CN116954089A - 一种mvr刮板结晶控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及MVR蒸发结晶技术领域，尤其涉及一种MVR刮板结晶控制系统,包括以下部分：物料控制模块，温度控制模块，刮板控制模块，设备控制模块；通过利用最优量比算法对物料投放的数量、顺序进行精确控制，以确保在结晶前期对物料进行严格把控，为结晶过程奠定基础，进一步，使得物料得到充分利用，提高所述MVR刮板结晶的能源利用率；通过对加热器的温度进行精确控制，可以实现对物料溶剂进行更纯粹的分离，使得投放物料得到充分利用，且分离出更纯净的成分，进一步提高了能源利用率和生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及MVR蒸发结晶技术领域，尤其涉及一种MVR刮板结晶控制系统。
背景技术
MVR是蒸汽机机械再压缩技术的简称，MVR是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出形成晶体的过程，结晶过程的产生取决于结晶物质的溶液度。在现有的MVR刮板结晶技术中，通常需要利用外部蒸汽来提供热能，而这种方式耗能高且能源利用率低。虽然MVR刮板结晶设备具有高能效、环保、运行稳定、生产效率高以及维护保养简便的优点，但是，它们的控制系统通常简单且不够精确，这限制了它们的性能和效率。目前的技术尚未提供一种有效的MVR刮板结晶控制系统，可以实现对物料、温度、刮板速度以及设备参数的精确控制，从而实现高能源利用率和生产效率。
张其忠等人提出的“CN202211621137.X”“一种具有单水冷通路的连续刮板结晶器”，主要包括：结晶器外壳，所述结晶器外壳内固定有多个冷却板，冷却板内设有冷却水流通通道，且相邻所述冷却板之间通过连通管串联连接；所述结晶器外壳的顶端安装有风冷箱，连通管顶端部分延伸至风冷箱内；所述结晶器外壳内转动安装有搅拌轴，搅拌轴通过旋转电机驱动，搅拌轴的外部与冷却板对应位置安装有搅拌刮除结晶机构。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：能源利用率低和生产效率低的技术问题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种MVR刮板结晶控制系统，解决了现有技术中能源利用率低和生产效率低的技术问题，实现了高能源利用率以及高生产效率的技术效果。
一种MVR刮板结晶控制系统，包括以下部分：
物料控制模块，温度控制模块，刮板控制模块，设备控制模块；
所述物料控制模块，其配置为利用最优量比算法对进料数量顺序进行控制；
所述温度控制模块，其配置为通过对加热器的温度设定进行控制；
所述刮板控制模块，其配置为控制刮板速度；
所述设备控制模块，其配置为对结晶过程设备参数进行控制。
优选的，还包括：
物料控制模块的配置为，在物料投放时，利用最优量比算法对进料数量顺序进行控制，为所述MVR刮板结晶控制系统奠定物料基础。
优选的，还包括：
所述刮板控制模块的配置为控制刮板速度，以更充分地将溶液刮到蒸发器内壁上。
一种MVR刮板结晶控制方法，包括以下步骤：
S1. 根据物料投放参数对待结晶的物料利用最优量比算法对物料投放数量顺序进行控制；
S2. 在加热器对物料进行加热时，利用温度控制模块对加热器进行温度控制，确保投放物料得到充分升温；
S3. 在对物料进行升温后，到达刮板蒸发器，利用刮板控制模块对刮板速度进行控制，充分将溶液刮到蒸发器内壁；
S4. 利用设备控制模块，对结晶过程设备参数进行控制，以保证结晶过程中的各设备正常运行。
优选的，在所述步骤S1中，还包括：
最优量比算法实现过程，具体如下：构建最优分配约束模型：
，
，
其中，表示目标函数集； D表示影响物料的参数变量集，取自集合/>，/>表示影响物料的参数数据集合；/>表示变量对应数量相关系数矩阵；/>表示变量对应顺序相关系数矩阵；/>表示约束矩阵，即约束条件子集；/>表示满足约束条件的函数表达式， B表示约束函数/>的限定条件门限，/>；L表示约束条件个数；/>表示所有变量满足的最低门限，/>，N表示数据变量个数；
对约束条件，可变形为如下形式：
，
其中，表示L个约束函数；
在对模型进行求解过程中，对约束矩阵进行分解优化矩阵进行处理，通过定义具有共轭对称性的分解优化矩阵，利用分解优化矩阵对约束矩阵/>进行分解得到等效对角形式，取得模型解/>；
根据上述得到的最优解，得到对投放物料的最优顺序及重量的分配，将分配好的物料投入到加热器中。
优选的，所述步骤S3，具体包括：
通过构建速度控制模型，对刮板速度进行控制，充分将溶液刮到蒸发器内壁上，实现对刮板速度的控制。
优选的，在所述步骤S3中，还包括：
构建速度控制模型，具体如下：
，
其中，表示溶液特性参数集合；/>表示各溶液特性参数影响权重集合；/>表示刮板物理参数集合；/>表示模型输出，即刮板转速；具体计算公式如下：
，
其中，分别表示第r个阶段第k个参数对应的特性参数和特想参数影响权重，/>表示溶液特性引起的摩擦影响系数，/>表示对刮板物理性质影响的累加，/>，/>表示带动刮板运动的齿轮直径，/>表示刮板与水平面的夹角，/>表示其他物理性质对速度的影响度。
优选的，所述步骤S4，具体包括：
对设备参数、状态进行采集，并利用优化深度学习网络模型对设备进行训练学习，得到设备状态分析集合，然后，构建匹配模型，与当前设备状态参数进行匹配对比，根据对应状态对比对设备进行控制，以保证结晶过程各设备正常运行。
优选的，在所述步骤S4中，还包括：
利用优化深度学习网络模型，得到设备状态分析集合及应对调整策略集合，然后，对设备当前状态参数进行采集，得到设备状态参数集合/>，针对集合/>中的每一个设备状态参数，与设备状态分析集合/>及应对调整控制策略集合/>进行对比匹配，以对所述设备进行有效调整控制；以第/>个设备为例，具体匹配过程如下：
第一匹配过程：
进行初步筛选，与/>中的所有元素进行对比，得到第一匹配集合，其中，/>表示第/>设备当前状态参数集合，/>表示第/>设备所有可能状态参数集合；
第二匹配过程：
利用匹配概率计算法来计算与第一匹配集合/>的最大匹配概率，即可筛选出第二匹配集合/>，具体公式计算如下：
第一步，计算当前状态参数发生概率，，其中，F表示第/>设备当前状态参数集合元素个数；
第二步，计算第一匹配集合各状态参数发生概率集合，以第一匹配集合的第h个元素为例：
，/>，
其中，表示第一匹配集合各状态参数发生概率集合，有H个元素，；
第三步，将与/>进行计算，在设定误差范围内将复合元素筛选出，构成第二匹配集合/>；
第三匹配过程：
通过相关性计算，挑选出当前状态参数集合与第二匹配集合相关性最大的元素，作为最终匹配对象，进一步提取调整控制策略，具体计算公式如下：
，
其中，Q表示第二匹配集合的元素个数；
根据所述调整控制策略对所述设备进行对应调整控制，实现对设备的控制。
有益效果：
本申请实施例中提供的多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本申请所提出的MVR刮板结晶控制系统，通过物料控制模块，利用最优量比算法对物料投放的数量、顺序进行精确控制，以确保在结晶前期对物料进行严格把控，从而为结晶过程奠定基础，进一步，使得物料得到充分利用，提高了所述MVR刮板结晶的能源利用率。
2、本申请通过对加热器的温度进行精确控制，可以实现对物料溶剂进行更纯粹的分离，使得投放物料得到充分利用，且分离出更纯净的成分，进一步提高了能源利用率和生产效率。
3、本申请所提出的MVR刮板结晶控制系统通过在刮板控制模块构建速度控制模型，实现了对刮板转动速度的精准控制，从而使刮板蒸发器得到的溶液更充分地刮到蒸发器内壁，以此提高所述MVR刮板结晶的生产效率。
4、本申请所提出的MVR刮板结晶控制系统的设备控制模块，通过构建优化深度学习网络模型对设备状态参数进行训练学习，得到设备状态分析，且通过构建匹配模型可以更准确的定位到设备状态，提高了生产效率；采用MVR刮板结晶设备代替传统刮板结晶设备，所述MVR刮板结晶设备利用机械能转为热能，将排放的蒸汽作为输入，获得了更高的能源利用率，自行回收产生的蒸汽和水，因此其生产效率比普通刮板结晶设备更高，此外，MVR刮板结晶设备还可以实现在线清洗和在线消毒，进一步提高生产效率。
5、本申请的技术方案能够有效解决能源利用率低及生产效率低的技术问题，并且，上述系统或方法经过了一系列的效果调研，通过利用最优量比算法对物料投放的数量、顺序进行精确控制，以确保在结晶前期对物料进行严格把控，从而为结晶过程奠定基础，进一步，使得物料得到充分利用，提高了所述MVR刮板结晶的能源利用率；通过对加热器的温度进行精确控制，可以实现对物料溶剂进行更纯粹的分离，使得投放物料得到充分利用，且分离出更纯净的成分，进一步提高了能源利用率和生产效率；通过构建速度控制模型，实现了对刮板转动速度的精准控制，从而使刮板蒸发器得到的溶液更充分地刮到蒸发器内壁，以此提高所述MVR刮板结晶的生产效率；通过构建优化深度学习网络模型对设备状态参数进行训练学习，得到设备状态分析，且通过构建匹配模型可以更准确的定位到设备状态，提高了生产效率；采用MVR刮板结晶设备代替传统刮板结晶设备，所述MVR刮板结晶设备利用机械能转为热能，将排放的蒸汽作为输入，获得了更高的能源利用率，自行回收产生的蒸汽和水，因此其生产效率比普通刮板结晶设备更高，此外，MVR刮板结晶设备还可以实现在线清洗和在线消毒，进一步提高生产效率。
附图说明
图1为本申请对所述MVR刮板结晶控制系统的模块图；
图2为本申请对所述MVR刮板结晶控制方法的步骤图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种MVR刮板结晶控制系统，解决了现有技术中能源利用率低和生产效率低的技术问题，总体思路如下：
首先，利用物料控制模块控制投放物料进入加热器，在加热器通过温度控制模块对加热器进行有效控制，将加热器升温至设定温度，然后进入刮板蒸发器，在刮板蒸发器中，利用刮板控制模块对刮板转速进行控制，控制转动的刮板将溶液不断刮到蒸发器内壁，同时蒸发器内的蒸汽将溶液中的水分蒸发出来，形成饱和蒸汽。饱和蒸汽经过分离器分离出水分，水分经过换热器回收利用，饱和蒸汽则进入MVR压缩机；MVR压缩机将低温、低压的蒸汽进行压缩，形成高温、高压的蒸汽，再经过冷凝器冷却凝结成液体。这部分液体经过节流阀进入刮板蒸发器，与溶液混合，以维持蒸发器内的饱和度，剩余的液体则回流至MVR压缩机，继续循环使用，在结晶过程中，利用设备控制模块对设备参数及状态进行控制，保障结晶过程正常运行。通过利用最优量比算法对物料投放的数量、顺序进行精确控制，以确保在结晶前期对物料进行严格把控，从而为结晶过程奠定基础，进一步，使得物料得到充分利用，提高了所述MVR刮板结晶的能源利用率；通过对加热器的温度进行精确控制，可以实现对物料溶剂进行更纯粹的分离，使得投放物料得到充分利用，且分离出更纯净的成分，进一步提高了能源利用率和生产效率；通过构建速度控制模型，实现了对刮板转动速度的精准控制，从而使刮板蒸发器得到的溶液更充分地刮到蒸发器内壁，以此提高所述MVR刮板结晶的生产效率；通过构建优化深度学习网络模型对设备状态参数进行训练学习，得到设备状态分析，且通过构建匹配模型可以更准确的定位到设备状态，提高了生产效率；采用MVR刮板结晶设备代替传统刮板结晶设备，所述MVR刮板结晶设备利用机械能转为热能，将排放的蒸汽作为输入，获得了更高的能源利用率，自行回收产生的蒸汽和水，因此其生产效率比普通刮板结晶设备更高，此外，MVR刮板结晶设备还可以实现在线清洗和在线消毒，进一步提高生产效率。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参照附图1，本申请所述的一种MVR刮板结晶控制系统包括以下部分：
物料控制模块，温度控制模块，刮板控制模块，设备控制模块；
所述物料控制模块，在物料投放时，根据刮板蒸发器容量、加热器容量及其他相关参数利用最优量比算法对进料数量顺序进行控制，为所述MVR刮板结晶控制系统奠定物料基础；
所述温度控制模块，通过对加热器的温度设定进行控制，使得进料可以在不过度耗能的前提下完成对进料的升温；
所述刮板控制模块，根据溶液容量，粘稠度以及其他参数控制刮板速度，更充分将溶液刮到蒸发器内壁；
所述设备控制模块，对结晶过程设备参数进行控制，如，对MVR压缩机的溶液流量相关参数以进行控制，以保障蒸汽循环正常使用；
本申请所述MVR刮板结晶运行原理基于机械蒸发原理和蒸汽压缩循环原理；首先，物料通过加热器升温至设定温度，然后进入刮板蒸发器。在刮板蒸发器中，通过转动的刮板将溶液不断刮到蒸发器内壁，同时蒸发器内的蒸汽将溶液中的水分蒸发出来，形成饱和蒸汽。饱和蒸汽经过分离器分离出水分，水分经过换热器回收利用，饱和蒸汽则进入MVR压缩机；MVR压缩机将低温、低压的蒸汽进行压缩，形成高温、高压的蒸汽，再经过冷凝器冷却凝结成液体，这部分液体经过节流阀进入刮板蒸发器，与溶液混合，以维持蒸发器内的饱和度，剩余的液体则回流至MVR压缩机，继续循环使用，整个过程中，MVR压缩机所提供的热量被充分回收和利用，因此整个系统的能耗较低，同时，刮板蒸发器中的刮板设计能够提高传热效率和干燥效果，确保产品质量。
参照附图2，本申请所述一种MVR刮板结晶控制方法包括以下步骤：
S1. 根据物料投放参数对待结晶的物料利用最优量比算法对物料投放数量顺序进行控制，
根据物料性质、结晶需求以及其他相关因素，利用最优量比算法对物料投放的数量、顺序进行控制，具体过程如下：
通过查阅相关资料得到物料性质、结晶需求以及其他相关因素构成的影响物料的参数数据集合，/>，其中，N表示数据个数，集合中任意一个元素可由/>表示，/>表示集合的第i个数据，/>，根据经验法以及得到各数据的约束；
，
，
其中，表示目标函数集； D表示影响物料的参数变量集（取自集合/>）；表示变量对应数量相关系数矩阵；/>表示变量对应顺序相关系数矩阵；/>表示约束矩阵，即约束条件子集；/>表示满足约束条件的函数表达式， B表示约束函数/>的限定条件门限，/>；L表示约束条件个数；/>表示所有变量满足的最低门限，，N表示数据变量个数。
进一步，对约束条件，可变形为如下形式：
，
其中，表示L个约束函数。
对约束矩阵进行分解优化矩阵进行处理，本申请通过定义具有共轭对称性的分解优化矩阵：
，
其中，对于中的任意一个元素可用/>表示，为取自约束矩阵/>中的j阶矩阵，例如/>，/>表示矩阵的秩，/>表示矩阵的转置。
利用分解优化矩阵对约束矩阵进行分解得到：
，
则，多元方程组的求解过程可等效为：
，
根据简化矩阵等效替代的性质可得，由于矩阵/>为对角阵，则取满足对角线上的取值范围，同时满足/>的约束条件的取值即为所求多元方程组的解/>。
根据上述得到的最优解，得到对投放物料的最优顺序及重量的分配，将分配好的物料投入到加热器中。
本申请利用最优量比算法对物料投放的数量、顺序进行严格把控，在结晶前期对物料进行严格把控，为结晶过程奠定基础，进一步，使得物料得到充分利用，增强所述MVR刮板结晶的能源利用率。
S2. 在加热器对物料进行加热时，利用温度控制模块对加热器进行温度控制，确保投放物料得到充分升温；
利用物料成分的特性对物料进行温度控制，以在耗能最低的前提下，完成对物料进行充分升温，具体过程如下：
首先根据步骤S1中分到物料各成分特性，经过查阅相关资料以及实验法得到各成分在温度不断升高时的相互影响因素集合，/>，其中，S表示互相影响集合子集总数，集合/>中的任意一个子集可由/>表示，/>表示第s个互相影响因素子集，即任意s个影响因素的相互影响参数集合，/>，针对表示物料各自成分对温度的影响因素子集；然后再利用现有技术维特比算法将所有集合元素进行遍历，得到最佳升温过程，并根据实验法得到温度持续时间，进一步，对加热器的温度进行大小及持续时间的设定，已完成对加热器温度的控制。
本申请通过对加热器的温度进行精确控制，可以实现对物料溶剂进行更纯粹的分离，使得投放物料得到充分利用，且分离出更纯净的成分，进一步提高了能源利用率和生产效率。
S3. 在对物料进行升温后，到达刮板蒸发器，利用刮板控制模块对刮板速度进行控制，充分将溶液刮到蒸发器内壁；
通过构建速度控制模型，对刮板速度进行控制，充分将溶液刮到蒸发器内壁上，构建速度控制模型，具体如下：
，
其中，表示溶液特性参数集合；/>表示各溶液特性参数影响权重集合；/>表示刮板物理参数集合；/>表示模型输出，即刮板转速；具体计算公式如下：
，
其中，分别表示第r个阶段第k个参数对应的特性参数和特想参数影响权重，/>表示溶液特性引起的摩擦影响系数，/>表示对刮板物理性质影响的累加，/>，/>表示带动刮板运动的齿轮直径，/>表示刮板与水平面的夹角，/>表示其他物理性质对速度的影响度。
通过实验法得到在各个阶段的溶液特性参数集合，所述溶液特性包含溶液容量、粘稠度、密度以及其他相关参数，/>，其中，R表示总阶段数，集合中的任意一个元素可由/>表示，/>表示第r个阶段的参数集合，/>，其中，K表示每个阶段相关参数的个数，集合中的任意一个元素可由/>表示，/>表示第r个阶段第k个参数数据；
本申请所述的速度控制包含速度和力度的控制；
本申请通过构建速度控制模型，对刮板的转动速度进行精准控制，将刮板蒸发器得到的溶液及时准确的刮到蒸发器内壁，以此提高所述MVR刮板结晶的生产效率。
S4. 利用设备控制模块，对结晶过程设备参数进行控制，以保证结晶过程中的各设备正常运行。
对设备状态参数进行采集，并利用优化深度学习网络模型对设备进行训练学习，得到设备状态分析集合，然后，构建匹配模型，与当前设备状态参数进行匹配对比，根据对应状态对比对设备进行控制，以保证结晶过程各设备正常运行，具体过程如下：
首先，参照现有深度学习技术构建优化深度学习网络模型，得到设备状态分析集合及应对调整策略集合/>，然后，对设备当前状态参数进行采集，得到设备状态参数集合/>，针对集合/>中的每一个设备状态参数，与通过优化深度学习网络模型得到的设备状态分析集合/>及应对调整控制策略集合/>进行对比，得到最佳契合，以对所述设备进行有效调整控制；
作为一个具体实施例，以第个设备为例，具体匹配过程如下：
第一匹配过程：
进行初步筛选，与/>中的所有元素进行对比，得到第一匹配集合，其中，/>表示第/>设备当前状态参数集合，/>表示第/>设备所有可能状态参数集合；
第二匹配过程：
利用匹配概率计算法来计算与第一匹配集合/>的最大匹配概率，即可筛选出第二匹配集合/>，具体公式计算如下：
第一步，计算当前状态参数发生概率，，其中，F表示第/>设备当前状态参数集合元素个数；
第二步，计算第一匹配集合各状态参数发生概率集合，以第一匹配集合的第h个元素为例：
，/>，
其中，表示第一匹配集合各状态参数发生概率集合，有H个元素，；
第三步，将与/>进行计算，在设定误差范围内将复合元素筛选出，构成第二匹配集合/>；
第三匹配过程：
通过相关性计算，挑选出当前状态参数集合与第二匹配集合相关性最大的元素，作为最终匹配对象，进一步提取调整控制策略，具体计算公式如下：
，
其中，Q表示第二匹配集合的元素个数；
根据所述调整控制策略对所述设备进行对应调整控制，实现对设备的控制。
在MVR刮板结晶设备中，采用MVR蒸汽循环技术，相对于传统设备的外部蒸汽供应，能耗更低。具体而言，MVR刮板结晶设备在结晶过程中，将过热的蒸汽经过压缩、冷凝、再加热等多重工艺后，再次用于结晶过程，形成循环，减少了蒸汽的损耗和浪费。因此，相对于传统的刮板结晶设备，MVR刮板结晶设备能耗更低；
进一步，MVR刮板结晶设备的PLC控制系统采用了先进的自动化控制技术，具有控制精度高、反应速度快、可靠性强等优点。同时，其通过对设备运行过程的实时监测和数据分析，能够实现对设备运行状态的精准掌控，提高设备的运行效率和生产效益。
本申请通过构建优化深度学习网络模型对设备状态参数进行训练学习，得到设备状态分析，且通过构建匹配模型更准确的定位到设备状态，提高了生产效率；采用MVR刮板结晶设备代替传统刮板结晶设备，所述MVR刮板结晶设备利用机械能转为热能，将排放的蒸汽作为输入，获得了更高的能源利用率，自行回收产生的蒸汽和水，因此其生产效率比普通刮板结晶设备更高，此外，MVR刮板结晶设备还可以实现在线清洗和在线消毒，进一步提高生产效率。
综上所述，便完成了本申请所述的一种MVR刮板结晶控制系统。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
1、本申请所提出的MVR刮板结晶控制系统，通过物料控制模块，利用最优量比算法对物料投放的数量、顺序进行精确控制，以确保在结晶前期对物料进行严格把控，从而为结晶过程奠定基础，进一步，使得物料得到充分利用，提高了所述MVR刮板结晶的能源利用率。
2、本申请通过对加热器的温度进行精确控制，可以实现对物料溶剂进行更纯粹的分离，使得投放物料得到充分利用，且分离出更纯净的成分，进一步提高了能源利用率和生产效率。
3、本申请所提出的MVR刮板结晶控制系统通过在刮板控制模块构建速度控制模型，实现了对刮板转动速度的精准控制，从而使刮板蒸发器得到的溶液更充分地刮到蒸发器内壁，以此提高所述MVR刮板结晶的生产效率。
4、本申请所提出的MVR刮板结晶控制系统的设备控制模块，通过构建优化深度学习网络模型对设备状态参数进行训练学习，得到设备状态分析，且通过构建匹配模型可以更准确的定位到设备状态，提高了生产效率；采用MVR刮板结晶设备代替传统刮板结晶设备，所述MVR刮板结晶设备利用机械能转为热能，将排放的蒸汽作为输入，获得了更高的能源利用率，自行回收产生的蒸汽和水，因此其生产效率比普通刮板结晶设备更高，此外，MVR刮板结晶设备还可以实现在线清洗和在线消毒，进一步提高生产效率。
效果调研：
本申请的技术方案能够有效解决能源利用率低及生产效率低的技术问题，并且，上述系统或方法经过了一系列的效果调研，通过利用最优量比算法对物料投放的数量、顺序进行精确控制，以确保在结晶前期对物料进行严格把控，从而为结晶过程奠定基础，进一步，使得物料得到充分利用，提高了所述MVR刮板结晶的能源利用率；通过对加热器的温度进行精确控制，可以实现对物料溶剂进行更纯粹的分离，使得投放物料得到充分利用，且分离出更纯净的成分，进一步提高了能源利用率和生产效率；通过构建速度控制模型，实现了对刮板转动速度的精准控制，从而使刮板蒸发器得到的溶液更充分地刮到蒸发器内壁，以此提高所述MVR刮板结晶的生产效率；通过构建优化深度学习网络模型对设备状态参数进行训练学习，得到设备状态分析，且通过构建匹配模型可以更准确的定位到设备状态，提高了生产效率；采用MVR刮板结晶设备代替传统刮板结晶设备，所述MVR刮板结晶设备利用机械能转为热能，将排放的蒸汽作为输入，获得了更高的能源利用率，自行回收产生的蒸汽和水，因此其生产效率比普通刮板结晶设备更高，此外，MVR刮板结晶设备还可以实现在线清洗和在线消毒，进一步提高生产效率。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种MVR刮板结晶控制系统，其特征在于，包括以下部分：
物料控制模块，温度控制模块，刮板控制模块，设备控制模块；
所述物料控制模块，其配置为利用最优量比算法对进料数量顺序进行控制；
所述温度控制模块，其配置为通过对加热器的温度设定进行控制；
所述刮板控制模块，其配置为控制刮板速度；
所述设备控制模块，其配置为对结晶过程设备参数进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种MVR刮板结晶控制系统，其特征在于，还包括以下内容：
物料控制模块的配置为，在物料投放时，利用最优量比算法对进料数量顺序进行控制，为所述MVR刮板结晶控制系统奠定物料基础。
3.根据权利要求1所述的一种MVR刮板结晶控制系统，其特征在于，还包括以下内容：
所述刮板控制模块的配置为控制刮板速度，以更充分地将溶液刮到蒸发器内壁上。
4.一种MVR刮板结晶控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 根据物料投放参数对待结晶的物料利用最优量比算法对物料投放数量顺序进行控制；
S2. 在加热器对物料进行加热时，利用温度控制模块对加热器进行温度控制，确保投放物料得到充分升温；
S3. 在对物料进行升温后，到达刮板蒸发器，利用刮板控制模块对刮板速度进行控制，充分将溶液刮到蒸发器内壁；
S4. 利用设备控制模块，对结晶过程设备参数进行控制，以保证结晶过程中的各设备正常运行。
5.根据权利要求4所述的一种MVR刮板结晶控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，还包括：
最优量比算法实现过程，具体如下：构建最优分配约束模型：
，
，
其中，表示目标函数集； D表示影响物料的参数变量集，取自集合/>，/>表示影响物料的参数数据集合；/>表示变量对应数量相关系数矩阵；/>表示变量对应顺序相关系数矩阵；/>表示约束矩阵，即约束条件子集；/>表示满足约束条件的函数表达式， B表示约束函数/>的限定条件门限，/>；L表示约束条件个数；/>表示所有变量满足的最低门限，/>，N表示数据变量个数；
对约束条件，可变形为如下形式：
，
其中，表示L个约束函数；
在对模型进行求解过程中，对约束矩阵进行分解优化矩阵进行处理，通过定义具有共轭对称性的分解优化矩阵，利用分解优化矩阵对约束矩阵/>进行分解得到等效对角形式，取得模型解/>；
根据上述得到的最优解，得到对投放物料的最优顺序及重量的分配，将分配好的物料投入到加热器中。
6.根据权利要求4所述的一种MVR刮板结晶控制方法，其特征在于，所述步骤S3，具体包括：
通过构建速度控制模型，对刮板速度进行控制，充分将溶液刮到蒸发器内壁上，实现对刮板速度的控制。
7.根据权利要求6所述的一种MVR刮板结晶控制方法，其特征在于，在所述步骤S3中，还包括：
构建速度控制模型，具体如下：
，
其中，表示溶液特性参数集合；/>表示各溶液特性参数影响权重集合；/>表示刮板物理参数集合；/>表示模型输出，即刮板转速；具体计算公式如下：
，
其中，分别表示第r个阶段第k个参数对应的特性参数和特想参数影响权重，/>表示溶液特性引起的摩擦影响系数，/>表示对刮板物理性质影响的累加，/>，/>表示带动刮板运动的齿轮直径，/>表示刮板与水平面的夹角，/>表示其他物理性质对速度的影响度。
8.根据权利要求4所述的一种MVR刮板结晶控制方法，其特征在于，所述步骤S4，具体包括：
对设备参数、状态进行采集，并利用优化深度学习网络模型对设备进行训练学习，得到设备状态分析集合，然后，构建匹配模型，与当前设备状态参数进行匹配对比，根据对应状态对比对设备进行控制，以保证结晶过程各设备正常运行。
9.根据权利要求8所述的一种MVR刮板结晶控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，还包括：
利用优化深度学习网络模型，得到设备状态分析集合及应对调整策略集合/>，然后，对设备当前状态参数进行采集，得到设备状态参数集合/>，针对集合/>中的每一个设备状态参数，与设备状态分析集合/>及应对调整控制策略集合/>进行对比匹配，以对所述设备进行有效调整控制；以第/>个设备为例，具体匹配过程如下：
第一匹配过程：
进行初步筛选，与/>中的所有元素进行对比，得到第一匹配集合，其中，/>表示第/>设备当前状态参数集合，/>表示第/>设备所有可能状态参数集合；
第二匹配过程：
利用匹配概率计算法来计算与第一匹配集合/>的最大匹配概率，即可筛选出第二匹配集合/>，具体公式计算如下：
第一步，计算当前状态参数发生概率，，其中，F表示第/>设备当前状态参数集合元素个数；
第二步，计算第一匹配集合各状态参数发生概率集合，以第一匹配集合的第h个元素为例：
，/>，
其中，表示第一匹配集合各状态参数发生概率集合，有H个元素，/>；
第三步，将与/>进行计算，在设定误差范围内将复合元素筛选出，构成第二匹配集合/>；
第三匹配过程：
通过相关性计算，挑选出当前状态参数集合与第二匹配集合相关性最大的元素，作为最终匹配对象，进一步提取调整控制策略，具体计算公式如下：
，
其中，Q表示第二匹配集合的元素个数；
根据所述调整控制策略对所述设备进行对应调整控制，实现对设备的控制。
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Denomination of invention: A MVR scraper crystallization control system Granted publication date: 20231212 Pledgee: Shandong Weihai Rural Commercial Bank Co.,Ltd. economic and Technological Development Zone sub branch Pledgor: Weihai runlan water treatment equipment Co.,Ltd. Registration number: Y2024980009407 |
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