CN111199365A - 一种造纸打浆过程设备的调度计划系统及方法 - Google Patents

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满奕
梅梦雨
李继庚
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Abstract

本发明公开了一种造纸打浆过程设备的调度计划系统，包括数据信息采集模块、制浆调度模型和客户端，数据信息采集模块包括造纸数据和制浆数据；数据信息采集模块的输出端输出到制浆调度模型，制浆调度模型的输出端通过制浆调度计划输出到客户端；一种造纸打浆过程设备的调度计划方法，S1：获取数据信息；S2：数据信息采集完成后，经过数据预处理和计算后，将数据输入到制浆调度模型；S3：将数据经过制浆调度模型处理后，输出优化后的制浆调度计划；S4：将优化后的制浆调度计划输出到客户端，由一线工人执行解决了制浆过程存在大量间歇性设备浪费大量成本的问题。

Description

一种造纸打浆过程设备的调度计划系统及方法
技术领域
本发明涉及造纸制浆调度领域，特别是一种造纸打浆过程设备的调度计划系统及方法。
背景技术
为缓解峰期时段用电紧张，中国部分地区针对大型工业企业实施峰平谷电价计费标准，即规定峰期电价约是谷期电价的3倍，导致多数造纸企业的用电成本高达总能源成本的51％。
在造纸工业中，制浆过程存在大量间歇性设备，因此该过程有着较大的用电成本节省空间。针对上述情况，工厂需要一种造纸制浆过程设备的调度计划方法与系统。该系统可根据大量数据对碎浆环节中的间歇性设备(比如碎浆机、磨浆机等)用数学方法描述制浆过程、建立制浆调度模型。目前，类似的调度模型运用到发电厂、居民区以及钢铁厂等领域，但是对于造纸厂如此复杂的情景，调度计划方法与系统如何实现将是个亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种造纸打浆过程设备的调度计划系统及方法，解决了打浆过程存在大量间歇性设备浪费大量成本的问题。
本发明提供了一种造纸打浆过程设备的调度计划系统，包括数据信息采集模块、制浆调度模型和客户端，数据信息采集模块包括造纸数据和制浆数据；
数据信息采集模块的输出端输出到制浆调度模型，制浆调度模型的输出端通过制浆调度计划输出到客户端。
优选地，一种造纸打浆过程设备的调度计划方法，包括以下步骤：
S1：获取数据信息；
S2：数据信息采集完成后，经过数据预处理和计算后，将数据输入到制浆调度模型；
S3：将数据经过制浆调度模型处理后，输出优化后的制浆调度计划；
S4：将优化后的制浆调度计划输出到客户端，由一线工人执行。
优选地，S1的数据信息包括获取造纸的相关数据、制浆工艺的相关数据和转浆计划数据，所述获取造纸和制浆工艺的相关数据包括车速、卷速、卷曲率、磨浆机出口流量、浆池浓度和浆池尺寸；所述转浆计划数据包括纸张的定量。
优选地，S2包括以下子步骤：
S21:根据预存的数据取值范围，删除数据信息中的异常数据，并根据数据信息中的中位数，填补数据中的缺失数据；
S22：将处理后的数据进行初始化计算，得到制浆调度模型的初始输入数据；
S23：将初始输入数据输入到制浆调度模型后输出优化后的制浆调度计划，合理安排相关设备的工作时间，最大程度利用谷期的加工时间，减少峰期的加工时间。
优选地，S3的制浆调度计划为制浆过程设备何时开启、何时关闭，一线工人根据客户端显示的制浆调度计划的内容对相关设备进行启停操作，实现造纸制浆过程设备的调度，降低企业用电成本。
本发明造纸打浆过程设备的调度计划系统及方法的有益效果如下：
本发明通过获取造纸、制浆过程等相关数据信息，利用大量相关数据量化制浆过程，得到制浆调度模型的初始输入信息，经制浆调度模型优化后输出最佳调度计划，输出后一线工人根据上述计划执行，可降低企业用电成本。
附图说明
图1为本发明造纸打浆过程设备的调度计划系统及方法的系统图。
图2为本发明造纸打浆过程设备的调度计划系统及方法的方法流程图。
具体实施例
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
本实施例提供的方法可以由相关的服务器执行，且下文均以服务器作为执行主体为例进行说明。
如图1所示，一种造纸打浆过程设备的调度计划系统，包括：
数据信息采集模块，用于获取造纸以及制浆的相关数据信息。其中，数据信息包括纸种信息、设备数据、工艺数据以及转浆计划；
制浆调度模块，用于所有的数据信息采集，经过数据预处理和计算后，制浆调度模型输出优化后的制浆调度计划；
人工控制模块，制浆调度模型产生优化后的调度计划，输出到客户端，由一线工人执行，最终实现造纸制浆过程设备的调度，降低企业用电成本。
数据信息采集模块的输出端输出到制浆调度模型，制浆调度模型的输出端通过制浆调度计划输出到客户端。
如图2所示，实施例提供的一种造纸打浆过程设备的动态调整方法，包括步骤S1～S3：
S1.获取造纸以及制浆的相关数据信息，其中，数据信息包括纸种信息、设备数据、工艺数据以及转浆计划；
S2.所有的数据信息采集完成，经过数据预处理和计算后，制浆调度模型输出优化后的制浆调度计划；
S3.制浆调度模型产生优化后的调度计划，输出到客户端，由一线工人执行。
需要说明的是，在获取相关数据信息前需要判断是否转浆情况(转浆指的是上一纸种的浆料制备完毕，需要着手准备制备下一纸种的浆料)，若是转浆情况则需多一个步骤：计算磨后池剩余浆料的消耗时间；判断完转浆情况，无论答案与否都需要接着判断当前时间点下的纸机车速是否正常(正常车速情况下需要备浆进行生产，车速异常则是不需要备浆)。
本实施方案的S1，具体为：相关数据信息包括造纸车间内的碎浆机功率、磨浆机功率、造纸机幅宽、造纸机车速、造纸机对纸张的卷曲速度和造纸机的卷曲率(造纸机的卷曲率＝造纸机对纸张的卷曲速度/造纸机车速)等数据，以及浆池的相关数据：尺寸、体积以及当前时间下的浆池液位。
本实施方案的S2，具体为：根据预存的数据取值范围，删除所述相关数据中的异常数据，并根据所述相关数据中的中位数，填补所述相关数据中的缺失数据；经处理后的数据进行计算，得到制浆调度模型的初始输入数据；根据获取的数据以及浆线特征量化浆池液位；根据浆池液位、分区电价等约束相关设备的加工时间；制浆调度模型输出优化后的调度计划(未来8h内制浆过程设备的开启时间点、停止时间点的每次调度)，移除数据库中大于当前时间点的调度，之后将调度计划写入数据库；根据调度中的最终时间，获取造纸车间中碎、磨浆机实时功率，计算本次调度计划下的制浆用电成本。
需要说明的是，系统设定制浆调度模型的触发时间为每8h一次，无转浆情况(生产一种类型的纸张)，每次模型触发后数据库中不存在大于当前时间点的调度计划。该发明中的“移除数据库中大于当前时间点的调度计划”，此步骤仅在有转浆情况的时候执行。
本实施方案的S3，具体为：制浆调度模型输出优化后的制浆调度计划(用电成本最优)，一线工人通过客户端获取该计划后进行执行。
需要说明的是，S2中的转浆情况以及S1中的纸张定量信息都是通过客户端上传到数据库，后台数据发生更改，触发制浆调度模型，以此对相应的情况及时调整制浆调度计划。
实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，存储介质不仅限于磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)。

Claims (5)

1.一种造纸打浆过程设备的调度计划系统，其特征在于，包括数据信息采集模块、制浆调度模型和客户端，所述数据信息采集模块包括造纸数据和制浆数据；
所述数据信息采集模块的输出端输出到制浆调度模型，所述制浆调度模型的输出端通过制浆调度计划输出到客户端。
2.一种造纸打浆过程设备的调度计划方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取数据信息；
S2：数据信息采集完成后，经过数据预处理和计算后，将数据输入到制浆调度模型；
S3：将数据经过制浆调度模型处理后，输出优化后的制浆调度计划；
S4：将优化后的制浆调度计划输出到客户端，由一线工人执行。
3.根据权利要求2所述的造纸打浆过程设备的调度计划方法，其特征在于，所述S1的数据信息包括获取造纸的相关数据、制浆工艺的相关数据和转浆计划数据，所述获取造纸和制浆工艺的相关数据包括车速、卷速、卷曲率、磨浆机出口流量、浆池浓度和浆池尺寸；所述转浆计划数据包括纸张的定量。
4.根据权利要求2所述的造纸打浆过程设备的调度计划方法，其特征在于，所述S2包括以下子步骤：
S21:根据预存的数据取值范围，删除数据信息中的异常数据，并根据数据信息中的中位数，填补数据中的缺失数据；
S22：将处理后的数据进行初始化计算，得到制浆调度模型的初始输入数据；
S23：将初始输入数据输入到制浆调度模型后输出优化后的制浆调度计划，合理安排相关设备的工作时间，最大程度利用谷期的加工时间，减少峰期的加工时间。
5.根据权利要求2所述的造纸打浆过程设备的调度计划方法，其特征在于，所述S3的制浆调度计划为制浆过程设备何时开启、何时关闭，一线工人根据客户端显示的制浆调度计划的内容对相关设备进行启停操作，实现造纸制浆过程设备的调度，降低企业用电成本。
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