫浓度和原烟气流量；利用第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练；前馈函数包括影响因子和供浆流量之间的对应关系；在控制浆液PH值时，将当前影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，得到前馈量；根据前馈量和反馈控制的输出，对输入吸收塔内浆液的流量进行控制，能够提高对浆液PH值控制的准确度和精度。

Description

一种控制浆液PH值的方法及装置

技术领域

本申请涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种控制浆液PH值的方法及装置。

背景技术

现阶段，火电厂脱硫技术多种多样，其中石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是我国火电厂应用最为普遍的脱硫方法。在该脱硫工艺中，吸收塔石灰石浆液PH值的控制是影响脱硫效率和脱硫设备稳定运行的关键因素。

目前，通常采用前馈-反馈控制系统对吸收塔石灰石浆液PH值进行控制。其中，前馈是指根据影响吸收塔浆液PH值的因素(如原烟气参数或机组负荷等)输入预先离线拟合的前馈函数得到前馈量。反馈控制系统的具体控制方法为先将吸收塔浆液PH测量值与设定值的偏差输入主控制器，经主控制器运算后的输出量与前馈得到的前馈量叠加作为石灰石浆液流量给定值，再将石灰石浆液流量给定值与流量测量值的偏差输入副控制器，经副控制器运算后输出控制调节阀的基准值，控制调节阀开度，实现对吸收塔浆液PH值的调节。

在前馈-反馈控制系统中，前馈量的精度取决于前馈函数的质量，但是在现有技术中，离线拟合出的前馈函数与吸收塔实际的工作状态不符，造成前馈量的精度不理想。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种控制浆液PH值的方法及装置，能够解决现有技术中前馈量的精度不理想的问题。

本申请实施例第一方面提供的一种控制浆液PH值的方法，包括：

判断吸收塔的工况在预设时长内是否满足预设稳定条件；

当所述吸收塔的工况在第一时间段内满足所述预设稳定条件时，获取第一训练样本；所述第一时间段的时长等于所述预设时长；所述第一训练样本包括所述第一时间段内的供浆流量的采样值和影响因子的采样值；所述影响因子包括输入所述吸收塔的原烟气二氧化硫浓度和原烟气流量；

利用所述第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练；所述前馈函数包括所述影响因子和所述供浆流量之间的对应关系；

在控制浆液PH值时，将当前所述影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，得到前馈量；

根据所述前馈量和反馈控制的输出，对所述输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制。

可选的，所述获取第一训练样本，之后还包括：

当所述吸收塔的工况在第二时间段内满足所述预设稳定条件时，获取第二训练样本；第二训练样本包括所述第二时间段内的供浆流量的采样值和所述影响因子的采样值；

依次判断所述第一训练样本和所述第二训练样本对应数据之间的差异是否均落在对应的预设波动范围内；

若是，则将所述第二训练样本替换所述第一训练样本，利用所述第二训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

可选的，所述依次判断所述第一训练样本和所述第二训练样本对应数据之间的差异是否均落在对应的预设波动范围内，之后还包括：

当所述第一训练样本和所述第二训练样本之间存在差异未落在对应的预设波动范围内的数据时，利用所述第一训练样本和所述第二训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

可选的，所述利用所述第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练，具体包括：

将所述第一训练样本中的数据代入预先构建的前馈函数，得到代入后的前馈函数；

建立所述代入后的前馈函数和所述供浆流量之间的损失函数；

利用所述损失函数对所述前馈函数的参数进行优化，得到训练后的前馈函数。

可选的，所述判断吸收塔的工况在预设时长内是否满足预设稳定条件，具体包括：

判断每个工况判断因素在所述预设时长内的波动是否均落在对应的稳定判断范围内；

所述工况判断因素，包括：所述吸收塔内浆液的PH值和各个所述影响因子的采样值中的任意一个或多个。

可选的，所述影响因子，还包括：锅炉负荷、浆液密度、燃煤类别、吸收塔的入口烟温和吸收塔的入口压力中的任意一个或多个。

可选的，所述根据所述前馈量和反馈控制的输出，对所述输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制，具体包括：

获取当前时刻浆液的PH设定值、所述吸收塔内浆液的PH测量值和供浆流量的测量值；

根据所述PH设定值和所述PH测量值，利用预先构建的模糊控制器得到所述模糊控制器的输出量；

基于所述前馈量和所述输出量，得到浆液的流量给定值；

根据所述流量给定值和所述流量测量值，对输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制。

可选的，所述根据所述PH设定值和所述PH测量值，利用预先构建的模糊控制器得到所述模糊控制器的输出量，具体包括：

计算所述PH设定值和所述PH测量值之间的偏差和所述偏差的变化率；

利用对应的尺度变换因子和隶属度函数，将所述偏差和所述变化率转化为对应的模糊词，得到偏差模糊词和变化率模糊词；

将所述偏差模糊词和所述变化率模糊词输入所述模糊控制器，根据所述模糊控制器包括的模糊控制规则得到所述输出量。

本申请实施例第二方面提供的一种控制浆液PH值的装置，包括：第一判断单元、获取单元、训练单元、计算单元和控制单元；

所述第一判断单元，用于判断吸收塔的工况在预设时长内是否满足预设稳定条件；

所述获取单元，用于当所述第一判断单元判断所述吸收塔的工况在第一时间段内满足所述预设稳定条件时，获取第一训练样本；所述第一时间段的时长等于所述预设时长；所述第一训练样本包括所述第一时间段内的供浆流量的采样值和影响因子的采样值；所述影响因子包括输入所述吸收塔的原烟气二氧化硫浓度和原烟气流量；

所述训练单元，用于利用所述第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练；所述前馈函数包括所述影响因子和所述供浆流量之间的对应关系；

所述计算单元，用于在控制浆液PH值时，将当前所述影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，得到前馈量；

所述控制单元，用于根据所述前馈量和反馈控制的输出，对所述输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制。

本申请实施例第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时，实现如上述第一方面提供的控制浆液PH值的方法中的任意一种。

本申请实施例第四方面提供了一种控制浆液PH值的设备，包括：处理器和存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面提供的控制浆液PH值的方法中的任意一种。

与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：

在本申请实施例中，吸收塔的工况在预设时长的第一时间段内满足预设稳定条件时，获取第一时间段内吸收塔内的供浆流量和供浆流量的影响因子的采样值，得到第一训练样本。然后，利用第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练，得到吸收塔当前工况下影响因子和供浆流量之间的对应关系。由于前馈函数根据吸收塔的当前工作状态下实际获得的供浆流量和影响因子的采样值得到，可以对影响因子和供浆流量之间的对应关系进行准确的描述，提高了前馈函数的质量，从而提高了根据该前馈函数得到的前馈量的精度。在控制吸收塔内浆液的PH值时，将当前时刻影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，可以得到准确的前馈量。然后，根据得到的前馈量和反馈控制的输出，对输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制，能够提高对浆液PH值控制的准确度和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种控制浆液PH值的方法及装置的应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种控制浆液PH值的方法流程示意图；

图3为本申请具体实施例提供的一种训练前馈函数的方法流程示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种控制浆液PH值的方法流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种控制浆液PH值的装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

为了便于理解，下面首先介绍本申请实施例提供的具体应用场景。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种控制浆液PH值的方法及装置的应用场景示意图。

本申请实施例提供的控制浆液PH值的方法及装置，可以应用于吸收塔供浆系统。在该吸收塔供浆系统中，利用工业泵使浆液从浆液箱中流出，经调节阀对浆液的流量进行调节后输入吸收塔，对吸收塔内浆液的PH值进行调节，调节阀调节后多余的浆液又回流至浆液箱内。吸收塔内的浆液经泵抽到塔顶向下喷洒，与吸收塔内自下而上传输的烟气(即原烟气)接触，并对该烟气中的特定物质(如二氧化硫)进行吸收。将吸收塔内浆液的PH值控制在一定范围内后，可以通过对浆液喷洒量的控制，使得吸收塔排放的烟气(即净烟气)符合排放标准。在一个具体的例子中，浆液具体可以是石灰石浆液，利用石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫，使排放的烟气中SO₂浓度达标。目前，通常采用前馈-反馈控制系统对吸收塔石灰石浆液的PH值进行控制，以保证净烟气SO₂浓度达标。

针对现有的前馈-反馈控制系统，本申请的发明人在研究中发现，前馈量的精度取决于前馈函数的质量，但是在现有技术中，离线拟合出的前馈函数与吸收塔实际的工作状态不符，无法对吸收塔的实际工况进行准确的描述，且不同吸收塔的工况差异较大，利用离线拟合出的前馈函数得到的前馈量的精度不理想，造成对吸收塔内浆液PH值的控制精度不高。

为此，本申请实施例提供的一种控制浆液PH值的方法及装置，利用实时采集到的样本，对前馈函数进行在线优化训练。其中，样本能够准确描述吸收塔的真实工况，使得训练得到的前馈函数更加符合吸收塔的当前工况，利用该前馈函数得到的前馈量的精度高，能够保证在不同工况下对浆液PH值控制的准确度和精度。

基于上述思想，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。

需要说明的是，本申请实施例提供的控制浆液PH值的方法及装置，不仅可以应用于湿法脱硫技术，控制吸收塔内浆液的PH值以保证喷洒后输出烟气的SO₂浓度达标，还可以应用于其他需要对浆液PH值进行控制的场景，本申请对此不进行限定，这里也不再一一列举。为了便于理解，下面以湿法脱硫为例对本申请实施例提供的控制浆液PH值的方法及装置进行详细说明。

方法实施例：

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种控制浆液PH值的方法流程示意图。

本申请实施例提供的控制浆液PH值的方法，包括：

S201：判断吸收塔的工况在预设时长内是否满足预设稳定条件。当吸收塔的工况在第一时间段内满足预设稳定条件时，执行步骤S202。

可以理解的是，预设时长具体指的是一个固定的时长，例如1小时。本申请实施例对预设时长的具体时间长度不进行限定，可以根据实际情况具体设定。而第一时间段则指的是时长等于预设时长的一个固定的时间段，例如8:00-9:00这个时间段。在第一时间段内吸收塔的工况满足预设稳定条件。

在本申请实施例中，吸收塔的工况具体可以通过一个或多个工况判断因素来描述。工况判断因素，包括但不限于：吸收塔内浆液的PH值和其他对吸收塔内浆液PH值产生影响的影响因子，例如锅炉负荷、原烟气流量、原烟气SO₂浓度、浆液密度、供浆流量、燃煤类别、吸收塔的入口烟温和吸收塔的入口压力中的任意一个或多个。在一些可能的实现方式中，为了保证调节得到的浆液PH值在当前的浆液喷洒量的情况下能够使得净烟气的SO₂浓度达标，工况判断因素还可以包括：输出净烟气的SO₂浓度。

当吸收塔的工况在第一时间段内满足预设稳定条件时，吸收塔工作在稳定状态，以第一时间段内对吸收塔内浆液PH值产生影响的影响因子和供浆流量作为第一训练样本，利用第一训练样本训练得到的前馈函数，能够准确描述影响因子和供浆流量之间的对应关系，确定在吸收塔的工况满足预设稳定条件时，影响因子的变化对供浆流量所产生的影响，保证前馈控制的准确度和精度。

在实际应用中，可以获取多个训练样本构成训练集，每个训练样本对应吸收塔的不同工况，构成训练集对预先构建的前馈函数进行训练，以提高前馈函数的覆盖率。可选的，训练样本的数量可以不少于所采用的影响因子的数量。为了便于理解，下面以第一训练样本为例进行说明。

需要说明的是，可以根据具体的控制需要对预设稳定条件进行设定。以湿法脱硫为例，预设稳定条件具体可以浆液PH值维持在设定值且PH值的波动幅度小于设定的阈值。需要说明的是，预设稳定条件不仅对吸收塔内PH值的进行了限定，还规定了浆液PH值的波动幅度，可以避免PH值不稳定的临时状态，对控制精度和准确度的影响。在一些可能的设计中，预设稳定条件还可以包括输出净烟气的SO₂浓度达标，SO₂浓度达标标准可以根据实际的排放标准进行设定，这里不再赘述。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，步骤S201具体可以包括：

判断每个工况判断因素在预设时长内的波动是否均落在对应的稳定判断范围内。

在本申请实施例中，每个工况判断因素对应一个稳定判断范围。在实际应用中，可以根据具体情况对每个工况判断因素所对应的稳定判断范围进行具体设定，以判断吸收塔的工况是否满足预设稳定条件，这里不进行限定。实际应用中，预设时长和对应的稳定判断范围可以根据实际情况进行变更，例如在吸收塔运行初期时，可以将稳定判断范围设置的较大；随着吸收塔的运行趋于稳定，为了提高准确度，可以相应的缩小稳定判断范围。

作为一个示例，各个工况判断因素对应的稳定判断范围可以如下表1所示：

表1各个工况判断因素对应的预设时长和稳定判断范围

可以理解的是，本申请实施例中各工况判断因素和影响因子可以利用相应的传感器获得，这里不再一一赘述。

S202：获取第一训练样本。

在本申请实施例中，影响因子可以包括输入吸收塔的原烟气二氧化硫浓度和原烟气流量。可选的，影响因子还可以包括锅炉负荷、浆液密度、供浆流量、燃煤类别、吸收塔的入口烟温和吸收塔的入口压力中的任意一个或多个，这里不再一一列举。

在一个例子中，第一训练样本可以包括第一时间段内某一个时刻的供浆流量和各个影响因子的采样值。在另一个例子中，第一训练样本可以包括供浆流量在第一时间段内的平均值和各个影响因子的采样值在第一时间段内的平均值。

作为一个示例，第一训练样本可以包括8:00-9:00这一时间段内某一个时刻的供浆流量以及该时刻各个影响因子的采样值，或者，第一训练样本包括8:00-9:00内供浆流量的平均值和各个影响因子的采样值的平均值。

S203：利用第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

在本申请实施例中，前馈函数包括影响因子和供浆流量之间的对应关系，根据前馈函数，可以获得在吸收塔的不同工况(即影响因子不同的情况)下，维持吸收塔内浆液的PH值所需的供浆流量。

需要说明的是，本申请实施例对前馈函数的类型不进行限定，可以是线性函数也可以是非线性函数。实际应用中，由于线性函数的计算速度快，为了简化计算量、提高计算效率，预先构建的前馈函数可以如下式(1)：

f＝a₁x₁+a₂x₂+…+a_nx_n (1)

其中，f为供浆流量，x_i为第i个影响因子的采样值，a_i为第i个影响因子对应的系数，1≤i≤n。

还需要说明的是，可以先对第一训练样本中的数据进行归一化处理，例如将第一训练样本中的原烟气流量根据实际量程归一化为[0，1]之间的数据，再利用第一训练样本对前馈函数进行训练。在实际应用中，可以利用上述步骤S201和S202得到多个训练样本对前馈函数进行训练。下面举例说明具体如何对预先构建的前馈函数进行训练。

在一些可能的实现方式中，步骤S203具体可以包括：

S2031：将第一训练样本中的数据代入预先构建的前馈函数，得到代入后的前馈函数。

以式(1)为例，将第一训练样本中的数据代入式(1)中的f，将第一训练样本中各个影响因子代入式(1)中的x_i后，得到代入后的前馈函数。在实际应用中，需要利用训练集中的每个样本训练前馈函数，这里仅以第一训练样本为例进行说明。

S2032：建立代入后的前馈函数和供浆流量之间的损失函数。

在一个具体的例子中，损失函数具体可以如下式(2)：

其中，y_k为第k个训练样本对应的供浆流量，x_i,k为第k个训练样本中第i个影响因子的采样值，m为训练样本的总数。

S2033：利用损失函数对前馈函数的参数进行优化，得到训练后的前馈函数。

在本申请实施例中，可以利用优化算法计算损失函数达到最小值时的有效系数a₁、a₂、……和a_n，将得到的有效系数代入式(1)即可得到训练后的前馈函数。

需要说明的是，在实际应用中，还可以利用其他方式对前馈函数进行训练，例如最小二乘法、梯度下降法等，本申请实施例对此不进行限定，这里也不再一一赘述。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，为了提高前馈控制的准确度，还可以根据吸收塔的实际运行状态对训练前馈函数所用的训练样本进行更新。具体的，如图3所示，步骤S202之后，还可以包括：

S301：当吸收塔的工况在第二时间段内满足预设稳定条件时，获取第二训练样本。

可以理解的是，第二时间段可以是第一时间段之前的时间段，也可以是第一时间段之后的时间段，这里不进行限定。第一时间段和第二时间段吸收塔的工况所满足的预设稳定条件可以相同也可以不相同，对预设稳定条件的说明可以参见上面的相关介绍即可，这里不再赘述。

在本申请实施例中，第二训练样本包括第二时间段内的供浆流量和各个影响因子的采样值，第一训练样本和第二训练样本中包括的影响因子应当相同。与第一训练样本类似，在一些可能的实现方式中，第二训练样本也可以包括第二时间段内某一个时刻的供浆流量和各个影响因子的采样值，或者，第二训练样本可以包括供浆流量在第二时间段内的平均值和各个影响因子的采样值在第二时间段内的平均值。

S302：依次判断第一训练样本和第二训练样本对应数据之间的差异是否均落在对应的预设波动范围内。若是，则执行步骤S303。

S303：利用第二训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

在本申请实施例中，第一训练样本和第二训练样本对应数据之间的之间的数据差异具体指的是第一训练样本和第二训练样本中相同数据种类的数值之间的差异，包括供浆流量在第一训练样本中和第二训练样本中的差异和各个影响因子的采样值在第一训练样本中和第二训练样本中的差异。

需要说明的是，实际应用中，可以根据实际情况对预设波动范围进行设定，例如第一训练样本和第二训练样本之间的数据差异不超过第二训练样本中数值的3％。具体实施时，可以对供浆流量和各个影响因子均设置一个对应的预设波动范围，还可以设置一个通用的预设波动范围，这里不进行限定。

当第一供浆流量和第二供浆流量之间的差异以及每个影响因子在第一时刻的采样值和第二时刻的采样值之间的差异均在对应的预设波动范围内时，可以认为第二训练样本与第一训练样本对应的吸收塔工况类似，但第二训练样本较第一训练样本中的数据更新，更加符合当前时刻吸收塔的工作情况，则可以将第二训练样本替换第一训练样本进行前馈函数的训练，可以提高训练得到的前馈函数的准确度。

对前馈函数的训练方法具体可以参见上述相关说明即可，这里不再赘述。

在一些可能的设计中，当第一训练样本和第二训练样本之间存在差异未落在对应的预设波动范围内的数据时，可以执行步骤S304。

S304：利用第一训练样本和第二训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

可以理解的是，当第一供浆流量和第二供浆流量之间的差异和/或影响因子在第一时刻的采样值和第二时刻的采样值之间的差异未在对应的预设波动范围内时，说明第二训练样本与第一训练样本对应的吸收塔工况差异较大。为了提高前馈函数的准确度，可以同时利用第一训练样本和第二训练样本对前馈函数进行训练，以使前馈函数适用于吸收塔的各个工况。

S204：在控制浆液PH值时，将当前影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，得到前馈量。

在本申请实施例中，将当前控制时影响因子的实际值输入训练得到的前馈函数，可以确定出在实际控制时，为了保证浆液PH值在设定值的情况下所需的供浆流量(即前馈量)。以此为依据进行控制可以保证吸收塔内浆液的PH值维持在设定值。

S205：根据前馈量和反馈控制的输出，对输入吸收塔内浆液的流量进行控制。

在本申请实施例中，反馈控制可以采用任意一种现有的控制方法实现，例如比例-积分-微分(proportion-integral-differential，PID)控制，在此不做任何限定。

以PID控制为例，可以先将浆液PH值的设定值与测量值之间的偏差输入PID控制器，将PID控制器根据浆液PH值的设定值与测量值之间的偏差计算的输出叠加前馈量，得到供浆流量的给定值。然后，再根据供浆流量的给定值与测量值之间的偏差计算用于控制调节阀的开度，实现对供浆流量的调节，保证吸收塔内浆液的PH值维持在设定值。由于提高了前馈控制的准确度和精度，从而也就提高了对浆液PH值控制的准确度和精度。

在本申请实施例中，吸收塔的工况在预设时长的第一时间段内满足预设稳定条件时，获取第一时间段内吸收塔内的供浆流量和供浆流量的影响因子的采样值，得到第一训练样本。然后，利用第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练，得到吸收塔当前工况下影响因子和供浆流量之间的对应关系。由于前馈函数根据吸收塔的当前工作状态下实际获得的供浆流量和影响因子的采样值得到，可以对影响因子和供浆流量之间的对应关系进行准确的描述，提高了前馈函数的质量，从而提高了根据该前馈函数得到的前馈量的精度。在控制吸收塔内浆液的PH值时，将当前时刻影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，可以得到准确的前馈量。然后，根据得到的前馈量和反馈控制的输出，对输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制，能够提高对浆液PH值控制的准确度和精度。

上面以反馈控制为PID控制为例，对本申请实施例提供的控制浆液PH值的方法进行了说明。但是，本申请发明人在研究中发现，利用PID控制方法进行在线调节时，对浆液的PH值调节具有大滞后性、时变、非线性等缺点，在稳定性和可靠性等方面无法满足现场要求。在设备运行过程中，任一影响因子的变化易产生大的超调量，需要适当的人工干预才能保证系统稳定和可靠的运行。为此，在本申请实施例一些可能的实现方式中，为了实现对浆液PH值控制的稳定和可靠调节，可以在反馈控制部分采用模糊控制方法。下面对具体如何利用模糊控制和前馈函数控制吸收塔内浆液的PH值进行详细说明。

参见图4，该图为本申请实施例提供的另一种控制浆液PH值的方法流程示意图。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，步骤S205具体可以包括：

S2051：获取当前时刻浆液的PH设定值、吸收塔内浆液的PH测量值和供浆流量的测量值。

可以理解的是，当前时刻具体指的是当前的控制时刻。在实际应用中，吸收塔内浆液的PH测量值和供浆流量的测量值可以利用设置在相应位置的传感器获得，这里不再一一赘述。

S2052：根据PH设定值和PH测量值，利用预先构建的模糊控制器得到模糊控制器的输出量。

在本申请实施例中，预先构建的模糊控制器可以是一维模糊控制器、二维模糊控制器或三维模糊控制器等，这里不进行限定。以二维模糊控制器为例，预先构建的模糊控制器的输入为PH设定值和PH测量值之间的偏差以及该偏差的变化率，输出为供浆流量。

在进行模糊控制时，先将输入的精确量(如PH设定值和PH测量值之间的偏差以及该偏差的变化率)利用对应的尺度变换因子转换为模糊量，进行模糊化处理，利用隶属函数将输入量转换为对应的模糊词，然后，在利用预先设定的模糊控制规则得到输出的模糊量，根据输出的尺度变化因子得到输出的精确量(即供浆流量)。

以二维模糊控制器为例，在本申请实施例一些可能的实现方式中，步骤S2052具体可以包括：

计算PH设定值和PH测量值之间的偏差和偏差的变化率(即模糊控制器的两个输入)；利用对应的尺度变换因子和隶属度函数，将偏差和变化率转化为对应的模糊词，得到偏差模糊词和变化率模糊词；将偏差模糊词和变化率模糊词输入模糊控制器，根据模糊控制器包括的模糊控制规则得到输出量。

初始设计模糊控制器的输入输出三个变量的论域均可以分为7档，即[-3，-2，-1，0，1，2，3]，对应的模糊词集为{负大(NB)，负中(NM)，负小(NS)，零(ZO)，正小(PS)，正中(PM)，正大(PB)}，隶属度函数采样三角函数，并根据实际情况确定模糊控制器两个输入(即PH设定值和PH测量值之间的偏差以及该偏差的变化率)的尺度变换因子，即可根据当前时刻浆液的PH设定值和吸收塔内浆液的PH测量值确定两个输入所对应的模糊词。

模糊控制规则可以根据实际情况具体设定，例如，可以根据如下原则获取模糊控制规则：

原则1：当误差大时，选择控制量以尽快消除误差为主；

原则2：当误差小时，选择控制量要注意防止超调，以系统的稳定性为主要出发点。

获得的模糊控制规则可以如下表2所示：

表2模糊控制规则表

表2中，左侧第一列和上侧第一行分别代表两个输入所对应的模糊词，中间部分为两个输入所对应的输出。

在一些可能的设计中，为了便于计算，可以将模糊控制规则表通过计算转换为模糊控制查询表，具体不再赘述。

然后，根据PH设定值和PH测量值，确定二者之间的偏差和偏差的变化率所对应的模糊词，在根据模糊控制规则得到模糊控制器输出的模糊量，通过输出的尺度变换因子转换为输出的精确量(即输出量)。

S2053：基于前馈量和输出量，得到浆液的流量给定值。

本申请实施例对得到浆液的流量给定值的方法不进行限定，在一个例子中，可以将前馈量和输出量累加得到的浆液的流量给定值。

S2054：根据流量给定值和流量测量值，对输入吸收塔内浆液的流量进行控制。

在实际应用中，可以通过控制调节阀的开度，使得输入吸收塔内浆液的流量达到流量给定值，保证吸收塔内浆液的PH值维持的设定值，保证设备的使用寿命。

在本申请实施例中，还可以利用模糊控制器作反馈控制，实现PH值控制的稳定和可靠调节。

装置实施例：

基于上述实施例提供的控制浆液PH值的方法，本申请实施例还提供了一种控制浆液PH值的装置。

参见图5，该图为本申请实施例提供的一种控制浆液PH值的装置结构示意图。

本申请实施例提供的控制浆液PH值的装置，包括：第一判断单元100、获取单元200、训练单元300、计算单元400和控制单元500；

第一判断单元100，用于判断吸收塔的工况在预设时长内是否满足预设稳定条件；

获取单元200，用于当第一判断单元100判断吸收塔的工况在第一时间段内满足预设稳定条件时，获取第一训练样本；第一时间段的时长等于预设时长；第一训练样本包括第一时间段内的供浆流量的采样值和影响因子的采样值；影响因子包括输入吸收塔的原烟气二氧化硫浓度和原烟气流量；

训练单元300，用于利用第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练；前馈函数包括影响因子和供浆流量之间的对应关系；

计算单元400，用于在控制浆液PH值时，将当前影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，得到前馈量；

控制单元500，用于根据前馈量和反馈控制的输出，对输入吸收塔内浆液的流量进行控制。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，该装置还可以包括：第二判断单元；

获取单元200，还用于当第一判断单元100判断吸收塔的工况在第二时间段内满足预设稳定条件时，获取第二训练样本；第二训练样本包括第二时间段内的供浆流量的采样值和影响因子的采样值；

第二判断单元，用于依次判断第一训练样本和第二训练样本对应数据之间的差异是否均落在对应的预设波动范围内；

训练单元300，还用于当第二判断单元的判断结果为是时，将第二训练样本替换第一训练样本，利用第二训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

可选的，训练单元300，还用于当第二判断单元判断第一训练样本和第二训练样本之间存在差异未落在对应的预设波动范围内的数据时，利用第一训练样本和第二训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，训练单元300，具体可以包括：输入子单元、构建子单元和训练子单元；

输入子单元，用于将第一训练样本中的数据代入预先构建的前馈函数，得到代入后的前馈函数；

构建子单元，用于建立代入后的前馈函数和供浆流量之间的损失函数；

训练子单元，用于利用损失函数对前馈函数的参数进行优化，得到训练后的前馈函数。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，第一判断单元100，具体可以用于判断每个工况判断因素在预设时长内的波动是否均落在对应的稳定判断范围内；

其中，工况判断因素，可以包括：吸收塔内浆液的PH值和各个影响因子的采样值中的任意一个或多个。

可选的，影响因子，还包括：锅炉负荷、浆液密度、燃煤类别、吸收塔的入口烟温和吸收塔的入口压力中的任意一个或多个。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，控制单元500，具体可以包括：获取子单元、模糊控制子单元、计算子单元和控制子单元；

获取子单元，用于获取当前时刻浆液的PH设定值、吸收塔内浆液的PH测量值和供浆流量的测量值；

模糊控制子单元，用于根据PH设定值和PH测量值，利用预先构建的模糊控制器得到模糊控制器的输出量；

计算子单元，用于基于前馈量和输出量，得到浆液的流量给定值；

控制子单元，用于根据流量给定值和流量测量值，对输入吸收塔内浆液的流量进行控制。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，模糊控制子单元，具体用于：

计算PH设定值和PH测量值之间的偏差和偏差的变化率；

利用对应的尺度变换因子和隶属度函数，将偏差和变化率转化为对应的模糊词，得到偏差模糊词和变化率模糊词；

将偏差模糊词和变化率模糊词输入模糊控制器，根据模糊控制器包括的模糊控制规则得到输出量。

在本申请实施例中，吸收塔的工况在预设时长的第一时间段内满足预设稳定条件时，获取第一时间段内吸收塔内的供浆流量和供浆流量的影响因子的采样值，得到第一训练样本。然后，利用第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练，得到吸收塔当前工况下影响因子和供浆流量之间的对应关系。由于前馈函数根据吸收塔的当前工作状态下实际获得的供浆流量和影响因子的采样值得到，可以对影响因子和供浆流量之间的对应关系进行准确的描述，提高了前馈函数的质量，从而提高了根据该前馈函数得到的前馈量的精度。在控制吸收塔内浆液的PH值时，将当前时刻影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，可以得到准确的前馈量。然后，根据得到的前馈量和反馈控制的输出，对输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制，能够提高对浆液PH值控制的准确度和精度。

基于上述实施例提供的控制浆液PH值的方法及装置，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时，实现如上述实施例提供的控制浆液PH值的方法中的任意一种。

基于上述实施例提供的控制浆液PH值的方法及装置，本申请实施例还提供了一种控制浆液PH值的设备，包括：处理器和存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述实施例提供的控制浆液PH值的方法中的任意一种。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种控制浆液PH值的方法，其特征在于，所述方法包括：

判断吸收塔的工况在预设时长内是否满足预设稳定条件；

当所述吸收塔的工况在第一时间段内满足所述预设稳定条件时，获取第一训练样本；所述第一时间段的时长等于所述预设时长；所述第一训练样本包括所述第一时间段内的供浆流量的采样值和影响因子的采样值；所述影响因子包括输入所述吸收塔的原烟气二氧化硫浓度和原烟气流量；

利用所述第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练；所述前馈函数包括所述影响因子和所述供浆流量之间的对应关系；

在控制浆液PH值时，将当前所述影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，得到前馈量；

根据所述前馈量和反馈控制的输出，对所述输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制；

所述获取第一训练样本，之后还包括：

当所述吸收塔的工况在第二时间段内满足所述预设稳定条件时，获取第二训练样本；第二训练样本包括所述第二时间段内的供浆流量的采样值和所述影响因子的采样值；

依次判断所述第一训练样本和所述第二训练样本对应数据之间的差异是否均落在对应的预设波动范围内；

若是，则将所述第二训练样本替换所述第一训练样本，利用所述第二训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次判断所述第一训练样本和所述第二训练样本对应数据之间的差异是否均落在对应的预设波动范围内，之后还包括：

当所述第一训练样本和所述第二训练样本之间存在差异未落在对应的预设波动范围内的数据时，利用所述第一训练样本和所述第二训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练，具体包括：

将所述第一训练样本中的数据代入预先构建的前馈函数，得到代入后的前馈函数；

建立所述代入后的前馈函数和所述供浆流量之间的损失函数；

利用所述损失函数对所述前馈函数的参数进行优化，得到训练后的前馈函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断吸收塔的工况在预设时长内是否满足预设稳定条件，具体包括：

判断每个工况判断因素在所述预设时长内的波动是否均落在对应的稳定判断范围内；

所述工况判断因素，包括：所述吸收塔内浆液的PH值和各个所述影响因子的采样值中的任意一个或多个。

5.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述影响因子，还包括：锅炉负荷、浆液密度、燃煤类别、吸收塔的入口烟温和吸收塔的入口压力中的任意一个或多个。

6.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述前馈量和反馈控制的输出，对所述输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制，具体包括：

获取当前时刻浆液的PH设定值、所述吸收塔内浆液的PH测量值和供浆流量的测量值；

根据所述PH设定值和所述PH测量值，利用预先构建的模糊控制器得到所述模糊控制器的输出量；

基于所述前馈量和所述输出量，得到浆液的流量给定值；

根据所述流量给定值和所述流量测量值，对输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述PH设定值和所述PH测量值，利用预先构建的模糊控制器得到所述模糊控制器的输出量，具体包括：

计算所述PH设定值和所述PH测量值之间的偏差和所述偏差的变化率；

利用对应的尺度变换因子和隶属度函数，将所述偏差和所述变化率转化为对应的模糊词，得到偏差模糊词和变化率模糊词；

将所述偏差模糊词和所述变化率模糊词输入所述模糊控制器，根据所述模糊控制器包括的模糊控制规则得到所述输出量。

8.一种控制浆液PH值的装置，其特征在于，所述装置包括：第一判断单元、获取单元、训练单元、计算单元和控制单元；

所述第一判断单元，用于判断吸收塔的工况在预设时长内是否满足预设稳定条件；

所述获取单元，用于当所述第一判断单元判断所述吸收塔的工况在第一时间段内满足所述预设稳定条件时，获取第一训练样本；所述第一时间段的时长等于所述预设时长；所述第一训练样本包括所述第一时间段内的供浆流量的采样值和影响因子的采样值；所述影响因子包括输入所述吸收塔的原烟气二氧化硫浓度和原烟气流量；

所述训练单元，用于利用所述第一训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练；所述前馈函数包括所述影响因子和所述供浆流量之间的对应关系；

所述计算单元，用于在控制浆液PH值时，将当前所述影响因子的实际值输入训练后的前馈函数，得到前馈量；

所述控制单元，用于根据所述前馈量和反馈控制的输出，对所述输入所述吸收塔内浆液的流量进行控制；

所述装置，还包括：第二判断单元；

所述获取单元，还用于当第一判断单元判断吸收塔的工况在第二时间段内满足预设稳定条件时，获取第二训练样本；第二训练样本包括第二时间段内的供浆流量的采样值和影响因子的采样值；

所述第二判断单元，用于依次判断第一训练样本和第二训练样本对应数据之间的差异是否均落在对应的预设波动范围内；

所述训练单元，还用于当第二判断单元的判断结果为是时，将第二训练样本替换第一训练样本，利用第二训练样本，对预先构建的前馈函数进行训练。

9.一种控制浆液PH值的设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令，执行如权利要求1-7任一项所述的控制浆液PH值的方法。

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