CN117323684B - 基于温度波特性的精馏塔综合温控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于温度波特性的精馏塔综合温控方法及系统，涉及温控技术领域，包括：在精馏塔内部至少设置两个温度传感器，将多个温度传感器组成温度传感矩阵；在精馏塔内部设置至少一个温度特征点，获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组；拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度；构建精馏塔内部的空间温度分布图；基于精馏塔内部的空间温度分布图，对精馏塔内部进行温度补偿。本发明的优点在于：通过对精馏塔内部各处温度的精准拟合，实现对于温度补偿器的精准控制，进而实现对于精馏塔内部空间温度的精准调控，保证精馏塔馏出成本的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及温控技术领域，具体是涉及基于温度波特性的精馏塔综合温控方法及系统。
背景技术
精馏是利用混合物中各组分挥发度不同而将各组分加以分离的一种分离过程，常用的设备有板式精馏塔和填料精馏塔。精密精馏的原理及设备流程与普通精馏相同，只是待分离物系中的组分间的相对挥发度较小（<1.05~1.10)，因而采用高效精密填料以实现待分离组分的分离提纯，精馏过程，温度是保证精馏组分分离纯度的至关重要的技术参数，然而，现有技术中，对于精馏塔内部的空间温度控制缺乏对精馏塔内部各处温度的精准拟合，在进行精馏塔内部的温度补偿控制时，难以实现精准化控制，导致精馏塔内部温度补偿会耗费多余能量，增加成本。
发明内容
为解决上述技术问题，提供基于温度波特性的精馏塔综合温控方法及系统，本技术方案解决了上述的现有技术中，对于精馏塔内部的空间温度控制缺乏对精馏塔内部各处温度的精准拟合，在进行精馏塔内部的温度补偿控制时，难以实现精准化控制，导致精馏塔内部温度补偿会耗费多余能量，增加成本的问题。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于温度波特性的精馏塔综合温控方法，包括：
在精馏塔内部至少设置两个温度传感器，将多个温度传感器组成温度传感矩阵；
在精馏塔内部设置至少一个温度特征点，获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组；
基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度；
基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图；
基于精馏塔内部的空间温度分布图，判断精馏塔内部是否存在温度超过预设阈值范围的区域，若是，则启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿，并基于初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，调整温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，使精馏塔内部的温度均处于预设阈值范围的区域，若否，则不做响应。
优选的，所述获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组具体包括：
确定每一个连线经过温度特征点的两个温度传感器，作为温度特征点对应的一组温度传感器组；
获取温度传感矩阵中满足连线经过温度特征点的所有温度传感器组，得到温度特征点对应的若干个温度传感器组。
优选的，基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度具体包括：
基于温度特征点对应的每一个温度传感器组的测得的温度数据，确定每一个温度传感器组中的两个温度传感器中测得的温度最高的温度传感器为高温传感器，确定每一个温度传感器组中的两个温度传感器中测得的温度最低的温度传感器为低温传感器；
以高温传感器测得的温度为温度特征点对应的高温拟合值，以低温传感器测得的温度为温度特征点对应的低温拟合值；
基于温度拟合算法，确定每一个温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据；
基于所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，剔除其中的异常值，得到温度特征点的标准拟合温度数据；
基于温度特征点的标准拟合温度数据，求取平均值，作为温度特征点的温度。
优选的，所述温度拟合算法具体为：
分别确定温度特征点与高温传感器的距离和温度特征点与低温传感器的距离；
通过温度拟合公式，计算温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据；
其中，所述温度拟合公式为：
式中，为温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，/>为高温拟合值，/>为低温拟合值，/>为温度特征点与高温传感器的距离，/>为温度特征点与低温传感器的距离。
优选的，所述基于所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，剔除其中的异常值，得到温度特征点的标准拟合温度数据具体包括：
确定一温度异常检出水平，所述温度异常检出水平的取值范围为0.01-0.1；
基于确定的温度异常检出水平和温度传感器组总数，于格拉布斯表中检索确定异常检验临界值；
基于所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据和异常检验临界值，构建异常值判定不等式，判断温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据是否满足异常值判定不等式，若是，则温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据是异常值，若否，则温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据不是异常值；
其中，所述异常值判定不等式为：
式中，为温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据按照从小到大的排序数，/>为所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据的平均值，/>为按照从小到大的顺序排列在n之前的第i个温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，/>为异常检验临界值。
优选的，所述基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图具体包括：
构建空间直角坐标系，确定空间直角坐标系中每一个温度特征点的坐标；
基于每一个温度特征点的对应的温度，调用至少一个三元函数模型，采用最小二乘法进行拟合计算，获得至少一个初步拟合空间温度分布函数模型；
计算每一个初步拟合空间温度分布函数模型的残差平方和，筛选出残差平方和最小值对应的初步拟合空间温度分布函数模型，作为精馏塔内部的空间温度分布函数；
基于精馏塔内部的空间温度分布函数，确定精馏塔内部每一处的温度，并构建精馏塔内部的空间温度分布图。
优选的，所述启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿，并基于初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，调整温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，使精馏塔内部的温度均处于预设阈值范围的区域具体包括：
在精馏塔内部随机设置至少一个温度补偿特征点；
基于初次温度补偿前的精馏塔内部的空间温度分布图和初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，确定温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数；
基于所有温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，确定所有温度补偿特征点处的温度均处于预设阈值范围之间时，温度补偿器的运行功率区间，记为二次温度补偿功率；
取二次温度补偿功率的最小值，作为二次温度补偿的温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿；
其中，所述温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数为：
式中，为温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，/>为温度补偿器的运行功率，/>为初次温度补偿前的温度补偿特征点处的温度，/>为初次温度补偿后的温度补偿特征点处的温度，/>为标准温度补偿功率。
进一步的，提出一种基于温度波特性的精馏塔综合温控系统，用于实现如上述的基于温度波特性的精馏塔综合温控方法，包括：
温度传感模块，所述温度传感模块用于在精馏塔内部至少设置两个温度传感器，将多个温度传感器组成温度传感矩阵；
温度测量分析模块，所述温度测量分析模块与所述温度传感模块电性连接，所述温度测量分析模块用于在精馏塔内部设置若干个温度特征点，获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组、基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度和基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图；
温度控制模块，所述温度控制模块与所述温度测量分析模块电性连接，所述温度控制模块用于基于精馏塔内部的空间温度分布图，判断精馏塔内部是否存在温度超过预设阈值范围的区域，若是，则启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿，并基于初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，调整温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，使精馏塔内部的温度均处于预设阈值范围的区域，若否，则不做响应。
可选的，所述温度测量分析模块包括：
特征点确定单元，所述特征点确定单元用于在精馏塔内部设置至少一个温度特征点；
传感器组确定单元，所述传感器组确定单元用于获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组；
温度拟合单元，所述温度拟合单元用于基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度，并基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图。
可选的，所述温度控制模块包括：
初次温补单元，所述初次温补单元用于启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿；
温补特征点确定单元，所述温补特征点确定单元用于在精馏塔内部随机设置至少一个温度补偿特征点；
功率拟合单元，所述功率拟合单元用于基于初次温度补偿前的精馏塔内部的空间温度分布图和初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，确定温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，并基于所有温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，确定所有温度补偿特征点处的温度均处于预设阈值范围之间时，温度补偿器的运行功率区间，记为二次温度补偿功率；
二次温补单元，所述二次温补单元用于取二次温度补偿功率的最小值，作为二次温度补偿的温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提出一种基于温度波特性的精馏塔综合温控方案，通过在精馏塔内部设置若干个温度传感器，组成温度传感矩阵，并基于温度传感矩阵进行构建精馏塔内部空间每个温度特征点的若干组温度传感器组，基于若干组温度传感器组进行智能拟合精馏塔内部空间每个温度特征点温度，通过此方法，可有效的保证在构建精馏塔内部的空间温度分布图时，在不增加传感器成本的基础上，可实现对于精馏塔内部空间各个位置处的温度的精准把控，进而为实现精馏塔内部的精准稳定控制提供精准的温度测量数据支撑；
通过对精馏塔内设的温度补偿器的运行功率和精馏塔内部温度的拟合计算，可有效的保证在进行温度补偿时，对于温度补偿器的精准控制，进而实现对于精馏塔内部空间温度的精准调控，保证精馏塔馏出成本的纯度。
附图说明
图1为本发明提出的基于温度波特性的精馏塔综合温控方法流程图；
图2为本发明中的获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组的方法流程图；
图3为本发明中的拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度的方法流程图；
图4为本发明中的温度拟合算法的方法流程图；
图5为本发明中的得到温度特征点的标准拟合温度数据的方法流程图；
图6为本发明中的构建精馏塔内部的空间温度分布图的方法流程图；
图7为本发明中的进行初次温度补偿和二次温度补偿的方法流程图；
图8为本发明提出的基于温度波特性的精馏塔综合温控系统结构框图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
参照图1所示，一种基于温度波特性的精馏塔综合温控方法，包括：
在精馏塔内部至少设置两个温度传感器，将多个温度传感器组成温度传感矩阵；
在精馏塔内部设置至少一个温度特征点，获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组；
基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度；
基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图；
基于精馏塔内部的空间温度分布图，判断精馏塔内部是否存在温度超过预设阈值范围的区域，若是，则启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿，并基于初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，调整温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，使精馏塔内部的温度均处于预设阈值范围的区域，若否，则不做响应。
通过在精馏塔内部设置若干个温度传感器，组成温度传感矩阵，并基于温度传感矩阵进行构建精馏塔内部空间每个温度特征点的若干组温度传感器组，基于若干组温度传感器组进行智能拟合精馏塔内部空间每个温度特征点温度，同时通过对精馏塔内设的温度补偿器的运行功率和精馏塔内部温度的拟合计算，可有效的保证在进行温度补偿时，对于温度补偿器的精准控制，进而实现对于精馏塔内部空间温度的精准调控，保证精馏塔馏出成本的纯度。
参照图2所示，获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组具体包括：
确定每一个连线经过温度特征点的两个温度传感器，作为温度特征点对应的一组温度传感器组；
获取温度传感矩阵中满足连线经过温度特征点的所有温度传感器组，得到温度特征点对应的若干个温度传感器组。
参照图3所示，基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度具体包括：
基于温度特征点对应的每一个温度传感器组的测得的温度数据，确定每一个温度传感器组中的两个温度传感器中测得的温度最高的温度传感器为高温传感器，确定每一个温度传感器组中的两个温度传感器中测得的温度最低的温度传感器为低温传感器；
以高温传感器测得的温度为温度特征点对应的高温拟合值，以低温传感器测得的温度为温度特征点对应的低温拟合值；
基于温度拟合算法，确定每一个温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据；
基于所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，剔除其中的异常值，得到温度特征点的标准拟合温度数据；
基于温度特征点的标准拟合温度数据，求取平均值，作为温度特征点的温度。
参照图4所示，温度拟合算法具体为：
分别确定温度特征点与高温传感器的距离和温度特征点与低温传感器的距离；
通过温度拟合公式，计算温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据；
其中，温度拟合公式为：
式中，为温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，/>为高温拟合值，/>为低温拟合值，/>为温度特征点与高温传感器的距离，/>为温度特征点与低温传感器的距离。
可以理解的是，两点之间的温度分布可近似的看作为是线性变化，本方案中通过若干组与温度特征点处于同一直线的温度传感器组，进行线性拟合精馏塔内部的温度特征点的温度，进行求取平均值，降低每一个温度传感器组在进行线性拟合时的误差，得到温度特征点的温度，可有效的保证在构建精馏塔内部的空间温度分布图时，在不增加传感器成本的基础上，可实现对于精馏塔内部空间各个位置处的温度的精准把控，进而为实现精馏塔内部的精准稳定控制提供精准的温度测量数据支撑。
参照图5所示，基于所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，剔除其中的异常值，得到温度特征点的标准拟合温度数据具体包括：
确定一温度异常检出水平，温度异常检出水平的取值范围为0.01-0.1；
基于确定的温度异常检出水平和温度传感器组总数，于格拉布斯表中检索确定异常检验临界值；
基于所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据和异常检验临界值，构建异常值判定不等式，判断温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据是否满足异常值判定不等式，若是，则温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据是异常值，若否，则温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据不是异常值；
其中，异常值判定不等式为：
式中，为温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据按照从小到大的排序数，/>为所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据的平均值，/>为按照从小到大的顺序排列在n之前的第i个温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，/>为异常检验临界值。
可以理解的是，在温度测量过程中，会存在测量误差，因此，本方案中通过峰度观测构建异常值判定不等式，将温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据中的过大和过小异常值进行剔除，获得温度特征点的标准拟合温度数据，以温度特征点的标准拟合温度数据求取平均值作为温度特征点的温度，可有效的保证对于温度特征点的温度拟合计算的准确度。
参照图6所示，基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图具体包括：
构建空间直角坐标系，确定空间直角坐标系中每一个温度特征点的坐标；
基于每一个温度特征点的对应的温度，调用至少一个三元函数模型，采用最小二乘法进行拟合计算，获得至少一个初步拟合空间温度分布函数模型；
计算每一个初步拟合空间温度分布函数模型的残差平方和，筛选出残差平方和最小值对应的初步拟合空间温度分布函数模型，作为精馏塔内部的空间温度分布函数；
基于精馏塔内部的空间温度分布函数，确定精馏塔内部每一处的温度，并构建精馏塔内部的空间温度分布图。
参照图7所示，启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿，并基于初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，调整温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，使精馏塔内部的温度均处于预设阈值范围的区域具体包括：
在精馏塔内部随机设置至少一个温度补偿特征点，在一些实施例中，温度补偿特征点与温度特征点为相同位置；
基于初次温度补偿前的精馏塔内部的空间温度分布图和初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，确定温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数；
基于所有温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，确定所有温度补偿特征点处的温度均处于预设阈值范围之间时，温度补偿器的运行功率区间，记为二次温度补偿功率；
取二次温度补偿功率的最小值，作为二次温度补偿的温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿；
其中，温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数为：
式中，为温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，/>为温度补偿器的运行功率，/>为初次温度补偿前的温度补偿特征点处的温度，/>为初次温度补偿后的温度补偿特征点处的温度，/>为标准温度补偿功率。
通过对精馏塔内设的温度补偿器的运行功率和精馏塔内部温度的拟合计算，可有效的保证在进行温度补偿时，对于温度补偿器的精准控制，其中，可以理解的是，本方案中所采用线性拟合的方式进行温度补偿器的运行功率和精馏塔内部温度的拟合计算，在一些其他实施例中，任可采用其他拟合模型进行拟合温度补偿器的运行功率和精馏塔内部温度。
进一步的，参照图8所示，基于与上述基于温度波特性的精馏塔综合温控方法相同的发明构思，本方案提出一种基于温度波特性的精馏塔综合温控系统，包括：
温度传感模块，温度传感模块用于在精馏塔内部至少设置两个温度传感器，将多个温度传感器组成温度传感矩阵；
温度测量分析模块，温度测量分析模块与温度传感模块电性连接，温度测量分析模块用于在精馏塔内部设置若干个温度特征点，获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组、基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度和基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图；
温度控制模块，温度控制模块与温度测量分析模块电性连接，温度控制模块用于基于精馏塔内部的空间温度分布图，判断精馏塔内部是否存在温度超过预设阈值范围的区域，若是，则启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿，并基于初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，调整温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，使精馏塔内部的温度均处于预设阈值范围的区域，若否，则不做响应。
温度测量分析模块包括：
特征点确定单元，特征点确定单元用于在精馏塔内部设置至少一个温度特征点；
传感器组确定单元，传感器组确定单元用于获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组；
温度拟合单元，温度拟合单元用于基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度，并基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图。
温度控制模块包括：
初次温补单元，初次温补单元用于启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿；
温补特征点确定单元，温补特征点确定单元用于在精馏塔内部随机设置至少一个温度补偿特征点；
功率拟合单元，功率拟合单元用于基于初次温度补偿前的精馏塔内部的空间温度分布图和初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，确定温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，并基于所有温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，确定所有温度补偿特征点处的温度均处于预设阈值范围之间时，温度补偿器的运行功率区间，记为二次温度补偿功率；
二次温补单元，二次温补单元用于取二次温度补偿功率的最小值，作为二次温度补偿的温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿。
上述基于温度波特性的精馏塔综合温控系统的使用过程为：
步骤一：温度传感模块在精馏塔内部至少设置两个温度传感器，并将多个温度传感器组成温度传感矩阵；
步骤二：特征点确定单元在精馏塔内部设置至少一个温度特征点；
步骤三：传感器组确定单元确定每一个连线经过温度特征点的两个温度传感器，作为温度特征点对应的一组温度传感器组；遍历温度传感矩阵，获取温度传感矩阵中满足连线经过温度特征点的所有温度传感器组，得到温度特征点对应的若干个温度传感器组；
步骤四：温度拟合单元基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度，并基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图；
步骤五：温度控制模块基于精馏塔内部的空间温度分布图，判断精馏塔内部是否存在温度超过预设阈值范围的区域，若是则输出启动信号至初次温补单元，若否，则不做响应；
步骤六：初次温补单元启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿；
步骤七：温补特征点确定单元在精馏塔内部随机设置至少一个温度补偿特征点；
步骤八：功率拟合单元基于初次温度补偿前的精馏塔内部的空间温度分布图和初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，确定温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，并基于所有温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，确定所有温度补偿特征点处的温度均处于预设阈值范围之间时，温度补偿器的运行功率区间，记为二次温度补偿功率；
步骤九：二次温补单元取二次温度补偿功率的最小值，作为二次温度补偿的温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，并记录当前二次温度补偿的温度补偿功率和初次温度补偿前的精馏塔内部的空间温度分布图，后续进行温度补偿前，在后续的精馏生产过程中，当精馏塔内部的空间温度分布图出现类似情况时，直接调用当前二次温度补偿的温度补偿功率作为初次温度补偿的温度补偿功率，通过在加工过程中的不断学习，可有效的提高精馏塔温控过程的精准度，进而降低调控损耗。
综上所述，本发明的优点在于：通过对精馏塔内部各处温度的精准拟合，实现对于温度补偿器的精准控制，进而实现对于精馏塔内部空间温度的精准调控，保证精馏塔馏出成本的纯度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种基于温度波特性的精馏塔综合温控方法，其特征在于，包括：
在精馏塔内部至少设置两个温度传感器，将多个温度传感器组成温度传感矩阵；
在精馏塔内部设置至少一个温度特征点，获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组；
基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度；
基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图；
基于精馏塔内部的空间温度分布图，判断精馏塔内部是否存在温度超过预设阈值范围的区域，若是，则启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿，并基于初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，调整温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，使精馏塔内部的温度均处于预设阈值范围的区域，若否，则不做响应；
其中，所述获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组具体包括：
确定每一个连线经过温度特征点的两个温度传感器，作为温度特征点对应的一组温度传感器组；
获取温度传感矩阵中满足连线经过温度特征点的所有温度传感器组，得到温度特征点对应的若干个温度传感器组；
所述基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度具体包括：
基于温度特征点对应的每一个温度传感器组的测得的温度数据，确定每一个温度传感器组中的两个温度传感器中测得的温度最高的温度传感器为高温传感器，确定每一个温度传感器组中的两个温度传感器中测得的温度最低的温度传感器为低温传感器；
以高温传感器测得的温度为温度特征点对应的高温拟合值，以低温传感器测得的温度为温度特征点对应的低温拟合值；
基于温度拟合算法，确定每一个温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据；
基于所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，剔除其中的异常值，得到温度特征点的标准拟合温度数据；
基于温度特征点的标准拟合温度数据，求取平均值，作为温度特征点的温度；
所述温度拟合算法具体为：
分别确定温度特征点与高温传感器的距离和温度特征点与低温传感器的距离；
通过温度拟合公式，计算温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据；
其中，所述温度拟合公式为：
式中，为温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，/>为高温拟合值，/>为低温拟合值，/>为温度特征点与高温传感器的距离，/>为温度特征点与低温传感器的距离；
所述基于所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，剔除其中的异常值，得到温度特征点的标准拟合温度数据具体包括：
确定一温度异常检出水平，所述温度异常检出水平的取值范围为0.01-0.1；
基于确定的温度异常检出水平和温度传感器组总数，于格拉布斯表中检索确定异常检验临界值；
基于所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据和异常检验临界值，构建异常值判定不等式，判断温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据是否满足异常值判定不等式，若是，则温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据是异常值，若否，则温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据不是异常值；
其中，所述异常值判定不等式为：
式中，为温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据按照从小到大的排序数，/>为所有温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据的平均值，/>为按照从小到大的顺序排列在n之前的第i个温度传感器组拟合的温度特征点的温度数据，/>为异常检验临界值；
所述基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图具体包括：
构建空间直角坐标系，确定空间直角坐标系中每一个温度特征点的坐标；
基于每一个温度特征点的对应的温度，调用至少一个三元函数模型，采用最小二乘法进行拟合计算，获得至少一个初步拟合空间温度分布函数模型；
计算每一个初步拟合空间温度分布函数模型的残差平方和，筛选出残差平方和最小值对应的初步拟合空间温度分布函数模型，作为精馏塔内部的空间温度分布函数；
基于精馏塔内部的空间温度分布函数，确定精馏塔内部每一处的温度，并构建精馏塔内部的空间温度分布图；
所述启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿，并基于初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，调整温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，使精馏塔内部的温度均处于预设阈值范围的区域具体包括：
在精馏塔内部随机设置至少一个温度补偿特征点；
基于初次温度补偿前的精馏塔内部的空间温度分布图和初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，确定温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数；
基于所有温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，确定所有温度补偿特征点处的温度均处于预设阈值范围之间时，温度补偿器的运行功率区间，记为二次温度补偿功率；
取二次温度补偿功率的最小值，作为二次温度补偿的温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿；
其中，所述温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数为：
式中，为温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，/>为温度补偿器的运行功率，/>为初次温度补偿前的温度补偿特征点处的温度，/>为初次温度补偿后的温度补偿特征点处的温度，/>为标准温度补偿功率。
2.一种基于温度波特性的精馏塔综合温控系统，其特征在于，用于实现如权利要求1所述的基于温度波特性的精馏塔综合温控方法，包括：
温度传感模块，所述温度传感模块用于在精馏塔内部至少设置两个温度传感器，将多个温度传感器组成温度传感矩阵；
温度测量分析模块，所述温度测量分析模块与所述温度传感模块电性连接，所述温度测量分析模块用于在精馏塔内部设置若干个温度特征点，获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组、基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度和基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图；
温度控制模块，所述温度控制模块与所述温度测量分析模块电性连接，所述温度控制模块用于基于精馏塔内部的空间温度分布图，判断精馏塔内部是否存在温度超过预设阈值范围的区域，若是，则启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿，并基于初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，调整温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿，使精馏塔内部的温度均处于预设阈值范围的区域，若否，则不做响应。
3.根据权利要求2所述的一种基于温度波特性的精馏塔综合温控系统，其特征在于，所述温度测量分析模块包括：
特征点确定单元，所述特征点确定单元用于在精馏塔内部设置至少一个温度特征点；
传感器组确定单元，所述传感器组确定单元用于获得每一个温度特征点对应的若干个温度传感器组；
温度拟合单元，所述温度拟合单元用于基于每一个温度传感器组的测温数据，拟合计算精馏塔内部每个温度特征点的温度，并基于精馏塔内部每个温度特征点的温度，构建精馏塔内部的空间温度分布图。
4.根据权利要求3所述的一种基于温度波特性的精馏塔综合温控系统，其特征在于，所述温度控制模块包括：
初次温补单元，所述初次温补单元用于启动温度补偿器，以标准温度补偿功率对精馏塔内部进行初次温度补偿；
温补特征点确定单元，所述温补特征点确定单元用于在精馏塔内部随机设置至少一个温度补偿特征点；
功率拟合单元，所述功率拟合单元用于基于初次温度补偿前的精馏塔内部的空间温度分布图和初次温度补偿后的精馏塔内部的空间温度分布图，确定温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，并基于所有温度补偿特征点处的温度与温度补偿器的运行功率之间的拟合函数，确定所有温度补偿特征点处的温度均处于预设阈值范围之间时，温度补偿器的运行功率区间，记为二次温度补偿功率；
二次温补单元，所述二次温补单元用于取二次温度补偿功率的最小值，作为二次温度补偿的温度补偿器的温度补偿功率，对精馏塔内部进行二次温度补偿。
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