RU2750060C2 - Method and system for industrial process control using trained machine learning algorithm (mla) - Google Patents

Method and system for industrial process control using trained machine learning algorithm (mla) Download PDF

Info

Publication number
RU2750060C2
RU2750060C2 RU2017142558A RU2017142558A RU2750060C2 RU 2750060 C2 RU2750060 C2 RU 2750060C2 RU 2017142558 A RU2017142558 A RU 2017142558A RU 2017142558 A RU2017142558 A RU 2017142558A RU 2750060 C2 RU2750060 C2 RU 2750060C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substance
chemical composition
time
thermodynamic model
indication
Prior art date
Application number
RU2017142558A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017142558A3 (en
RU2017142558A (en
Inventor
Алексей Николаевич Шатерников
Эмели Драль
Виктор Михайлович Дектерев
Николай Юрьевич Лысенко
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Яндекс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Яндекс" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Яндекс"
Priority to RU2017142558A priority Critical patent/RU2750060C2/en
Publication of RU2017142558A3 publication Critical patent/RU2017142558A3/ru
Publication of RU2017142558A publication Critical patent/RU2017142558A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750060C2 publication Critical patent/RU2750060C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4183Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by data acquisition, e.g. workpiece identification
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41845Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by system universality, reconfigurability, modularity
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/25Integrating or interfacing systems involving database management systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

FIELD: industrial process control.SUBSTANCE: invention relates to means of controlling an industrial process based on a predictive model. A method for predicting the chemical composition of a substance used in the process of industrial processing is proposed, and the process of industrial processing is carried out at the processing plant. The method uses an electronic device designed to implement a physical model to create a predictable forecast of the total chemical composition on at least some intermediate output channels; a thermodynamic model to simulate processing within an industrial process, and a machine learning algorithm (MLA), that is designed to predict the future total chemical composition of a substance at any stage of the industrial process based on the current process parameter at any stage of the processing within an industrial process.EFFECT: expanding the arsenal of tools for processing parameters of an industrial process using machine learning.21 cl, 6 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

[1] Настоящая технология относится к системам и способам создания алгоритма машинного обучения (MLA) на основе прогностической модели для контроля над промышленным процессом. Конкретнее, настоящая технология относится к способу и системе для использования обученного MLA для прогнозирования химического состава вещества, используемого в процессе промышленной переработки.[1] The present technology relates to systems and methods for creating a machine learning algorithm (MLA) based on a predictive model to control an industrial process. More specifically, the present technology relates to a method and system for using a trained MLA to predict the chemical composition of a substance used in an industrial processing process.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

[2] Производные природного газа используются во многих областях. Примеры использования производных продуктов природного газа: в качестве топлива для промышленного процессов нагрева и сушки, в качестве топлива для работы общественных и промышленных станций, в качестве домашнего топлива для приготовления еды, тепла и нагрева воды, в качестве топлива для транспортных средства, в качестве сырья для химического синтеза, крупномасштабного производства топлива с помощью процесса газожидкостной конверсии (GTL) и т.д.[2] Natural gas derivatives are used in many areas. Examples of the use of natural gas derivatives: as a fuel for industrial heating and drying processes, as a fuel for the operation of public and industrial stations, as a domestic fuel for cooking, heat and water heating, as a fuel for vehicles, as a raw material for chemical synthesis, large-scale production of fuels using a gas-liquid conversion (GTL) process, etc.

[3] Для получения производных продуктов природного газа, он подвергается переработке, которая представляет собой сложный промышленный процесс, предназначенный для очистки сырого природного газа путем отделения примесей (и некоторых неметановых углеводородов и жидкостей) для производства, например, сухого природного газа, соответствующего требованиям транспортирования по трубопроводу. Типичные заводы по переработке природного газа (также иногда называемые газоперерабатывающими заводами) очищают сырой природный газ путем извлечения общих загрязняющих элементов, таких как вода, углекислый газ (СО2) и сероводород (H2S). Некоторые из веществ, которые загрязняют природный газ и которые удаляются во время переработки природного газа, могут использоваться сами по себе или как сырье для другого процесса.[3] To obtain derivative natural gas products, it is processed, which is a complex industrial process designed to purify raw natural gas by separating impurities (and some non-methane hydrocarbons and liquids) to produce, for example, dry natural gas that meets transportation requirements. through the pipeline. Typical natural gas processing plants (also sometimes called gas processing plants) purify raw natural gas by recovering common pollutants such as water, carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S). Some of the substances that pollute natural gas and that are removed during natural gas processing can be used on their own or as feedstock for another process.

[4] Одним из примеров процесса переработки природного газа является фракционирование газа. Процесс фракционирования газа осуществляется на заводе по фракционированию газа, который также иногда называется газоперерабатывающим предприятием. Газоперерабатывающее предприятие использует в качестве входного потока сырой природный газ и производит в качестве продукта переработанный природный газ заранее определенного состава и/или качества (например, сухой природный газ качества, соответствующего требованиям транспортирования по трубопроводу).[4] One example of a natural gas processing process is gas fractionation. The gas fractionation process is carried out in a gas fractionation plant, which is also sometimes called a gas processing plant. The gas processing plant uses raw natural gas as an input stream and produces processed natural gas as a product of a predetermined composition and / or quality (eg dry natural gas of a pipeline quality).

[5] Обычное газоперерабатывающее предприятие содержит множество ректификационных колонн ("рабочих камер"). В широком смысле, процесс промышленной переработки основан на той физической предпосылке, что различным фракциям газа соответствуют различные точки кипения. Таким образом, в конкретной колонне из ряда колонн газ нагревается до заранее определенной для данной колонны температуры, и вещество, подаваемое в данную колонну, разделяется по мере того как оно нагревается до заранее определенной температуры (легкие фракции поднимаются, тяжелые фракции опускаются). Эти разделенные фракции по отдельности отводятся из данной колонны каждый в свою ректификационную колонну "следующего этапа" (или в выходной канал конечного продукта).[5] A typical gas processing plant contains many distillation columns ("working chambers"). In a broad sense, industrial processing is based on the physical premise that different boiling points correspond to different fractions of a gas. Thus, in a particular column from a series of columns, the gas is heated to a temperature predetermined for a given column, and the material fed to this column is separated as it heats up to a predetermined temperature (light fractions rise, heavy fractions descend). These separated fractions are individually withdrawn from this column each to its own "next stage" distillation column (or to the final product outlet).

[6] Процесс повторяется через ряд колонн до того этапа, на котором выходной поток из колонны является желаемым продуктом (желаемый продукт обладает заранее определенным химическим составом), например, сухой природный газ качества, соответствующего требованиям транспортирования по трубопроводу.[6] The process is repeated through a series of columns until the outlet from the column is the desired product (the desired product has a predetermined chemical composition), for example, dry natural gas of a quality that meets pipeline transportation requirements.

[7] Обычное газоперерабатывающее предприятие обладает множеством датчиков, которые определяют различные параметры, В широком смысле, параметры могут быть категоризованы на "параметры процесса" (т.е. связанные с самим процессом промышленной переработки, например, температура и/или давление) и "параметры вещества" (которые представляют собой параметры вещества, которое проходит данную стадию процесса промышленной переработки в конкретной ректификационной колонне). В одном варианте, параметры вещества могут представлять собой химический состав некоторых или всех газовых фракций вещества, которое проходит процесс промышленной переработки.[7] A typical gas processing plant has a variety of sensors that detect various parameters. In a broad sense, parameters can be categorized into "process parameters" (i.e. related to the industrial processing itself, such as temperature and / or pressure) and " substance parameters "(which represent the parameters of a substance that goes through a given stage of the industrial processing process in a particular distillation column). In one embodiment, the parameters of the substance can represent the chemical composition of some or all of the gas fractions of the substance that is undergoing industrial processing.

[8] Известны различные способы определения некоторых из этих параметров. Например, датчики могут располагаться внутри ректификационных колонн для определения давления и/или температуры, связанных с процессом промышленной переработки, который происходит в некоторых или всех ректификационных колоннах газоперерабатывающего предприятия. Химический состав может быть определен, например, с помощью хроматографа. Процесс определения химического состава обычно выполняется "оффлайн" в том смысле, что для определения химического состава вещества, которое проходит процесс промышленной переработки, могут быть необходимы лабораторные тесты. Таким образом, можно сказать, что параметры вещества определяются "ретроспективно" для определенного момента времени в прошлом.[8] Various methods are known for determining some of these parameters. For example, sensors can be located within the distillation columns to determine the pressure and / or temperature associated with an industrial processing process that occurs in some or all of the distillation columns of a gas processing plant. The chemical composition can be determined, for example, using a chromatograph. The chemical composition process is usually done "offline" in the sense that laboratory tests may be necessary to determine the chemical composition of a substance undergoing industrial processing. Thus, we can say that the parameters of a substance are determined "retrospectively" for a certain point in time in the past.

[9] Хорошо известна проблема того, что некоторые из датчиков или процессов, определяющих параметры процесса или параметры вещества могут быть дорогими, непрактичными и/или могут предоставлять данные не в режиме реального времени (что может быть "слишком поздно" для конкретных задач контроля за процессом). "Виртуальный датчик" - это область технологии, которая прогнозирует конкретные параметры конкретных процессов без необходимости использования физических датчиков. Обычно, виртуальные датчики основываются на статистических моделях, моделях алгоритма машинного обучения (MLA) и т.д.[9] It is a well-known problem that some of the sensors or processes that determine process parameters or material parameters may be expensive, impractical and / or may not provide real-time data (which may be "too late" for specific monitoring tasks. process). A "virtual sensor" is a field of technology that predicts specific parameters for specific processes without the need for physical sensors. Typically, virtual gauges are based on statistical models, machine learning algorithm (MLA) models, etc.

[10] Пример виртуального датчика представлен в патентной заявке US 7,142,975, выданной автору Ванг и др. 28 ноября 2006 года. Ванг и др. описывают виртуальный датчик давления в цилиндре для использования в двигателе внутреннего сгорания. Датчик обладает одним или несколькими независимыми модулями, каждый из которых используется для оценки различных переменных давления в цилиндре. Каждый модуль обучается с помощью данных измерения от физического датчика давления в цилиндре и настоящего двигателя. После обучения, модули могут быть внедрены в блок управления двигателем того же типа, и используются для оценки и прогнозирования значений, для которых они были обучены.[10] An example of a virtual sensor is presented in patent application US 7,142,975, issued to Wang et al. On November 28, 2006. Wang et al. Describe a virtual in-cylinder pressure sensor for use in an internal combustion engine. The transmitter has one or more independent modules, each of which is used to evaluate different cylinder pressure variables. Each module is trained using measurement data from a physical cylinder pressure sensor and a real engine. Once trained, the modules can be inserted into the ECU of the same type and used to evaluate and predict the values for which they were trained.

РАСКРЫТИЕ ТЕХНОЛОГИИDISCOVERY TECHNOLOGY

[11] Варианты осуществления настоящей технологии были разработаны с учетом понимания разработчиками по меньшей мере одной технической проблемы, связанной с существующими подходами к контролю за рабочими параметрами процессов промышленной переработки, например, фракционирования газа. Некоторые варианты осуществления настоящей технологии были разработаны с учетом понимания разработчиками по меньшей мере одной проблемы, связанной с существующими в области техники "виртуальными датчиками" для использования при определении конкретных параметров процесса. Варианты осуществления настоящей технологии нацелены на предоставление обученного MLА, который действует как виртуальный датчик для контроля над процессом промышленной переработки. Некоторые из вариантов осуществления настоящей технологии нацелены на предоставление MLA, который действует как виртуальный датчик для прогноза по меньшей мере одного материального параметра, например, химического состава вещества, которое проходит процесс промышленной переработки. При создании изобретения решалась проблема расширения арсенала технических средств определенного назначения, а именно, технических средств, известных как виртуальные датчики. Технический результат состоит в реализации этого назначения.[11] Embodiments of the present technology have been developed taking into account the developers' understanding of at least one technical problem associated with existing approaches to controlling the operating parameters of industrial processing processes, for example, gas fractionation. Certain embodiments of the present technology have been developed in response to the developers' understanding of at least one problem associated with "virtual sensors" in the art for use in determining specific process parameters. Embodiments of the present technology aim to provide a trained MLA that acts as a virtual sensor to monitor industrial processing. Some of the embodiments of the present technology aim to provide an MLA that acts as a virtual sensor to predict at least one material parameter, for example, the chemical composition of a substance that is being industrially processed. When creating the invention, the problem of expanding the arsenal of technical means for a specific purpose was solved, namely, technical means known as virtual sensors. The technical result consists in the implementation of this purpose.

[12] Без установления каких-либо ограничений конкретной теорией, разработчики настоящей технологии разработали варианты ее осуществления на основе следующим предпосылок. Химический состав фракции газа, который входит в данную ректификационную колонну, может меняться во времени (т.е. от порции к порции). Из-за этой вариативности есть необходимость в уточнении настроек для параметров процесса промышленной переработки, например, температуры и/или давления соответствующей ректификационной колонны (для того, чтобы входящее в ректификационную колонну вещество было оптимально переработано).[12] Without setting any limits to a specific theory, the developers of this technology have developed options for its implementation based on the following premises. The chemical composition of the gas fraction that enters a given distillation column can vary over time (i.e., from batch to batch). Because of this variability, there is a need to refine the settings for the parameters of the industrial processing process, for example, the temperature and / or pressure of the corresponding distillation column (so that the substance entering the distillation column is optimally processed).

[13] Одна из сложностей при уточнении параметров переработки заключается в том, что для изменения требуется время. Например, повышение температуры контрольной тарелки данной ректификационной колонны на пару градусов (например) не может произойти мгновенно, и достижение новой целевой температуры занимает время (между тем когда оператор вводит соответствующую команду, и тем, когда температура фактически достигает нового целевого значения).[13] One of the difficulties in refining processing parameters is that it takes time to change. For example, an increase in the temperature of a control plate of a given distillation column by a couple of degrees (for example) cannot occur instantaneously, and it takes time to reach a new target temperature (between when the operator enters the appropriate command and when the temperature actually reaches the new target value).

[14] Что, в свою очередь, налагает на оператора обязанность знать заранее, что существует необходимость поменять параметр переработки таким образом, чтобы изменение фактически произошло до или одновременно с тем, когда перерабатываемому составу газовой фракции требуется изменение параметра переработки. Это необходимо для проведения наиболее оптимального (или максимально близкого к оптимальному) процесса промышленной переработки.[14] This, in turn, imposes on the operator the obligation to know in advance that there is a need to change the processing parameter in such a way that the change actually occurs before or simultaneously with when the processed gas composition requires a change in the processing parameter. This is necessary to carry out the most optimal (or as close to optimal) process of industrial processing.

[15] Дополнительно, быстрые изменения в параметрах переработки данной ректификационной колонны могут сделать среду ректификационной колонны нестабильной, что, в свою очередь, может привести к нестабильной выработке продукта. При определенных условиях, подобное быстрое изменения в параметрах переработки может привести к остановке работы ректификационной колонны, например, к известному в данной области техники "захлебыванию ректификационной колонны" - т.е. ситуации, при которой фракция жидкости "застревает" из-за быстрого увеличения потока пара. Таким образом, варианты осуществления настоящей технологии нацелены на предоставление контроля газоперерабатывающему предприятию, который позволяет постепенно и своевременно настраивать параметры процесса, основываясь на "будущих нуждах", которые определяются на основе прогнозируемого химического состава вещества, предназначенного для прохождения процесса промышленной обработки. С этой целью, варианты осуществления настоящей технологии нацелены на оптимизацию параметров процесса промышленной переработки путем прогнозирования состава газа на любом заданном этапе процесса промышленной переработки в любой заданный будущий момент времени, что позволяет постепенно и своевременно настраивать параметры процесса.[15] Additionally, rapid changes in the processing parameters of a given distillation column can make the distillation column environment unstable, which in turn can lead to unstable product production. Under certain conditions, such a rapid change in the processing parameters can lead to the shutdown of the distillation column, for example, to the known in the art "flooding of the distillation column" - i. a situation in which a liquid fraction is "stuck" due to a rapid increase in vapor flow. Thus, embodiments of the present technology aim to provide control to the gas processing plant that allows for gradual and timely adjustment of process parameters based on “future needs” that are determined based on the predicted chemical composition of the material to be processed through the industrial process. To this end, embodiments of the present technology are aimed at optimizing the parameters of the industrial processing process by predicting the gas composition at any given stage of the industrial processing process at any given future point in time, which allows for gradual and timely adjustment of the process parameters.

[16] Для того чтобы достигнуть вышеуказанных результатов, варианты осуществления настоящей технологии предусматривают исполняемый на компьютере способ, который выполняет или имеет доступ к: (i) физической модели; (ii) термодинамической модели и (ii) алгоритму машинного обучения (MLA). В соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, MLA действует как "виртуальный датчик" и выполнен с возможностью прогнозировать химический состав вещества на любом заданном этапе процесса промышленной переработки без использования физического датчика для определения химического состава вещества внутри данной ректификационной колонны. Таким образом, MLА может быть использован для контроля за процессом промышленной переработки, например, путем создания предлагаемых параметров процесса для различных ректификационных колонн на основе прогнозируемого химического состава вещества на соответствующем этапе процесса промышленной переработки.[16] In order to achieve the above results, embodiments of the present technology provide a computer executable method that performs or has access to: (i) a physical model; (ii) a thermodynamic model; and (ii) a machine learning algorithm (MLA). In accordance with non-limiting embodiments of the present technology, the MLA acts as a "virtual sensor" and is configured to predict the chemical composition of a substance at any given stage of the industrial processing process without using a physical sensor to determine the chemical composition of the substance within a given distillation column. Thus, MLA can be used to control the industrial processing process, for example, by creating the proposed process parameters for various distillation columns based on the predicted chemical composition of a substance at the appropriate stage of the industrial processing process.

[17] Естественно, варианты осуществления настоящей технологии могут быть использованы дополнительно или совместно с физическими датчиками внутри некоторых ректификационных колонн. Например, MLA может использоваться для "проверки" и/или калибровки показаний физических датчиков. Следовательно, варианты осуществления настоящей технологии не направлены на полный отказ от использования физических датчиков (хотя это и возможно).[17] Naturally, embodiments of the present technology can be used in addition to or in conjunction with physical sensors within some distillation columns. For example, MLA can be used to "validate" and / or calibrate physical sensor readings. Therefore, embodiments of the present technology are not intended to completely eliminate the use of physical sensors (although this is possible).

[18] MLА выполнен с возможностью создавать подобные прогнозы на основе текущих параметров процесса в данной ректификационной колонне, причем параметры процесса определяются в режиме реального времени (или почти реального времени) с помощью одного или нескольких датчиков процесса, расположенных внутри некоторых или всех ректификационных колонн.[18] MLA is configured to generate such predictions based on current process parameters in a given distillation column, the process parameters being determined in real time (or near real time) using one or more process sensors located within some or all of the distillation columns.

[19] Параметры процесса, например, могут представлять собой следующее: температуру и/или давление в данной ректификационной колонне и т.д. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящей технологии, MLA, действуя как "виртуальный датчик", может определять химический состав для достаточно коротких временных интервалов, например, каждую минуту и т.п. В любом случае, временной интервал, за который MLA может прогнозировать полный химический состав, сравнительно короче, чем, например, временные интервалы, за которые химический состав может быть проанализирован и определен на хроматографе.[19] The process parameters, for example, can be the following: temperature and / or pressure in a given distillation column, and so on. In some non-limiting embodiments of the present technology, the MLA, acting as a "virtual sensor", can determine the chemical composition for sufficiently short time intervals, for example, every minute, and the like. In any case, the time interval over which the MLA can predict the overall chemical composition is comparatively shorter than, for example, the time intervals over which the chemical composition can be analyzed and determined on a chromatograph.

[20] Для обучения MLA, ему необходимо "скормить" обучающий набор данных. В соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, обучающий набор данных создается, по меньшей мере частично, на основе результатов физической модели и термодинамической модели. Конкретнее, в соответствии с по меньшей мере некоторыми вариантами осуществления настоящей технологии, результат физической модели используется, по меньшей мере частично, для создания термодинамической модели. В свою очередь, результат термодинамической модели используется, по меньшей мере частично, для создания обучающего набора данных для обучения MLA.[20] To train the MLA, it needs to "feed" the training dataset. In accordance with non-limiting embodiments of the present technology, the training dataset is generated at least in part based on the results of the physical model and the thermodynamic model. More specifically, in accordance with at least some embodiments of the present technology, the result of the physical model is used, at least in part, to create a thermodynamic model. In turn, the result of the thermodynamic model is used, at least in part, to create a training dataset for MLA training.

[21] Известные параметры процесса и вещества [21] Known process parameters and substances

[22] Электронное устройство, которое выступает в качестве контролирующего элемента за газоперерабатывающим предприятием, получает указание на один или несколько параметров процесса промышленной переработки и/или указания на частичный состава вещества (газа), который перерабатывается в ректификационной колонне газоперерабатывающего предприятия.[22] An electronic device that acts as a control element for a gas processing plant receives an indication of one or more parameters of the industrial processing process and / or an indication of the partial composition of the substance (gas) that is processed in the distillation column of the gas processing plant.

[23] В широком смысле, электронное устройство получает параметры процесса от одного или нескольких датчиков параметров процесса, расположенных внутри одной или нескольких ректификационных колонн. В качестве примера, параметры процесса (и соответствующие датчики параметров процесса) могут представлять собой, без установления ограничений: показания температуры, полученные от термостатов, расположенных в некоторых или всех ректификационных колоннах (или на каком-либо другом этапе технологического процесса промышленной переработки); показания давления от манометров, расположенных в некоторых или всех ректификационных колоннах (или на каком-либо другом этапе технологического процесса промышленной переработки), и т.д. В общем случае, эти датчики параметров процесса выполнены с возможностью предоставлять показания электронному устройству в режиме реального времени (или почти реального времени) с помощью проводного или беспроводного соединения (или, альтернативно, показатели могут считываться с одного или нескольких датчиков и вручную вводиться оператором электронного устройства).[23] Broadly speaking, an electronic device receives process parameters from one or more process variable sensors located within one or more distillation columns. By way of example, process parameters (and associated process parameter sensors) may be, without limitation: temperature readings obtained from thermostats located in some or all of the distillation columns (or at some other stage of the industrial processing process); pressure readings from pressure gauges located in some or all of the distillation columns (or at some other stage in the industrial processing process), etc. In general, these process sensors are configured to provide real-time (or near real-time) readings to an electronic device using a wired or wireless connection (or, alternatively, the readings can be read from one or more sensors and manually entered by the operator of the electronic device. ).

[24] Электронное устройство также получает частичный химический состав вещества (т.е. фракции газа) по мере того как он проходит через ректификационные колонны. Например, указание на частичный химический состав может быть получено с хроматографа, который анализирует образцы фракций газа, взятые с одной или нескольких точек потока вещества через ряд ректификационных колонн. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, хроматографы расположены на одном или нескольких выходных каналах одной или нескольких из ряда ректификационных колонн.[24] The electronic device also receives a partial chemical composition (ie, gas fractions) as it passes through the distillation columns. For example, an indication of the partial chemical composition can be obtained from a chromatograph that analyzes samples of gas fractions taken from one or more points of the material flow through a series of distillation columns. In some embodiments of the present technology, chromatographs are located on one or more outlet channels of one or more of a number of rectification columns.

[25] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, хроматографы не анализируют весь химический состав газовых фракций, а только частичный химический состав газовых фракций. Конкретные компоненты газовых фракций, измеряемые как часть частичного химического состава вещества, определяются заранее оператором газоперерабатывающего предприятия и/или электронным устройством. Следует отметить, что в некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, анализ частичного состава выполняется "оффлайн" по отношению ко времени, когда был получен образец газовой фракции для частичного химического анализа.[25] In some embodiments of the present technology, chromatographs do not analyze the entire chemical composition of the gas fractions, but only a partial chemical composition of the gas fractions. The specific components of the gas fractions, measured as part of the partial chemical composition of the substance, are determined in advance by the operator of the gas processing plant and / or the electronic device. It should be noted that in some embodiments of the present technology, the analysis of the partial composition is performed "offline" in relation to the time when the sample of the gas fraction was obtained for the partial chemical analysis.

[26] В конкретном примере, подмножество химических компонентов газовых фракций, которые существенно влияют на качество и/или состав конечного продукта, выбираются как часть анализа частичного химического состава, выполняемого на хроматографе.[26] In a specific example, a subset of the chemical components of the gas fractions that significantly affect the quality and / or composition of the final product are selected as part of the partial chemical analysis performed on the chromatograph.

[27] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, хроматограф измеряет частичный химический состав образцов газовых фракций, которые получают через заранее определенные временные интервалы. Заранее определенные временные интервалы могут составлять каждые 5 минут, каждые 60 минут и так далее. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, считывание частичного химического состава может быть отложено (т.е. не в режиме реального времени). Это особенно свойственно, когда частичный химический состав получают в удаленной тестовой лаборатории (т.е. хроматограф находится на удаленной точке).[27] In some embodiments of the present technology, the chromatograph measures the partial chemical composition of gas fraction samples that are obtained at predetermined time intervals. The predefined time slots can be every 5 minutes, every 60 minutes, and so on. In some embodiments of the present technology, the partial chemistry reading may be delayed (i.e., not in real time). This is especially the case when the partial chemistry is obtained at a remote test laboratory (i.e. the chromatograph is at a remote location).

[28] Электронное устройство также получает указание на время задержки между временем, когда конкретная порция входящего сырого материала поступает в газоперерабатывающее предприятие, и когда соответствующая порция конечного продукта выходит из газоперерабатывающего предприятия. Другими словами, временная задержка представляет собой время, которое требуется сырому материалу для "прохождения" через газоперерабатывающее предприятие для переработки и достижения стадии конечного продукта.[28] The electronic device also receives an indication of the lag time between the time when a specific portion of the incoming raw material enters the gas processing plant, and when the corresponding portion of the final product leaves the gas processing plant. In other words, the time lag is the time it takes for the raw material to "pass" through the gas processing plant to process and reach the final product stage.

[29] Физическая модель [29] Physical model

[30] Физическая модель, при выполнении электронным устройством, позволяет создавать, на основе по меньшей мере указания на время задержки и частичного химического состава вещества, прогнозируемое указание на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах.[30] The physical model, when executed by an electronic device, makes it possible to create, based on at least an indication of the lag time and a partial chemical composition of the substance, a predicted indication of the total chemical composition of the substance in at least some intermediate input channels.

[31] Конкретнее, на основе времени задержки и полученного показателя частичного химического состава, физическая модель "восстанавливает" полный химический состав вещества по мере того как оно "проходит" через газоперерабатывающее предприятие. В качестве конкретного примера (но не ограничения), полученный частичный состав может представлять собой частичный химический состав вещества по мере того как он выходит из каждой (или некоторых) из ректификационных колонн, а восстановленный полный химический состав может представлять собой химический состав вещества по мере того, как оно входит в соответствующую каждую (или некоторые) ректификационную колонну.[31] More specifically, based on the lag time and the resulting partial chemistry index, the physics model "recovers" the complete chemistry of the substance as it "passes" through the gas processing plant. As a specific example (but not limitation), the resulting partial composition can be the partial chemical composition of the material as it leaves each (or some) of the distillation columns, and the recovered total chemical composition can be the chemical composition of the material as as it enters each (or some) respective distillation columns.

[32] Термодинамическая модель [32] Thermodynamic model

[33] Термодинамическая модель, при исполнении электронным устройством, выполнена с возможностью моделировать процесс переработки, исполняемый газоперерабатывающим предприятием. Конкретнее, термодинамическая модель позволяет создавать некоторые из необнаруженных параметров процесса промышленной переработки на основе конкретных обнаруженных или иным образом ставших известными параметров процесса промышленной переработки и/или вещества, которое является субъектом процесса промышленной переработки.[33] The thermodynamic model, when executed by an electronic device, is configured to simulate a processing process performed by a gas processing plant. More specifically, the thermodynamic model allows some of the undetected parameters of the industrial processing process to be generated based on specific discovered or otherwise known parameters of the industrial processing process and / or the substance that is the subject of the industrial processing process.

[34] В широком смысле, термодинамическая модель может обладать некоторыми из следующих свойств.[34] Broadly speaking, a thermodynamic model can have some of the following properties.

[35] Термодинамическая модель предоставляет модель, которая определяет (или описывает) все ректификационные колонны предприятия и химический состав материала по мере того как он перемещается через ректификационные колонны.[35] The thermodynamic model provides a model that defines (or describes) all of the distillation columns in a plant and the chemical composition of the material as it moves through the distillation columns.

[36] Термодинамическая модель учитывает взаимозависимость между процессами в различных ректификационных колоннах предприятия в соответствии с "последовательной" природой процесса на предприятии (где выходной канал одной ректификационной колонны является входным поток непосредственно для следующей ректификационной колонны).[36] The thermodynamic model takes into account the interdependencies between the processes in the various distillation columns of the plant in accordance with the "sequential" nature of the process in the plant (where the outlet of one distillation column is the input stream directly to the next distillation column).

[37] Термодинамическая модель создается на основе исторических данных (фактических измеренных параметров процесса, фактического измеренного частичного химического состава вещества), а также данных, созданных физической моделью (т.е. симулированные данные). После создания и проверки термодинамической модели (как будет описано далее), термодинамическая модель позволяет создавать любую недостающую информацию о процессе промышленной переработки и/или веществе, которое проходит процесс промышленной переработки. Дополнительно или альтернативно, термодинамическая модель позволяет идентифицировать те датчики параметров процесса, которые вышли из строя и выдают неправильные показатели.[37] The thermodynamic model is generated from historical data (actual measured process parameters, actual measured partial chemical composition of a substance) as well as data generated by the physical model (ie simulated data). After creating and validating a thermodynamic model (as described below), the thermodynamic model allows you to create any missing information about the industrial processing process and / or the substance that is undergoing industrial processing. Additionally or alternatively, the thermodynamic model allows the identification of those process variable sensors that are out of order and give incorrect readings.

[38] Алгоритм машинного обучения (виртуальный датчик) [38] Machine learning algorithm (virtual sensor)

[39] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, MLА (после обучения) может прогнозировать химический состав вещества только на тех этапах, где получен частичный химический состав (с помощью хроматографов или тому подобного). В других вариантах осуществления настоящей технологии, MLA (после обучения) может прогнозировать химический состав вещества на любом этапе пути, который проходит вещество в газоперерабатывающем предприятии.[39] In some embodiments of the present technology, MLA (after training) can predict the chemical composition of a substance only at those stages where a partial chemical composition is obtained (using chromatographs or the like). In other embodiments of the present technology, the MLA (after training) can predict the chemical composition of a substance at any stage in the path that a substance takes in a gas processing plant.

[40] В самом широком смысле, MLA выполнен с возможностью прогнозировать химический состав вещества на любом заданном этапе процесса промышленной переработки для заданного момента во времени в будущем. В конкретном варианте осуществления технологии, горизонт предсказания будущего зависит от частоты показаний параметров процесса и/или частоты показаний частичного химического состава, который использовался для обучения MLА.[40] In its broadest sense, the MLA is configured to predict the chemical composition of a substance at any given stage in an industrial processing process for a given point in time in the future. In a particular embodiment of the technology, the horizon for predicting the future depends on the frequency of readings of the process parameters and / or the frequency of readings of the partial chemical composition that was used to train the MLA.

[41] Модели проверки и корректировки [41] Models of verification and adjustment

[42] Варианты осуществления настоящей технологии используют одну или несколько 5 моделей проверки и/или одну или несколько моделей корректировки.[42] Embodiments of the present technology use one or more 5 validation models and / or one or more correction models.

[43] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии осуществляется модель корректировки для термодинамической модели. В конкретном варианте осуществления, модель корректировки для термодинамической модели представляет собой линейную модель корректировки. Линейная модель корректировки может быть основана на заранее определенных значений различных коэффициентов обработки.[43] In some embodiments of the present technology, an adjustment model for the thermodynamic model is implemented. In a particular embodiment, the adjustment model for the thermodynamic model is a linear adjustment model. The linear adjustment model can be based on predetermined values of various processing factors.

[44] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, используется метрика проверки MLA. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, используется метрика средней абсолютной ошибки (МАРЕ), следующим образом:[44] In some embodiments of the present technology, the MLA validation metric is used. In some embodiments of the present technology, the mean absolute error (MAPE) metric is used as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

[45] где:[45] where:

[46] с - анализируемое вещество;[46] c - analyte;

[47] n - число измерений;[47] n is the number of measurements;

[48] i - номер данного измерения;[48] i is the number of this dimension;

[49] t - момент времени, когда выполняется прогноз;[49] t is the point in time when the forecast is performed;

[50] h - временной интервал прогноза;[50] h - forecast time interval;

[51] А(с, t + h)i, фактическое измерение за время t + h;[51] A (s, t + h) i , actual measurement at time t + h;

[52] F(c, t)i прогнозируемое значение для измерения, созданное с помощью термодинамической модели для времени t.[52] F (c, t) i is the predicted value for measurement generated by the thermodynamic model for time t.

[53] В широком смысле, метрика МАРЕ указывает на среднюю ошибку прогнозирования, выраженную в процентах. Сначала метрика МАРЕ вычисляет дисперсию между каждым прогнозируемым значением и соответствующим фактическим показанием; метрика МАРЕ далее выражает дисперсию в процентах в отношении фактического показания и, наконец, значения в процентах усредняются для получения окончательной метрики МАРЕ.[53] Broadly, the MAPE metric refers to the mean prediction error expressed as a percentage. First, the MAPE metric calculates the variance between each predicted value and the corresponding actual reading; the MAPE metric further expresses the percent variance of the actual reading and finally the percentages are averaged to arrive at the final MAPE metric.

[54] На основе метрики МАРЕ может быть получен вектор оценки качества. В соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, данный вектор оценки качества связан с ошибками прогнозирования MLA для данного анализируемого компонента. Конкретнее, данный вектор оценки качества может быть выражен следующим образом:[54] Based on the MAPE metric, a quality assessment vector can be obtained. In accordance with non-limiting embodiments of the present technology, a given quality score vector is associated with MLA prediction errors for a given analyte. More specifically, this vector of quality assessment can be expressed as follows:

Figure 00000002
Figure 00000002

[55] В которой:[55] In which:

[56] ВА - оцениваемый MLА;[56] VA is the estimated MLA;

[57] ci - компонент вещества;[57] ci - substance component;

[58] MAPE(ci) - ошибка прогноза для компонента ci.[58] MAPE (ci) - forecast error for component ci.

[59] Таким образом, первым предметом настоящей технологии является способ прогнозирования химического состава вещества, используемого в процессе промышленной переработки, причем процесс промышленной переработки осуществляется в перерабатывающем предприятии, которое обладает основным входным каналом сырья и основным выходным каналом конечного переработанного вещества, которые соединены друг с другом с помощью ряда рабочих камер, причем каждая рабочая камера обладает промежуточным входным каналом и промежуточным выходным каналом, причем промежуточный выходной канал ряда камер подает входной поток для данного промежуточного входного канала. Способ осуществляется электронным устройством, коммуникативно соединенным с перерабатывающим предприятием. Способ включает в себя: получение от перерабатывающего предприятия указания на частичный химический состав вещества, определенный по меньшей мере на некотором заранее определенном участке перерабатывающего предприятия; получение от перерабатывающего предприятия указания на время задержки, относящееся к процессу промышленной переработки при прохождении вещества через перерабатывающее предприятие от входного канала сырья до главного выходного канала переработанного вещества; выполнение физической модели для создания, на основе по меньшей мере указания на время задержки и частичный химический состав вещества, прогнозируемого указания на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах; на основе прогнозируемого указания на полный химический состав вещества, создание термодинамической модели для моделирования процесса промышленной переработки, причем термодинамическая модели выполнена с возможностью прогнозировать по меньшей мере: параметр процесса на любом заданном этапе и в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки; и полный химический состав вещества на любом этапе и в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки; использование результата термодинамической модели в качестве входных данных для обучающего набора для обучения алгоритма машинного обучения (MLA) для прогнозирования будущего полного химического состава вещества на любом заданном этапе процесса промышленной переработки на основе текущего параметра процесса на данном этапе процесса промышленной переработки.[59] Thus, the first subject of this technology is a method for predicting the chemical composition of a substance used in the process of industrial processing, and the process of industrial processing is carried out in a processing plant that has a main input channel of raw materials and a main output channel of the final processed substance, which are connected to each other. the other by means of a number of working chambers, each working chamber having an intermediate inlet channel and an intermediate outlet channel, and the intermediate outlet channel of the series of chambers supplies the input stream for this intermediate inlet channel. The method is carried out by an electronic device communicatively connected to the processing plant. The method includes: receiving from a processing plant an indication of a partial chemical composition of a substance determined at least at some predetermined area of the processing plant; receiving from the processing plant an indication of the delay time related to the industrial processing process when the substance passes through the processing plant from the input channel of the raw material to the main output channel of the processed substance; performing a physical model to create, based on at least an indication of the lag time and a partial chemical composition of the substance, a predicted indication of the total chemical composition of the substance in at least some intermediate inlets; based on the predicted indication of the complete chemical composition of the substance, creating a thermodynamic model for modeling the industrial processing process, and the thermodynamic model is configured to predict at least: a process parameter at any given stage and at any given time of the industrial processing process; and the complete chemical composition of the substance at any stage and at any given point in time in the industrial processing process; using the result of a thermodynamic model as input for a training set for training a machine learning algorithm (MLA) to predict the future total chemical composition of a substance at any given stage of the industrial processing process based on the current process parameter at this stage of the industrial processing process.

[60] В некоторых вариантах осуществления способа, способ далее включает в себя: использование физической модели для создания, на основе времени задержки, временной разбивки процесса промышленной переработки для каждой из ряда рабочих камер, причем временная разбивка используется для создания прогнозируемого указания на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах.[60] In some embodiments of the method, the method further includes: using a physical model to create, based on the lag time, a time subdivision of the industrial processing process for each of a number of working chambers, the time subdivision being used to generate a predictable indication of the overall chemical composition substances in at least some intermediate inlet channels.

[61] В некоторых вариантах осуществления, способ дополнительно включает в себя проверку термодинамической модели.[61] In some embodiments, the method further includes checking the thermodynamic model.

[62] В некоторых вариантах осуществления способа, этап обучения выполняется только в ответ на позитивный результат проверки термодинамической модели.[62] In some embodiments of the method, the learning step is performed only in response to a positive test of the thermodynamic model.

[63] В некоторых вариантах осуществления способа, способ далее включает в себя итерационную калибровку по меньшей мере одного из физической модели и термодинамической модели до тех пор пока не будет получен положительный результат проверки.[63] In some embodiments of the method, the method further includes iteratively calibrating at least one of the physical model and the thermodynamic model until a positive test result is obtained.

[64] В некоторых вариантах осуществления способа, проверка термодинамической модели включает в себя применение формулы МАРЕ:[64] In some embodiments of the method, checking the thermodynamic model includes applying the MAPE formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

[65] где:[65] where:

[66] с - анализируемое вещество;[66] c - analyte;

[67] n - число измерений;[67] n is the number of measurements;

[68] i - номер данного измерения;[68] i is the number of this dimension;

[69] t - момент времени, когда выполняется прогноз;[69] t is the point in time when the forecast is performed;

[70] h - временной интервал прогноза;[70] h - forecast time interval;

[71] А(с, t + h)i фактическое измерение за время t + h;[71] A (s, t + h) i actual measurement at time t + h;

[72] F(c, t)i прогнозируемое значение для измерения, созданное с помощью термодинамической модели для времени t.[72] F (c, t) i is the predicted value for measurement generated by the thermodynamic model for time t.

[73] В некоторых вариантах осуществления способа, параметр процесса является множеством параметров процесса промышленной переработки, и в котором: создание термодинамической модели включает в себя создание термодинамической модели с помощью подмножества параметров процесса, исключая данный параметр процесса; и в котором проверка термодинамической модели включает в себя: сравнение созданного значения для данного параметра процесса с фактическим значением данного параметра процесса.[73] In some embodiments of the method, the process parameter is a plurality of parameters of an industrial processing process, and in which: creating a thermodynamic model includes creating a thermodynamic model using a subset of the process parameters, excluding the given process parameter; and in which checking the thermodynamic model includes: comparing the generated value for the given process variable with the actual value of the given process variable.

[74] В некоторых вариантах осуществления способа, данный параметр процесса является либо параметром давления, либо параметром температуры.[74] In some embodiments of the method, this process parameter is either a pressure parameter or a temperature parameter.

[75] В некоторых вариантах осуществления способа, физическая модель создает прогнозируемое указание на полный химический состав вещества на основе: указания на время задержки; частичного химического состава вещества; по меньшей мере одного параметра процесса промышленной переработки.[75] In some embodiments of the method, the physical model creates a predicted indication of the overall chemical composition of a substance based on: an indication of the lag time; partial chemical composition of the substance; at least one parameter of the industrial processing process.

[76] В некоторых вариантах осуществления способа, в котором создание термодинамической модели включает в себя создание термодинамической модели с помощью подмножества параметров процесса, исключая данный параметр процесса; и в котором данный параметр процесса используется для проверки термодинамической модели.[76] In some embodiments of the method, in which creating a thermodynamic model includes creating a thermodynamic model using a subset of process parameters, excluding the given process parameter; and in which the given process variable is used to validate the thermodynamic model.

[77] В некоторых вариантах осуществления способа, текущий параметр процесса является либо параметром давления, либо параметром температуры.[77] In some embodiments of the method, the current process variable is either a pressure parameter or a temperature parameter.

[78] В некоторых вариантах осуществления способа, в котором текущий параметр процесса далее включает в себя указание на будущий частичный химический состав вещества на данном этапе промышленного процесса.[78] In some embodiments of the method, the current process variable further includes an indication of the future partial chemical composition of the material at a given stage of the industrial process.

[79] В некоторых вариантах осуществления способа, в котором способ далее включает в себя, в фазе работы, которая осуществляется во время работы, использование MLA для прогнозирования будущего полного химического состава вещества на основе параметров процесса во время работы.[79] In some embodiments of the method, the method further includes, in an operating phase that occurs during operation, using the MLA to predict future overall chemistry based on process parameters during operation.

[80] В некоторых вариантах осуществления способа, в котором способ далее включает в себя получение указания на параметр процесса во время работы и использование параметра для прогнозирования полного химического состава.[80] In some embodiments of the method, the method further includes obtaining an indication of a process parameter during operation and using the parameter to predict the overall chemical composition.

[81] В некоторых вариантах осуществления способа, будущий полный химический состав используется для контроля по меньшей мере одного параметра процесса промышленной переработки.[81] In some embodiments of the method, the future overall chemistry is used to control at least one parameter of the industrial processing process.

[82] В некоторых вариантах осуществления способа, будущий полный химический состав вещества в момент работы включает в себя множество будущих полных химических составов, прогнозируемых для множества временных интервалов, и в котором множество будущих полных химических составов периодически прогнозируются для временных интервалов, которые короче, чем временные интервалы для определения частичного химического состава.[82] In some embodiments of the method, the future gross chemistry at the time of operation includes a plurality of future gross chemistries predicted for multiple time intervals, and in which a plurality of future gross chemistries are periodically predicted for time intervals that are shorter than time intervals for determining the partial chemical composition.

[83] В некоторых вариантах осуществления способа, по меньшей мере один предварительно определенный участок перерабатывающего предприятия представляет собой один из промежуточных выходных каналов.[83] In some embodiments of the method, at least one predetermined portion of the processing plant is one of the intermediate outlet channels.

[84] В некоторых вариантах осуществления способа, по меньшей мере один из промежуточных выходных каналов представляет собой все промежуточные выходные каналы.[84] In some embodiments of the method, at least one of the intermediate output channels is all intermediate output channels.

[85] В некоторых вариантах осуществления способа, прогнозируемое указание на полный химический состав вещества по меньшей мере на некоторых промежуточных входных каналах является прогнозируемым указанием на полный химический состав вещества на всех промежуточных входных каналах.[85] In some embodiments of the method, a predicted indication of the total chemical composition of at least some intermediate inlets is a predicted indication of the total chemical composition of all intermediate inlets.

[86] В некоторых вариантах осуществления способа, обучение MLA включает в себя использование результата термодинамической модели для создания обучающего набора для MLA, обучающий набор включает в себя: в качестве входного признака, по меньшей мере один параметр процесса, связанный с процессом промышленной обработки на данном этапе процесса промышленной переработки; в качестве цели прогноза, фактический полный химический состав вещества на данном этапе промышленного процесса.[86] In some embodiments of the method, MLA training includes using the result of a thermodynamic model to create a training set for MLA, the training set includes: as an input, at least one process parameter associated with an industrial processing process on a given stage of the industrial processing process; as the target of the forecast, the actual total chemical composition of a substance at a given stage of the industrial process.

[87] Другим объектом настоящей технологии является электронное устройство, коммуникационно соединенное с перерабатывающим предприятием, осуществляющим процесс промышленной переработки, причем перерабатывающее предприятие обладает основным входным каналом сырья и основным выходным каналом конечного переработанного вещества, которые соединены друг с другом с помощью ряда рабочих камер, причем каждая рабочая камера обладает промежуточным входным каналом и промежуточным выходным каналом, причем промежуточный выходной канал ряда камер подает входной поток для данного промежуточного входного канала. Электронное устройство включает в себя процессор и память, соединенную с процессором, память хранит выполняемые на компьютере инструкции, выполнение которых инициирует процессор выполнять: получение от перерабатывающего предприятия указания на частичный химический состав вещества, определенный по меньшей мере на некотором заранее определенном участке перерабатывающего предприятия; получение от перерабатывающего предприятия указания на время задержки, относящееся к процессу промышленной переработки при прохождении вещества через перерабатывающее предприятие от входного канала сырья до главного выходного канала переработанного вещества; выполнение физической модели для создания, на основе по меньшей мере указания на время задержки и частичный химический состав вещества, прогнозируемого указания на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах; на основе прогнозируемого указания на полный химический состав вещества, создание термодинамической модели для моделирования процесса промышленной переработки, причем термодинамическая модели выполнена с возможностью прогнозировать по меньшей мере: параметр процесса на любом заданном этапе и в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки; и полный химический состав вещества на любом заданном этапе и в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки; использование результата термодинамической модели в качестве входных данных для обучающего набора для обучения алгоритма машинного обучения (MLA) для прогнозирования будущего полного химического состава вещества на любом заданном этапе процесса промышленной переработки на основе текущего параметра процесса на данном этапе процесса промышленной переработки.[87] Another object of this technology is an electronic device, communicatively connected to a processing plant carrying out the industrial processing process, and the processing plant has a main input channel of raw materials and a main output channel of the final processed substance, which are connected to each other through a series of working chambers, and each working chamber has an intermediate input channel and an intermediate output channel, and the intermediate output channel of the series of chambers supplies the input stream for this intermediate input channel. The electronic device includes a processor and a memory connected to the processor, the memory stores instructions executed on the computer, the execution of which causes the processor to execute: receiving from the processing plant an indication of the partial chemical composition of a substance determined at least in some predetermined area of the processing plant; receiving from the processing plant an indication of the delay time related to the industrial processing process when the substance passes through the processing plant from the input channel of the raw material to the main output channel of the processed substance; performing a physical model to create, based on at least an indication of the lag time and a partial chemical composition of the substance, a predicted indication of the total chemical composition of the substance in at least some intermediate inlets; based on the predicted indication of the complete chemical composition of the substance, creating a thermodynamic model for modeling the industrial processing process, and the thermodynamic model is configured to predict at least: a process parameter at any given stage and at any given time of the industrial processing process; and the complete chemical composition of the substance at any given stage and at any given time in the industrial processing process; using the result of a thermodynamic model as input for a training set for training a machine learning algorithm (MLA) to predict the future total chemical composition of a substance at any given stage of the industrial processing process based on the current process parameter at this stage of the industrial processing process.

[88] В контексте настоящего описания, если четко не указано иное, "электронное устройство", "пользовательское устройство", "сервер", "удаленный сервер" и "компьютерная система" подразумевают под собой аппаратное и/или системное обеспечение, подходящее к решению соответствующей задачи. Таким образом, некоторые неограничивающие примеры аппаратного и/или программного обеспечения включают в себя компьютеры (серверы, настольные компьютеры, ноутбуки, нетбуки и так далее), смартфоны, планшеты, сетевое оборудование (маршрутизаторы, коммутаторы, шлюзы и так далее) и/или их комбинацию.[88] In the context of the present description, unless clearly indicated otherwise, "electronic device", "user device", "server", "remote server" and "computer system" means hardware and / or system software suitable for solving the corresponding task. Thus, some non-limiting examples of hardware and / or software include computers (servers, desktops, laptops, netbooks, etc.), smartphones, tablets, network equipment (routers, switches, gateways, and so on) and / or their combination.

[89] В контексте настоящего описания, если четко не указано иное, «машиночитаемый носитель» и «память» подразумевает под собой носитель абсолютно любого типа и характера, и примеры, не ограничивающие настоящую технологию, включают в себя ОЗУ, ПЗУ, диски (компакт диски, DVD-диски, дискеты, жесткие диски и т.д.), USB-ключи, флеш-карты, твердотельные накопители и накопители на магнитной ленте.[89] In the context of the present description, unless clearly indicated otherwise, "computer-readable medium" and "memory" means absolutely any type and nature of media, and examples without limiting the present technology include RAM, ROM, discs (compact disks, DVDs, floppy disks, hard disks, etc.), USB keys, flash cards, solid state drives, and magnetic tape drives.

[90] В контексте настоящего описания, если четко не указано иное, «указание» информационного элемента может представлять собой сам информационный элемент или указатель, отсылку, ссылку или другой косвенный способ, позволяющий получателю указания найти сеть, память, базу данных или другой машиночитаемый носитель, из которого может быть извлечен информационный элемент. Например, указание на документ может включать в себя сам документ (т.е. его содержимое), или же оно может являться уникальным дескриптором документа, идентифицирующим файл по отношению к конкретной файловой системе, или каким-то другими средствами передавать получателю указание на сетевую папку, адрес памяти, таблицу в базе данных или другое место, в котором можно получить доступ к файлу. Как будет понятно специалистам в данной области техники, степень точности, необходимая для такого указания, зависит от степени первичного понимания того, как должна быть интерпретирована информация, которой обмениваются получатель и отправитель указателя. Например, если до установления связи между отправителем и получателем понятно, что признак информационного элемента принимает вид ключа базы данных для записи в конкретной таблице заранее установленной базы данных, содержащей информационный элемент, то передача ключа базы данных - это все, что необходимо для эффективной передачи информационного элемента получателю, несмотря на то, что сам по себе информационный элемент не передавался между отправителем и получателем указания.[90] In the context of the present description, unless clearly indicated otherwise, an "indication" of an information element may be the information element itself or a pointer, reference, link or other indirect method that allows the recipient of the indication to find a network, memory, database or other computer-readable medium from which the information item can be retrieved. For example, a reference to a document may include the document itself (i.e., its content), or it may be a unique document descriptor that identifies a file with respect to a particular file system, or by some other means convey an indication of a network folder to the recipient. , a memory address, a table in a database, or some other location where the file can be accessed. As will be appreciated by those skilled in the art, the degree of accuracy required for such an indication depends on the degree of initial understanding of how the information exchanged between the recipient and sender of the pointer is to be interpreted. For example, if, before establishing a connection between the sender and the receiver, it is clear that the information element attribute takes the form of a database key for an entry in a specific table of a predetermined database containing the information element, then the transfer of the database key is all that is necessary for the efficient transmission of the information item. element to the recipient, even though the information element itself was not transferred between the sender and the recipient of the indication.

[91] В контексте настоящего описания, если конкретно не указано иное, слова «первый», «второй», «третий» и т.д. используются в виде прилагательных исключительно для того, чтобы отличать существительные, к которым они относятся, друг от друга, а не для целей описания какой-либо конкретной взаимосвязи между этими существительными. Так, например, следует иметь в виду, что использование терминов «первый сервер» и «третий сервер» не подразумевает какого-либо порядка, отнесения к определенному типу, хронологии, иерархии или ранжирования (например) серверов/между серверами, равно как и их использование (само по себе) не предполагает, что некий "второй сервер" обязательно должен существовать в той или иной ситуации. В дальнейшем, как указано здесь в других контекстах, упоминание «первого» элемента и «второго» элемента не исключает возможности того, что это один и тот же фактический реальный элемент. Так, например, в некоторых случаях, «первый» сервер и «второй» сервер могут являться одним и тем же программным и/или аппаратным обеспечением, а в других случаях они могут являться разным программным и/или аппаратным обеспечением.[91] In the context of the present description, unless specifically indicated otherwise, the words "first", "second", "third", etc. are used as adjectives solely to distinguish the nouns to which they refer from each other, and not for the purpose of describing any specific relationship between these nouns. So, for example, it should be borne in mind that the use of the terms "first server" and "third server" does not imply any ordering, assignment to a particular type, history, hierarchy or ranking (for example) of servers / between servers, as well as their use (in itself) does not imply that a "second server" must necessarily exist in a given situation. Hereinafter, as indicated here in other contexts, the mention of the "first" element and the "second" element does not exclude the possibility that they are the same actual real element. So, for example, in some cases, the "first" server and the "second" server may be the same software and / or hardware, and in other cases, they may be different software and / or hardware.

[92] Каждый вариант осуществления настоящей технологии преследует по меньшей мере одну из вышеупомянутых целей и/или объектов, но наличие всех не является обязательным. Следует иметь в виду, что некоторые объекты данной технологии, полученные в результате попыток достичь вышеупомянутой цели, могут не удовлетворять этой цели и/или могут удовлетворять другим целям, отдельно не указанным здесь. Дополнительные и/или альтернативные характеристики, аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящей технологии станут очевидными из последующего описания, прилагаемых чертежей и прилагаемой формулы изобретения.[92] Each embodiment of the present technology pursues at least one of the aforementioned purposes and / or objects, but all are optional. It should be borne in mind that some of the objects of this technology, obtained as a result of attempts to achieve the above-mentioned goal, may not meet this goal and / or may satisfy other purposes, not separately specified here. Additional and / or alternative characteristics, aspects and advantages of embodiments of the present technology will become apparent from the following description, the accompanying drawings, and the appended claims.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[93] Для лучшего понимания настоящей технологии, а также других ее аспектов и характерных черт, сделана ссылка на следующее описание, которое должно использоваться в сочетании с прилагаемыми чертежами, где:[93] For a better understanding of this technology, as well as its other aspects and characteristics, reference is made to the following description, which should be used in conjunction with the accompanying drawings, where:

[94] На Фиг. 1 представлена принципиальная схема системы, выполненной в соответствии с неограничивающим вариантом осуществления настоящей технологии.[94] FIG. 1 is a schematic diagram of a system constructed in accordance with a non-limiting embodiment of the present technology.

[95] На Фиг. 2 представлено электронное устройство системы, показанной на Фиг. 1, электронное устройство выполнено с возможностью выполнять три процедуры - процедуру физической модели, процедуру термодинамической модели и процедуру алгоритма машинного обучения (MLА); все они выполняются в соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии.[95] FIG. 2 shows the electronic device of the system shown in FIG. 1, the electronic device is configured to perform three procedures — a physical model procedure, a thermodynamic model procedure, and a machine learning algorithm (MLA) procedure; they are all performed in accordance with non-limiting embodiments of the present technology.

[96] На Фиг. 3 представлена принципиальная схема процедуры физической модели, выполненной в соответствии с неограничивающим вариантом осуществления настоящей технологии.[96] FIG. 3 is a schematic diagram of a physical model procedure performed in accordance with a non-limiting embodiment of the present technology.

[97] На Фиг. 4 представлена принципиальная схема процедуры термодинамической модели, выполненной в соответствии с неограничивающим вариантом осуществления настоящей технологии.[97] FIG. 4 is a schematic diagram of a thermodynamic model procedure performed in accordance with a non-limiting embodiment of the present technology.

[98] На Фиг. 5 представлена принципиальная схема процедуры алгоритма машинного обучения (ML А), выполненной в соответствии с неограничивающим вариантом осуществления настоящей технологии.[98] FIG. 5 is a schematic diagram of a machine learning algorithm (ML A) procedure performed in accordance with a non-limiting embodiment of the present technology.

[99] На Фиг. 6 представлена блок-схема способа, реализованного в соответствии с вариантом осуществления настоящей технологии, не ограничивающим ее объем.[99] FIG. 6 is a flowchart of a method implemented in accordance with a non-limiting embodiment of the present technology.

[100] Также следует отметить, что чертежи выполнены не в масштабе, если не специально указано иное.[100] It should also be noted that the drawings are not to scale unless otherwise indicated.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕIMPLEMENTATION

[101] На Фиг. 1 представлена принципиальная схема системы 100, выполненной в соответствии с вариантами осуществления настоящей технологии, не ограничивающими ее объем. Важно иметь в виду, что нижеследующее описание системы 100 представляет собой описание показательных вариантов осуществления настоящей технологии. Таким образом, все последующее описание представлено только как описание иллюстративного примера настоящей технологии. Это описание не предназначено для определения объема или установления границ настоящей технологии. Некоторые полезные примеры модификаций системы 100 также могут быть охвачены нижеследующим описанием. Целью этого является также исключительно помощь в понимании, а не определение объема и границ настоящей технологии. Эти модификации не представляют собой исчерпывающий список, и специалистам в данной области техники будет понятно, что возможны и другие модификации. Кроме того, это не должно интерпретироваться так, что там, где это еще не было сделано, т.е. там, где не были изложены примеры модификаций, никакие модификации невозможны, и/или что то, что описано, является единственным вариантом осуществления этого элемента настоящего технического решения. Как будет понятно специалисту в данной области техники, это, скорее всего, не так. Кроме того, следует иметь в виду, что система 100 представляет собой в некоторых конкретных проявлениях достаточно простой вариант осуществления настоящей технологии, и в подобных случаях этот вариант представлен здесь с целью облегчения понимания. Как будет понятно специалисту в данной области техники, многие варианты осуществления настоящей технологии будут обладать гораздо большей сложностью.[101] FIG. 1 is a schematic diagram of a system 100 in accordance with non-limiting embodiments of the present technology. It is important to keep in mind that the following description of system 100 is a description of exemplary embodiments of the present technology. Thus, all of the following description is presented only as a description of an illustrative example of the present technology. This description is not intended to define the scope or delineate the boundaries of this technology. Some useful examples of modifications to system 100 may also be covered by the following description. The purpose of this is also solely to help understand, and not to define the scope and boundaries of this technology. These modifications are not an exhaustive list, and those skilled in the art will appreciate that other modifications are possible. In addition, it should not be interpreted to mean that where it has not already been done, i.e. where no examples of modifications have been set forth, no modifications are possible, and / or that what is described is the only embodiment of this element of the present technical solution. As one skilled in the art will appreciate, this is most likely not the case. In addition, it should be borne in mind that the system 100 is in some specific manifestations a fairly simple implementation of the present technology, and in such cases, this option is presented here for the purpose of ease of understanding. As one skilled in the art will appreciate, many embodiments of the present technology will be of much greater complexity.

[102] В общем случае, система 100 включает в себя газоперерабатывающее предприятие 102 и надзорное электронное устройство 104 (или просто "электронное устройство" 104). Следует отметить, что на Фиг. 1, электронное устройство 104 соединено с газоперерабатывающим предприятием 102 через сеть 105 передачи данных. Соединение с сетью 105 передачи данных может быть реализовано напрямую с помощью кабеля, локальной сети (LAN) или глобальной сети (WAN), например, интернет. Поэтому возможно, что электронное устройство 104 и газоперерабатывающее предприятие 102 расположены в одном и том же месте. Также возможно, что электронное устройство 104 и газоперерабатывающее предприятие 102 находятся под контролем и/или управлением и/или наблюдением одного и того же лица. В альтернативных вариантах осуществления технологии возможно, что электронное устройство 104 и газоперерабатывающее предприятие 102 расположены в разных местах. Также возможно, что электронное устройство 104 и газоперерабатывающее предприятие 102 находятся под контролем и/или управлением и/или наблюдением разных лиц.[102] In general, system 100 includes a gas processing plant 102 and a supervisory electronic device 104 (or simply "electronic device" 104). It should be noted that in FIG. 1, an electronic device 104 is connected to a gas processing plant 102 via a communications network 105. The connection to the data network 105 can be realized directly with a cable, a local area network (LAN), or a wide area network (WAN) such as the Internet. Therefore, it is possible that the electronic device 104 and the gas processing plant 102 are located at the same location. It is also possible that the electronic device 104 and the gas processing plant 102 are under the control and / or control and / or supervision of the same person. In alternative embodiments of the technology, it is possible that the electronic device 104 and the gas processing plant 102 are located at different locations. It is also possible that the electronic device 104 and the gas processing plant 102 are under the control and / or control and / or supervision of different persons.

[103] Реализация газоперерабатывающего предприятия 102 никак конкретно не ограничена и может включать в себя некоторые или все из следующих элементов: установка(и) для удаления конденсата и воды, установка(и) для удаления кислотных газов, блок(и) серы, блок(и) очистки хвостовых газов, блок(и) дегидратации, блок(и) удаления ртути, блок(и) сепарации азота; блок(и) фракционирования и т.д.[103] The implementation of the gas processing facility 102 is not particularly limited and may include some or all of the following: condensate and water removal unit (s), acid gas removal unit (s), sulfur unit (s), unit ( i) tail gas cleaning, dehydration unit (s), mercury removal unit (s), nitrogen separation unit (s); fractionation unit (s), etc.

[104] Варианты осуществления электронного устройства 104 конкретно не ограничены, но в качестве примера электронного устройства 104 могут использоваться персональные компьютеры (настольные компьютеры, ноутбуки, нетбуки и т.п.), устройства беспроводной связи (смартфоны, мобильные телефоны, планшеты и т.п.), а также сетевое оборудование (маршрутизаторы, коммутаторы или шлюзы). В альтернативных вариантах осуществления настоящего технического решения, электронное устройство 104 может быть реализовано как сервер. В примере варианта осуществления настоящей технологии, сервер может представлять собой сервер Dell™ PowerEdge™, на котором используется операционная система Microsoft™ Windows Server™. Излишне говорить, что сервер может представлять собой любое другое подходящее аппаратное, прикладное программное, и/или системное программное обеспечение или их комбинацию. В представленных неограничивающих вариантах осуществления настоящей технологии, электронное устройство 104 является одиночным электронным устройством 104. В других неограничивающих вариантах осуществления настоящей технологии, функциональность электронного устройства 104 может быть разделена, и может выполняться с помощью нескольких электронных устройств.[104] The embodiments of the electronic device 104 are not particularly limited, but personal computers (desktop computers, laptops, netbooks, etc.), wireless communication devices (smartphones, mobile phones, tablets, etc.) can be used as an example of the electronic device 104. as well as network equipment (routers, switches or gateways). In alternative embodiments of the present technical solution, the electronic device 104 may be implemented as a server. In an exemplary embodiment of the present technology, the server may be a Dell ™ PowerEdge ™ server running a Microsoft ™ Windows Server ™ operating system. Needless to say, the server can be any other suitable hardware, application software, and / or system software, or a combination thereof. In the presented non-limiting embodiments of the present technology, the electronic device 104 is a single electronic device 104. In other non-limiting embodiments of the present technology, the functionality of the electronic device 104 may be decoupled and performed by multiple electronic devices.

[105] Газоперерабатывающее предприятие 102 выполнено с возможностью выполнять процесс промышленной переработки. С этой целью, камера фракционирования газа (отдельно не пронумерована) газоперерабатывающего предприятия 102 обладает основным входным каналом 106 сырья и основным выходным каналом 108 конечного переработанного вещества. Основной входной канал сырья 106 выполнен с возможностью принимать во время работы сырье (отдельно не пронумеровано), предназначенное для обработки. Сырье может представлять собой сырой природный газ, извлеченный в процессе добычи природного газа.[105] The gas processing plant 102 is configured to perform an industrial processing process. To this end, the gas fractionation chamber (not separately numbered) of the gas processing plant 102 has a main feedstock inlet 106 and a final processed material main outlet 108. The main input channel of the raw material 106 is configured to receive, during operation, the raw material (not separately numbered) intended for processing. The feedstock can be raw natural gas recovered from the natural gas production process.

[106] Как показано на Фиг. 1, основной выходной канал 108 конечного переработанного вещества выполнен с возможностью отводить конечный переработанный продукт, удовлетворяющий конкретным требованиям (например, химическому составу). Также предлагается множество дополнительных выходных каналов 110 переработанного вещества, причем множество дополнительных выходных каналов 110 переработанного вещества выполнено с возможностью выделять один или несколько дополнительных продуктов процесса промышленной переработки. Эти другие один или несколько дополнительных продуктов могут считаться "побочными продуктами" конечного переработанного продукта, но они могут быть полезными сами по себе или как входной поток для другой/дальнейшей переработки (что представлено на Фиг. 1).[106] As shown in FIG. 1, the final processed material main outlet 108 is configured to discharge the final processed product satisfying specific requirements (eg, chemical composition). A plurality of additional processed matter outlets 110 are also provided, the plurality of additional processed matter outlets 110 being configured to separate one or more additional products from the industrial processing process. These other one or more additional products can be considered "by-products" of the final processed product, but they can be useful on their own or as an input stream for another / further processing (as shown in Fig. 1).

[107] Основной входной канал сырья 106 и основной выходной канал 108 конечного переработанного вещества (а также множество дополнительных выходных каналов 110 переработанного вещества) соединены друг с другом с помощью ряда рабочих камер 112. Следует отметить, что ряд рабочих камер 112, также иногда упоминается как "ряд ректификационных колонн" 112. Конфигурация ряда рабочих камер 112 хорошо известна специалистам в данной области техники, и поэтому не будет подробно описана здесь.[107] The main raw material inlet 106 and the final processed material main outlet 108 (as well as a plurality of additional processed material outlets 110) are connected to each other by a series of working chambers 112. It should be noted that a number of working chambers 112 are also sometimes referred to as a "series of distillation columns" 112. The configuration of a series of working chambers 112 is well known to those skilled in the art and therefore will not be described in detail here.

[108] Каждая рабочая камера из ряда рабочих камер 112 обладает промежуточным входным каналом и промежуточным выходным каналом, причем промежуточный выходной канал ряда рабочих камер предоставляет входной поток для конкретного промежуточного входного канала.[108] Each working chamber of the row of working chambers 112 has an intermediate inlet and an intermediate outlet, the intermediate outlet of the row of working chambers providing an input stream for a particular intermediate inlet.

[109] На Фиг. 1 отмечены первая рабочая камера 114 и вторая рабочая камера 116. Промежуточный выходной канал 118 первой рабочей камеры 114 поставляет газовую фракцию (т.е. выход из первой рабочей камеры 114), которая является входным потоком промежуточного входного канала 120 второй рабочей камеры 116 (т.е. входным потоком во вторую рабочую камеру 116).[109] FIG. 1, the first working chamber 114 and the second working chamber 116 are marked. The intermediate outlet 118 of the first working chamber 114 supplies a gas fraction (i.e., the outlet from the first working chamber 114), which is the inlet stream of the intermediate inlet 120 of the second working chamber 116 (i.e. e. inlet flow into the second working chamber 116).

[110] Сырье, поступающее на главный входной канал 106, связано с химическим составом 119. Химический состав 119 никак конкретно не ограничен, как показано на Фиг. 1, химический состав 119 обладает множеством атомов и/или молекул, представленных на Фиг. 1 буквами латинскими алфавита (т.е. C1, С2, С3 и т.д.), которые отдельно не пронумерованы.[110] The feedstock entering the main inlet 106 is associated with a chemical composition 119. The chemical composition 119 is not particularly limited as shown in FIG. 1, chemical composition 119 has the plurality of atoms and / or molecules shown in FIG. 1 letters in the Latin alphabet (ie C 1 , C 2 , C 3 , etc.), which are not separately numbered.

[111] Когда сырье поступает в главный входной канал 106, оно попадает в первую рабочую камеру 114. Первая рабочая камера 114 выполняет часть процесса промышленной переработки, причем сырой материал, который входит в первую рабочую камеру 114, разделяется на более легкую и более тяжелую фракции таким образом, что более легкая фракция поднимается и отделяется через соответствующий промежуточный выходной канал 118 во вторую рабочую камеру 116, а более тяжелая фракция опускается и отделяется через соответствующий промежуточный выходной канал 118 в другую последующую камеру переработки (не пронумеровано в целях упрощения).[111] When the raw material enters the main inlet channel 106, it enters the first working chamber 114. The first working chamber 114 performs part of the industrial processing, and the raw material that enters the first working chamber 114 is separated into lighter and heavier fractions. so that the lighter fraction rises and is separated through the corresponding intermediate outlet 118 into the second processing chamber 116, and the heavier fraction is lowered and separated through the corresponding intermediate outlet 118 into another subsequent processing chamber (not numbered for simplicity).

[112] Процесс повторяется через ряд рабочих камер 112 до достижения этапа, когда выходной канал данной из ряда рабочих камер 112 является желаемым продуктом (желаемый продукт обладает заранее определенным химическим составом), например, сухой природный газ качества, соответствующий требованиям транспортирования по трубопроводу, который может быть выходным потоком главного выходного канала 108 конечного переработанного вещества. Одновременно, один или несколько из множества дополнительных выходных каналов 110 переработанного вещества может предоставлять один или несколько соответствующих дополнительных продуктов.[112] The process is repeated through the row of working chambers 112 until reaching the stage where the outlet of a given row of working chambers 112 is the desired product (the desired product has a predetermined chemical composition), for example, dry natural gas of a quality that meets the requirements of transportation through a pipeline that may be the outlet stream of the main outlet 108 of the final processed material. Simultaneously, one or more of the plurality of additional processed material outlets 110 may provide one or more corresponding additional products.

[113] В соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, в архитектуре системы 100 предусмотрен один или несколько датчиков 117 процесса. На Фиг. 1 пронумерованы первый датчик 121 процесса и второй датчик 122 процесса. Данный один из первого датчика 121 процесса и второго датчика 122 процесса может быть реализован как один или несколько из следующего: термостат и/или манометр.[113] In accordance with non-limiting embodiments of the present technology, one or more process sensors 117 are provided in the architecture of system 100. FIG. 1, the first process sensor 121 and the second process sensor 122 are numbered. This one of the first process sensor 121 and the second process sensor 122 may be implemented as one or more of the following: a thermostat and / or a pressure gauge.

[114] Несмотря на то, что на Фиг. 1 представлено только два датчика параметров процесса - первый датчик 121 процесса и второй датчик 122 процесса - это является обязательным в каждом варианте осуществления настоящей технологии. Например, первый датчик 121 процесса и второй датчик 122 процесса может быть расположен в некоторых или каждой из ряда рабочих 112 камер. Например, в конкретном неограничивающем варианте осуществления настоящей технологии, каждая из ряда рабочих камер 112 включает в себя первый датчик 121 процесса (исполнен как термостат) и второй датчик 122 процесса (исполнен как манометр). Естественно, любая структура первого датчика 121 процесса и второго датчика 122 процесса являются возможными.[114] Although FIG. 1, only two process sensors are shown — the first process sensor 121 and the second process sensor 122 — which are required in every embodiment of the present technology. For example, the first process sensor 121 and the second process sensor 122 may be located in some or each of the row of working chambers 112. For example, in a specific non-limiting embodiment of the present technology, each of the plurality of working chambers 112 includes a first process sensor 121 (configured as a thermostat) and a second process sensor 122 (configured as a pressure gauge). Naturally, any structure of the first process sensor 121 and the second process sensor 122 are possible.

[115] В соответствии с вариантами осуществления настоящей технологии, электронное устройство 104 может получать показатели от первого датчика 121 процесса и второго датчика 122 процесса (а также других датчиков, потенциально присутствующих в других неограничивающих вариантах осуществления настоящей технологии).[115] In accordance with embodiments of the present technology, the electronic device 104 may receive readings from the first process sensor 121 and the second process sensor 122 (as well as other sensors potentially present in other non-limiting embodiments of the present technology).

[116] Таким образом, что данный первый датчик 121 процесса и второй датчик 122 процесса могут быть расположены в каждой из ряда рабочих камер 112, электронное устройство 104 может быть выполнено с возможностью получать в режиме реального времени или почти реального времени указание на параметры процесса в каждой из ряда рабочих камер 112. Альтернативно, в этих альтернативных вариантах осуществления технологии, первый датчик 121 процесса и второй датчик 122 процесса могут быть расположены на соответствующих точках (т.е. местах) ряда рабочих камер 112, электронное устройство 104 может быть выполнено с возможностью получать в режиме реального времени или почти реального времени указание на параметры процесса на соответствующих данных точках ряда рабочих камер 112.[116] In such a way that a given first process sensor 121 and a second process sensor 122 may be located in each of the plurality of working chambers 112, the electronic device 104 may be configured to receive a real-time or near-real-time indication of the process parameters in each of the row of working chambers 112. Alternatively, in these alternative embodiments of the technology, the first process sensor 121 and the second process sensor 122 may be located at respective points (i.e., locations) of the row of working chambers 112, the electronic device 104 may be configured with the ability to receive in real time or almost real time an indication of the process parameters at the corresponding data points of a number of working chambers 112.

[117] Анализ химического состава [117] Analysis of chemical composition

[118] В архитектуре системы 100 представлен блок 130 хроматографа. В варианте осуществления настоящей технологии, показанном на Фиг. 1, хроматограф соединен с сетью 105 передачи данных, например, для передачи и/или получения данных от электронного устройства 104 или на него (а также любые другие устройства, соединенные с сетью 105 передачи данных).[118] In the architecture of system 100, a chromatograph unit 130 is represented. In the embodiment of the present technology shown in FIG. 1, the chromatograph is connected to a communications network 105, for example, to transmit and / or receive data from or to an electronic device 104 (as well as any other devices connected to a communications network 105).

[119] Блок 130 хроматографа выполнен с возможностью осуществлять процесс хроматографии. В широком смысле, хроматография - это лабораторный метод разделения смеси. Растворенная в жидкости смесь называется подвижной фазой, которая переносится через структуру, содержащую другое вещество, называемое неподвижной фазой. Различные составляющие смеси перемещаются с различной скоростью, что инициирует их разделение. Разделение основано на отличии в отделении между подвижной и неподвижной фазой. Таким образом разделенные вещества далее могут анализироваться на предмет частичного химического состава.[119] The chromatograph unit 130 is configured to perform the chromatography process. In a broad sense, chromatography is a laboratory method for separating a mixture. A mixture dissolved in a liquid is called a mobile phase, which is carried through a structure containing another substance, called a stationary phase. Different constituents of the mixture move at different speeds, which initiates their separation. The separation is based on the difference in separation between the mobile and stationary phases. Substances thus separated can then be analyzed for partial chemical composition.

[120] Таким образом, электронное устройство 104 также выполнено с возможностью получать частичный химический состав вещества (т.е. газовых фракций по мере того как они перемещаются через ряд рабочих камер 112) по мере того как оно проходит через ряд рабочих камер 112. Например, указание на частичный химический состав может быть получено с блока 130 хроматографа, который анализирует образцы фракций газа, взятые с одной или нескольких точек потока вещества через ряд рабочих камер 112 по мере того как вещество перерабатывается на фракции в ряде рабочих камер 112.[120] Thus, the electronic device 104 is also configured to obtain the partial chemical composition of the substance (i.e., gas fractions as they move through the row of working chambers 112) as it passes through the row of working chambers 112. For example , an indication of the partial chemistry can be obtained from a chromatograph unit 130, which analyzes gas fraction samples taken from one or more points in the flow of a substance through a series of working chambers 112 as the material is processed into fractions in a series of working chambers 112.

[121] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, блок 130 хроматографа получает образцы, собранные на одном или нескольких промежуточных выходных каналах 118 одной или нескольких из ряда рабочих камер 112 и передает их частичный химический состав электронному устройству 104. Указание на частичный химический состав может быть получено электронным устройством 104 с помощью сети 105 передачи данных.[121] In some embodiments of the present technology, the chromatograph unit 130 receives samples collected from one or more intermediate output channels 118 of one or more of a number of working chambers 112 and transfers their partial chemical composition to the electronic device 104. An indication of the partial chemical composition may be received by electronic device 104 via data network 105.

[122] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, блок 130 хроматографа анализирует не весь химический состав газовых фракций, а только частичный химический состав газовых фракций. Конкретные компоненты газовых фракций измеряются как часть частичного химического состава вещества определяются заранее оператором газоперерабатывающего предприятия 102. В конкретном примере, подмножество химических компонентов газовых фракций, которые существенно влияют на качество и/или состав конечного продукта, выбираются как часть анализа частичного химического состава, выполняемого на блоке 130 хроматографа.[122] In some embodiments of the present technology, the chromatograph unit 130 does not analyze the entire chemical composition of the gas fractions, but only a partial chemical composition of the gas fractions. Specific constituents of the gas fractions are measured as part of the partial chemical composition of the substance determined in advance by the operator of the gas processing plant 102. In a specific example, a subset of the chemical constituents of the gas fractions that significantly affect the quality and / or composition of the final product are selected as part of the partial chemical analysis performed on block 130 of the chromatograph.

[123] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, блок 130 хроматографа измеряет частичный химический состав газовых фракций через заранее определенные временные интервалы. Заранее определенные временные интервалы могут составлять каждые 5 минут, каждые 60 минут и так далее. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, показание частичного химического состава может быть отложено (т.е. не в режиме реального времени). Это особенно важно, когда частичный химический состав получают из удаленной тестовой лаборатории (т.е. когда блок 130 хроматографа находится удаленно от газоперерабатывающего предприятия 102).[123] In some embodiments of the present technology, the chromatograph unit 130 measures the partial chemistry of the gas fractions at predetermined time intervals. The predefined time slots can be every 5 minutes, every 60 minutes, and so on. In some embodiments of the present technology, the partial chemistry reading may be delayed (i.e., not in real time). This is especially important when the partial chemistry is obtained from a remote test laboratory (ie, when the chromatograph unit 130 is remote from the gas processing plant 102).

[124] Со ссылкой на Фиг. 2, электронное устройство 104 выполнено с возможностью выполнять три процедуры - процедуру 202 физической модели, процедуру 204 термодинамической модели и процедуру 206 алгоритма машинного обучения (MLA). В широком смысле, можно сказать, что электронное устройство 104 запрограммировано выполнять процедуру 202 физической модели, процедуру 204 термодинамической модели и процедуру 206 алгоритма машинного обучения (MLА).[124] With reference to FIG. 2, electronic device 104 is configured to perform three procedures — physical model procedure 202, thermodynamic model procedure 204, and machine learning algorithm (MLA) procedure 206. Broadly speaking, the electronic device 104 can be said to be programmed to execute the physical model routine 202, the thermodynamic model routine 204, and the machine learning algorithm (MLA) routine 206.

[125] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, процедура 202 физической модели, процедура 204 термодинамической модели и процедура 206 алгоритма машинного обучения (MLA) представляют собой программные процедуры и, таким образом, электронное устройство 104 может сохранять (в памяти 210) исполняемые на машине инструкции, выполнение которых инициирует процессор 212 электронного устройства 104 выполнять процедуру 202 физической модели, процедуру 204 термодинамической модели и процедуру 206 алгоритма машинного обучения (MLA), как будет описано далее.[125] In some embodiments of the present technology, the physical model routine 202, the thermodynamic model routine 204, and the machine learning algorithm (MLA) routine 206 are software routines and thus the electronic device 104 can store (in memory 210) those executable on the machine. instructions that cause processor 212 of electronic device 104 to execute physical model routine 202, thermodynamic model routine 204, and machine learning algorithm (MLA) routine 206, as will be described later.

[126] В альтернативных вариантах осуществления технологии, каждая из процедуры 202 физической модели, процедуры 204 термодинамической модели и процедуры 206 алгоритма машинного обучения (MLA) может выполняться соответствующими электронными устройствами (не показано), которые обладают процессорами и машиночитаемыми кодами для выполнения процедур, которые будут описаны далее.[126] In alternative embodiments of the technology, each of the physical model routine 202, thermodynamic model routine 204, and machine learning algorithm (MLA) routine 206 may be executed by appropriate electronic devices (not shown) that have processors and machine-readable codes to perform routines that will be described below.

[127] Естественно, процедура 202 физической модели, процедура 204 термодинамической модели и процедура 206 алгоритма машинного обучения (MLA) могут осуществляться в любой комбинации прикладного программного, аппаратного, системного программного обеспечения или их сочетания.[127] Naturally, the physical model routine 202, thermodynamic model routine 204, and machine learning algorithm (MLA) routine 206 may be implemented in any combination of application software, hardware, system software, or a combination thereof.

[128] Также в рамках архитектуры, показанной на Фиг. 2, представлена внешняя память 240. Следует отметить, что в альтернативных вариантах осуществления технологии, внешняя память 240 может быть реализована как часть памяти 210. В дополнительных альтернативных вариантах осуществления настоящей технологии, внешняя память 240 может быть реализована в распределенном виде.[128] Also within the architecture shown in FIG. 2, external memory 240 is illustrated. Note that in alternative embodiments of the technology, external memory 240 may be implemented as part of memory 210. In additional alternative embodiments of the present technology, external memory 240 may be implemented in a distributed fashion.

[129] Внешняя память 240 может сохранять данные, представляющие одно или несколько из следующего:[129] External memory 240 may store data representing one or more of the following:

• исторические и текущие показатели одного или нескольких датчиков 117 процесса;• historical and current indicators of one or more sensors 117 of the process;

• исторический частичный состав газовой фракции на данном этапе промышленного процесса в прошлом;• historical partial composition of the gas fraction at this stage of the industrial process in the past;

• результаты анализа химического состава газа (фактические результаты, полученные в прошлом);• results of analysis of the chemical composition of the gas (actual results obtained in the past);

• мета-описание системы 100 и ее компонентов.• meta-description of system 100 and its components.

[130] Далее будет представлено описание каждой из процедуры 202 физической модели, процедуры 204 термодинамической модели и процедуры 206 алгоритма машинного обучения (MLA).[130] A description of each of the physical model procedure 202, thermodynamic model procedure 204, and machine learning algorithm (MLA) procedure 206 will now be presented.

[131] Процедура 202 физической модели [131] Procedure 202 physical model

[132] В широком смысле, цель процедуры 202 физической модели может быть описана следующим образом. Фактический измеренный химический состав определяется на каждом этапе. Дополнительно, блок 130 хроматографа анализирует частичный состав образцов, но не анализирует выходной поток (верхнего и нижнего промежуточных выходных каналов 118 соответствующей рабочей камеры). Тем не менее, варианты осуществления настоящей технологии требуют, в качестве входящего потока для процедуры 204 термодинамической модели, указание на фракции, выходящие с обоих - верхнего и нижнего промежуточных выходных каналов 118. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, процедура 202 физической модели дополнительно использует заранее определенный эвристический анализ.[132] In a broad sense, the purpose of the physical model procedure 202 can be described as follows. The actual measured chemistry is determined at each stage. Additionally, block 130 chromatograph analyzes the partial composition of the samples, but does not analyze the output stream (upper and lower intermediate outlet channels 118 of the corresponding working chamber). However, embodiments of the present technology require, as input to the thermodynamic model routine 204, an indication of the fractions exiting both the upper and lower intermediate exit channels 118. In some embodiments of the present technology, the physical model routine 202 additionally uses in advance certain heuristic analysis.

[133] Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, процедура 202 физической модели основывается на следующих предпосылках. Время, которое необходимо газовой фракции для прохождения одной из ряда рабочих камер 112, является константой (время_задержки). Другими словами, время, необходимое газовой фракции для прохождения от входного канала к верхнему выходному каналу и внешнему выходному каналу, остается одинаковым (время_задержки).[133] Without being limited to any particular theory, the physical model procedure 202 is based on the following premises. The time it takes for the gas fraction to pass one of the row of working chambers 112 is constant (lag_time). In other words, the time it takes for the gas fraction to travel from the inlet to the upper outlet and the outer outlet remains the same (lag_time).

[134] Путь, который проходит газовая фракция через одну из ряда рабочих камер 112, может быть разделен на три этапа. На первом этапе, вся газовая фракция, которая входит в одну из ряда рабочих камер 112, сконцентрирована в одной точке (близко к пересечению промежуточного входного канала 120 и входной трубы, которая ведет к нему). На втором этапе, газовая фракция равно распределяется в одной из ряда рабочих камер 112. На последнем этапе концентрация конкретной газовой фракции уменьшается в (1+conc) раз, где conc - это отношение массы конкретной газовой фракции к общей массе газовой фракции в ряду рабочих камер 112.[134] The path that the gas fraction passes through one of the row of working chambers 112 can be divided into three stages. In the first step, all of the gas fraction that enters one of the row of working chambers 112 is concentrated at one point (close to the intersection of the intermediate inlet 120 and the inlet pipe that leads to it). At the second stage, the gas fraction is equally distributed in one of the number of working chambers 112. At the last stage, the concentration of a particular gas fraction is reduced by a factor of (1 + conc), where conc is the ratio of the mass of a particular gas fraction to the total mass of the gas fraction in the row of working chambers 112.

[135] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, процедура 204 термодинамической модели создается на основе известных (измеренных) параметров. В качестве неограничивающего примера, процедура 204 термодинамической модели создается на основе известных (измеренных) значений параметров обработки. Параметр время_задержки может определяться на основе числа нагревательных плит. Альтернативно, параметр время_задержки может создаваться умножением числа нагревательных плит (которые пересекаются с входной трубой) и верхнего промежуточного выходного канала 118, умноженного на время, которое необходимо газовой фракции для прохождения через нагревательную плиту. Дополнительно используется параметр conc, который создается как средняя масса газовой фракции (например, входящей в одну из ряда рабочих камер 112 за заранее определенный временной период, например, за секунду) из общей массы газовой фракции в данной одной из ряда рабочих камер 112.[135] In some embodiments of the present technology, the thermodynamic model routine 204 is generated based on known (measured) parameters. As a non-limiting example, the thermodynamic model routine 204 is generated based on the known (measured) values of the processing parameters. The delay_time parameter can be determined based on the number of hot plates. Alternatively, the delay_time parameter can be created by multiplying the number of hot plates (which intersect with the inlet pipe) and the upper intermediate outlet 118 multiplied by the time it takes for the gas fraction to pass through the hot plate. Additionally, the parameter conc is used, which is created as the average mass of the gas fraction (for example, entering one of the series of working chambers 112 for a predetermined time period, for example, per second) from the total mass of the gas fraction in this one of the number of working chambers 112.

[136] Процедура 202 физической модели использует математические модели для создания вектора V, где данная итерация i вектора V представляет собой массу газовой фракции (заранее определенного химического состава), которая выходит из конкретного промежуточного выходного канала 118 через i минут после запуска данной порции. После создания вектора V (и зная значения верхнего и нижнего выходных каналов), эвристический анализ может быть применен для определения в каждую минуту (или любой другой временной интервал) массы газовой фракции, выходящей через верхний и нижний промежуточные выходные каналы 118.[136] The physical model routine 202 uses mathematical models to create a vector V, where a given iteration i of vector V is the mass of a gas fraction (predetermined chemical composition) that exits a particular intermediate outlet 118 i minutes after that batch is triggered. Once the vector V has been generated (and knowing the values of the upper and lower output channels), heuristic analysis can be applied to determine, at every minute (or any other time interval), the mass of the gas fraction exiting through the upper and lower intermediate outputs 118.

[137] Созданные векторы V могут быть организованы в векторную матрицу М. В качестве примера, предположим, что данная газовая фракция, которая входит в данный[137] The generated vectors V can be organized into a vector matrix M. As an example, assume that a given gas fraction, which is included in a given

промежуточный входной канал 120 в момент времени t, которая была разделена через верхний промежуточный выходной канал 118, равна сумме всех элементов матрицы М, расположенных на диагонали, которая определена индексом (t, 0), (t+1, 1), …, (t+i, i) и т.д.intermediate input channel 120 at time t, which was divided through the upper intermediate output channel 118, is equal to the sum of all elements of the matrix M located on the diagonal, which is defined by the index (t, 0), (t + 1, 1), ..., ( t + i, i) etc.

Это выражение представляет конкретные средние (взвешенные) значения всех входящих газовых фракции таким образом, что все взвешенные значения складываются в одно. Выход каждой газовой фракции на данном 118 обладает коэффициентом запаздывания, который коррелирует с временной задержкой данного выходного канала по отношению к началу процесса.This expression represents the specific average (weighted) values of all incoming gas fractions in such a way that all the weighted values are added to one. The output of each gas fraction at a given 118 has a lag coefficient that correlates with the time delay of a given outlet channel relative to the beginning of the process.

[138] Со ссылкой на Фиг. 3, в соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, процедура 202 физической модели выполнена с возможностью получать указание на временную задержку 302 и указание на частичный химический состав вещества 304.[138] With reference to FIG. 3, in accordance with non-limiting embodiments of the present technology, the physical model routine 202 is configured to obtain an indication of a time lag 302 and an indication of a partial chemical composition of a substance 304.

[139] Указание на время задержки 302 - это время задержки, относящееся к процессу промышленной переработки при прохождении вещества через газоперерабатывающее предприятие 102 от главного входного канала 106 сырья до главного выходного канала 108 переработанного вещества.[139] The reference to the delay time 302 is the delay time related to the industrial processing process as the substance passes through the gas processing plant 102 from the main feed inlet 106 to the main processed substance outlet 108.

[140] Процедура 202 физической модели, выполняемая электронным устройство 104 выполнена с возможностью создавать, на основе по меньшей мере времени задержки и частичного химического состава фракции вещества, прогнозируемое указание на полный химический состав 306 газовой фракции по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах 120.[140] The physical model routine 202 performed by the electronic device 104 is configured to generate, based on at least the lag time and the partial chemical composition of the material fraction, a predicted indication of the total chemical composition 306 of the gas fraction in at least some intermediate inlets 120.

[141] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, процедура 202 физической модели выполнена с возможностью определять полный химический состав 306 газовой фракции на каждом промежуточном канале 120. Последнее особенно характерно (но не ограничивается) для тех вариантов осуществления технологии, где указание на частичный химический состав вещества 304 получают от каждого из промежуточных выходных каналов 118).[141] In some embodiments of the present technology, the physical model routine 202 is configured to determine the overall chemical composition 306 of the gas fraction at each intermediate channel 120. The latter is especially characteristic (but not limited) to those embodiments of the technology where an indication of the partial chemical composition substances 304 are obtained from each of the intermediate exit channels 118).

[142] В некоторых дополнительных вариантах осуществления настоящей технологии, процедура 202 физической модели выполнена с возможностью определять полный химический состав 306 газовой фракции сырья, когда оно входит в главный входной канал 106 сырья (дополнительно или вместо к полному химическому составу 306 газовой фракции на некоторых или всех промежуточных выходных каналах 120).[142] In some additional embodiments of the present technology, the physical model routine 202 is configured to determine the overall composition 306 of the gas fraction of the feed when it enters the main inlet 106 of the feed (in addition to or instead of the total chemical composition 306 of the gas fraction on some or all intermediate output channels 120).

[143] В широком смысле, на основе временной задержки и показателя полученного частичного химического состава, процедура 202 физической модели "восстанавливает" полный химический состав газовой фракции по мере того как она "проходит" через газоперерабатывающее предприятие 102. В качестве конкретного примера (но не ограничения), полученный частичный состав может представлять собой частичный химический состав газовой фракции, когда она выходит из каждой (или некоторых) из ряда рабочих камер 112 (т.е. химический состав газовой фракции, измеряемый на промежуточном выходном канале 118), а восстановленный полный химический состав может представлять собой химический состав газовой фракции, когда она входит в соответствующую каждую (или некоторые) из ряда рабочих камер 112 (т.е. на каждом из промежуточных каналов 120).[143] Broadly, based on the time lag and the resulting partial chemistry, the physics model procedure 202 "restores" the complete chemistry of the gas fraction as it "passes" through the gas processing plant 102. As a specific example (but not limitations), the resulting partial composition may be the partial chemical composition of the gas fraction as it exits each (or some) of the series of working chambers 112 (i.e., the chemical composition of the gas fraction measured at the intermediate outlet 118), and the recovered total the chemical composition can be the chemical composition of the gas fraction when it enters the respective each (or some) of the number of working chambers 112 (ie, each of the intermediate channels 120).

[144] Процедура 204 термодинамической модели [144] Procedure 204 of the thermodynamic model

[145] В широком смысле, процедура 204 термодинамической модели используется для моделирования процесса переработки на газоперерабатывающем предприятии 102. Без установления каких-либо ограничений конкретной теорией, моделирование процесса переработки выполняется в среде, где отсутствуют / недоступны конкретные измерения. Конкретнее, процедура 204 термодинамической модели создает некоторые из необнаруженных параметров процесса промышленной переработки на основе конкретных обнаруженных или иным образом ставших известными параметров процесса промышленной переработки и/или полного химического состава вещества (или фракции вещества), которое является субъектом процесса промышленной переработки.[145] Broadly, the thermodynamic model procedure 204 is used to simulate the refining process at the gas refinery 102. Without being bound by any particular theory, the refining process simulations are performed in an environment where specific measurements are not / are not available. More specifically, the thermodynamic model procedure 204 creates some of the undetected parameters of the industrial processing process based on specific discovered or otherwise known parameters of the industrial processing process and / or the total chemical composition of the substance (or fraction of the substance) that is the subject of the industrial processing process.

[146] Процедура 204 термодинамической модели создается на основе исторических данных (фактических измеренных параметров процесса, фактического измеренного частичного химического газовой фракции), а также данных, созданных процедурой 202 физической модели (т.е. симулированных данных).[146] The thermodynamic model routine 204 is generated from historical data (actual measured process parameters, actual measured chemical gas fraction), as well as data generated by the physical model routine 202 (ie, simulated data).

[147] На Фиг. 4 процедура термодинамической модели 204 в качестве входных данных использует: полный химический состав 306 газовой фракции по меньшей мере на некоторых из промежуточных входных каналов 120 (созданных процедурой 202 физической модели) и измеренные исторические данные 308. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, процедура 204 термодинамической модели также может использовать, в качестве вспомогательных входных данных, дополнительные данные 310 (например, параметры процесса и так далее).[147] FIG. 4, the thermodynamic model routine 204 uses as input: the total chemistry 306 of the gas fraction in at least some of the intermediate inlets 120 (generated by the physical model routine 202) and the measured historical data 308. In some embodiments of the present technology, the thermodynamic routine 204 the model can also use, as ancillary input, additional data 310 (eg, process parameters, and so on).

[148] Процедура 204 термодинамической модели выполнена с возможностью создавать, на основе введенной информации, воссозданный параметр 412 процесса. Воссозданный параметр 412 процесса представляет собой один или несколько параметров, которые не являются измерениями и/или не доступны из процедуры 202 физической модели.[148] The procedure 204 of the thermodynamic model is configured to create, based on the input information, a reconstructed process parameter 412. The recreated process parameter 412 is one or more parameters that are not measured and / or not available from the physical model routine 202.

[149] Конкретнее, процедура 204 термодинамической модели выполнена с возможностью создавать, в качестве воссозданного параметра 412 процесса, одно или несколько из: параметр процесса на любом заданном этапе или в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки; и полный химический состав вещества на любом заданном этапе и в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки.[149] More specifically, the thermodynamic model routine 204 is configured to create, as the reconstructed process parameter 412, one or more of: a process parameter at any given stage or at any given time in an industrial processing process; and the complete chemical composition of the substance at any given stage and at any given time in the industrial processing process.

[150] После создания и проверки процедуры 204 термодинамической модели (как будет более подробно описано далее), процедура 204 термодинамической модели выполнена с возможностью создавать любую недостающую информацию о процессе промышленной переработки и/или веществе (газовая фракция), которое проходит процесс промышленной переработки. Дополнительно или альтернативно, процедура 204 термодинамической модели позволяет идентифицировать те датчики параметров процесса, которые вышли из строя и выдают неправильные показатели.[150] After creating and validating the thermodynamic model routine 204 (as described in more detail below), the thermodynamic model routine 204 is configured to generate any missing information about the industrial processing process and / or the substance (gas fraction) that is being industrialized. Additionally or alternatively, the thermodynamic model procedure 204 allows the identification of those process variable sensors that are out of order and give incorrect readings.

[151] Процедура 206 MLA [151] Procedure 206 MLA

[152] В широком смысле, MLA 260, после обучения (как будет более подробно описано далее) выполнен с возможностью создавать прогноз химического состава вещества (или газовой фракции) на любом заданном этапе процесса промышленной переработки для данного момент во времени в будущем на основе текущих на тот момент параметров процесса. Другими словами, MLA 260 выполнен с возможностью прогнозировать параметр процесса для будущего момента во времени, и будущие моменты во времени представляют собой тот же или более поздний момент времени, чем измерение "текущего на тот момент параметра процесса".[152] In a broad sense, MLA 260, after training (as will be described in more detail below), is configured to generate a prediction of the chemical composition of a substance (or gas fraction) at any given stage of the industrial processing process for a given point in time in the future based on current at that point in the process parameters. In other words, the MLA 260 is configured to predict a process variable for a future point in time, and future points in time represent the same or later point in time than the "current process variable" measurement.

[153] В конкретном варианте осуществления технологии, горизонт предсказания будущего зависит от частоты показаний параметров процесса и/или частоты показаний частичного химического состава, который использовался для обучения MLА.[153] In a particular embodiment of the technology, the horizon for predicting the future depends on the frequency of readings of the process parameters and / or the frequency of readings of the partial chemistry that was used to train the MLA.

[154] На Фиг. 5 сначала описан обучающий процесс процедуры 206 MLА. В соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, процедуре 206 MLA "скармливается" обучающий объект 502, причем обучающий объект 502 представляет собой множество обучающих объектов 504. Обучающий объект 502 (пример множества обучающих объектов 504) содержит целевой компонент 506 и компонент 508 признаков.[154] FIG. 5 first describes the training process of procedure 206 MLA. In accordance with non-limiting embodiments of the present technology, the MLA procedure 206 is “fed” a training object 502, wherein the training object 502 is a plurality of training objects 504. A training object 502 (an example of a plurality of training objects 504) comprises a target component 506 and a feature component 508.

[155] Целевой компонент 506 является фактическим (в реальном времени) полным химическим составом вещества (или газовой фракции) в данный момент процесса промышленной переработки. Компонент 508 признаков представляет собой параметры процесса, связанные с целевым компонентом 506 (т.е. взятым в тот же момент времени / на данном этапе процесса промышленной переработки). Содержимое компонента 508 признаков может представлять собой показатели одного или нескольких датчиков 117 процесса, причем один или несколько датчиков 117 процесса, находящихся на данном этапе промышленного процесса, связаны с полным химическим составом вещества (или газовой фракции).[155] Target component 506 is the actual (in real time) total chemical composition of a substance (or gas fraction) at a given point in the industrial processing. Feature component 508 represents process parameters associated with the target component 506 (ie, taken at the same time / stage of the industrial processing process). The content of the feature component 508 may represent one or more process sensors 117, with one or more process sensors 117 present at a given stage in the industrial process associated with the overall chemical composition of the substance (or gas fraction).

[156] Таким образом, можно сказать, что в соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, обучающий объект 502 из множества обучающих объектов 504 создается на основе информации, полученной от одного или нескольких датчиков 117 процесса, и полного химического состава, созданного процедурой 204 термодинамической модели. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, результат процедуры 204 термодинамической модели используется для обучения процедуры 206 MLA только после проверки результата процедуры 204 термодинамической модели. То, как проверяется результат процедуры 204 термодинамической модели, будет описано далее.[156] Thus, it can be said that in accordance with non-limiting embodiments of the present technology, a learning object 502 from a plurality of learning objects 504 is created based on information received from one or more process sensors 117 and the total chemistry generated by the thermodynamic procedure 204. models. In some embodiments of the present technology, the result of the thermodynamic model routine 204 is used to train the MLA routine 206 only after verifying the result of the thermodynamic model routine 204. How the result of the thermodynamic model procedure 204 is verified will be described later.

[157] Как часть обучающего процесса, процедуре 206 MLA скармливается множество обучающих объектов 504 для создания формулы 510 MLА. Формула 510 MLА, в некотором смысле, обучается корреляции и/или скрытым взаимоотношениям информации, полученной от одного или нескольких датчиков 117 процесса и соответствующего полного химического состава, создаваемого процедурой 204 термодинамической модели.[157] As part of the training process, the MLA procedure 206 is fed a plurality of training objects 504 to create the MLA formula 510. The MLA Formula 510, in a sense, learns the correlation and / or latent relationship of information received from one or more process sensors 117 and the corresponding total chemistry generated by the thermodynamic model routine 204.

[158] После обучения (и проверки), процедура 206 MLА (использование формулы 510 MLA) выполняется для прогноза полного химического состава вещества (или газовой фракции) на любом заданном этапе процесса промышленной переработки на основе текущего на тот момент параметра процесса промышленной переработки.[158] After training (and validation), procedure 206 MLA (using the 510 MLA formula) is performed to predict the total chemical composition of a substance (or gas fraction) at any given stage of the industrial processing process based on the then current industrial processing parameter.

[159] Конкретнее, формула 510 MLA получает рабочий объект 512 (например, показатель фактического параметра процесса в заданный момент в будущем) и результаты рабочего прогноза 514. Рабочий объект 512, например, показатель параметра процесса от одного или нескольких датчиков 117 процесса и рабочего прогноза 514, представляет собой прогнозируемый полный химический состав газовой фракции (в заданный момент времени в будущем или в любой момент времени далее, в рамках диапазона прогнозирования формулы 510 MLА). Другими словами, следует отметить, что рабочий прогноз 514 может быть сделан для любого текущего момента во времени (т.е. "сейчас") в отношении заданного момента в будущем (т.е. времени, когда снимается показатель в отношении рабочего объекта 512) или для конкретного горизонта в будущем. Рабочий прогноз 514 может использоваться для контроля за процессом промышленной переработки с помощью электронного устройства 104.[159] More specifically, the MLA formula 510 receives a work object 512 (eg, an actual process variable at a given time in the future) and the results of a work forecast 514. A work object 512, for example, a process variable metric from one or more process sensors 117 and a work forecast 514 represents the predicted total gas fraction chemistry (at a given time in the future or at any time thereafter, within the predicted range of Formula 510 MLA). In other words, it should be noted that the work forecast 514 can be made for any current moment in time (i.e., "now") with respect to a given moment in the future (i.e., the time when the metric is taken against the work object 512) or for a specific horizon in the future. Work forecast 514 can be used to monitor industrial processing with electronic device 104.

[160] Например, электронное устройство 104, на основе рабочего прогноза 514 полного химического состава газовой фракции на данном этапе процесса промышленной переработки может определять наиболее оптимальную настройку параметров процесса и корректировать параметры процесса до этой оптимальной настройки.[160] For example, the electronic device 104, based on the working forecast 514 of the total chemical composition of the gas fraction at a given stage of the industrial processing process, can determine the most optimal setting of the process parameters and adjust the process parameters to this optimal setting.

[161] Формула 510 MLА может создаваться с помощью одной или нескольких моделей. Далее следуют примеры некоторых моделей, которые могут использоваться для создания формулы 510 MLА.[161] Formula 510 MLA can be created using one or more models. The following are examples of some of the models that can be used to create a 510 MLA formula.

[162] Lasso-регрессия, т.е. линейная регрессия с L1-регуляризацией, которая позволяет игнорировать явно нерелевантные признаки.[162] Lasso regression, i.e. linear regression with L1-regularization, which allows you to ignore clearly irrelevant features.

[163] Последовательность (конвейер), использующий стандартную обработку нетипичных значений, которая заменяет аномально высокие или аномально низкие значения на заранее определенное пороговое значение. Заранее определенное пороговое значение может основываться на исторических экстремумах, а также на Lasso-регрессии.[163] A sequence (pipeline) using standard out-of-order processing that replaces abnormally high or abnormally low values with a predetermined threshold value. The predefined threshold can be based on historical extremes as well as Lasso regression.

[164] LightGBM, модель на основе деревьев решений с использованием легкого градиентного бустинга.[164] LightGBM, decision tree model using light gradient boosting.

[165] Процедуры проверки и корректировки [165] Verification and Adjustment Procedures

[166] В соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, электронное устройство 104 далее выполнено с возможностью выполнять одну или несколько процедур проверки моделей и/или одну или несколько процедур корректировки моделей. В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящей технологии одна или несколько процедур проверки моделей и/или одна или несколько процедур корректировки моделей выполняются с учетом временной природы параметров, связанных с процессом промышленной переработки. Например, отсортированные по времени обучающие объекты могут быть разделены на к частей. Обучение модели, используемой для прогнозирования jого значения (где 1 < j ≤ k) представляет собой обучение с использованием (j-1) из k частей.[166] In accordance with non-limiting embodiments of the present technology, electronic device 104 is further configured to perform one or more model checking procedures and / or one or more model updating procedures. In some non-limiting embodiments of the present technology, one or more model checking procedures and / or one or more model adjusting procedures are performed taking into account the temporal nature of parameters associated with the industrial processing process. For example, training objects sorted by time can be divided into k parts. Education model used to predict the value of j th (where 1 <j ≤ k) represents the training using the (j-1) of the k parts.

[167] В соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, электронное устройство 104 выполнено с возможностью проверять результат процедуры 204 термодинамической модели. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, результат процедуры 204 термодинамической модели проверяется до того как результат процедуры термодинамической модели 204 используется для обучения процедуры 206 MLA. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, результат процедуры 204 термодинамической модели используется для обучения процедуры 206 MLA в ответ на положительный итог проверки результата.[167] In accordance with non-limiting embodiments of the present technology, the electronic device 104 is configured to check the result of the thermodynamic model routine 204. In some embodiments of the present technology, the result of the thermodynamic model procedure 204 is validated before the result of the thermodynamic model procedure 204 is used to train the MLA procedure 206. In some embodiments of the present technology, the result of the thermodynamic model routine 204 is used to train the MLA routine 206 in response to a positive result verification result.

[168] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, проверка процедуры 204 термодинамической модели может выполняться следующим образом. Следует учитывать, что процедура 204 термодинамической модели создается на основе исторических данных (фактических измеренных параметров процесса, фактического измеренного частичного химического газовой фракции), а также данных, созданных процедурой 202 физической модели (т.е. симулированные данные).[168] In some embodiments of the present technology, verification of the thermodynamic model routine 204 may be performed as follows. It will be appreciated that the thermodynamic model routine 204 is generated based on historical data (actual measured process parameters, actual measured chemical gas fraction), as well as data generated by the physical model routine 202 (i.e., simulated data).

[169] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, процедура 204 термодинамической модели далее создается на основе вспомогательных данных 310. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, вспомогательные данные 310 включают в себя фактические показатели параметров процесса. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, создание процедуры 204 термодинамической модели включает в себя создание процедуры 204 термодинамической модели с помощью подмножества параметров процесса, исключая данный параметр процесса; и проверка процедуры 204 термодинамической модели включает в себя: сравнение созданного значения для данного параметра процесса с фактическим значением данного параметра процесса.[169] In some embodiments of the present technology, the thermodynamic model routine 204 is then generated based on the auxiliary data 310. In some embodiments of the present technology, the auxiliary data 310 includes actual process parameters. In some embodiments of the present technology, creating a thermodynamic model routine 204 includes creating a thermodynamic model routine 204 using a subset of process parameters excluding that process parameter; and checking the thermodynamic model procedure 204 includes: comparing the generated value for the given process variable with the actual value of the given process variable.

[170] Например, обучение процедуры 204 термодинамической модели может использовать, в качестве вспомогательных данных 310, показатель температуры, в этом случае созданное значение давления используется для сравнения с фактическим показателем давления. Если созданное значение и фактические значение находятся в пределах заранее определенной погрешности, процедура 204 термодинамической модели будет считаться проверенной. Если созданное значение и фактические значение не находятся в пределах заранее определенной погрешности, процедура 204 термодинамической модели корректируется. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, корректировка может выполняться как итеративная калибровка по меньшей мере одной из процедуры 202 физической модели и процедуры 204 термодинамической модели до тех пор пока не будет получен положительный итог проверки процедуры 204 термодинамической модели.[170] For example, training a thermodynamic model routine 204 may use a temperature reading as ancillary data 310, in which case the generated pressure value is used for comparison with the actual pressure reading. If the generated value and the actual value are within a predetermined error, the thermodynamic model procedure 204 will be considered valid. If the generated value and the actual value are not within a predetermined error, the thermodynamic model routine 204 is corrected. In some embodiments of the present technology, the adjustment may be performed as an iterative calibration of at least one of the physical model procedure 202 and the thermodynamic model procedure 204 until a positive test is obtained for the thermodynamic model procedure 204.

[171] В некоторых неограничивающих вариантах осуществления настоящей технологии, электронное устройство 104 выполнено с возможностью применять модель корректировки 5 для процедуры 204 термодинамической модели. В конкретном варианте осуществления, модель корректировки для термодинамической модели представляет собой линейную модель корректировки. Линейная модель корректировки может быть основана на заранее определенных значений различных коэффициентов обработки.[171] In some non-limiting embodiments of the present technology, the electronic device 104 is configured to apply the correction model 5 to the thermodynamic model procedure 204. In a particular embodiment, the adjustment model for the thermodynamic model is a linear adjustment model. The linear adjustment model can be based on predetermined values of various processing factors.

[172] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, электронное 10 устройство 106 выполнено с возможностью использовать метрику проверки MLA для проверки процедуры 206 MLA. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, используется метрика средней абсолютной ошибки (МАРЕ), следующим образом:[172] In some embodiments of the present technology, electronic device 106 is configured to use an MLA validation metric to validate the MLA procedure 206. In some embodiments of the present technology, the mean absolute error (MAPE) metric is used as follows:

Figure 00000004
Figure 00000004

[173] где:[173] where:

[174] с - анализируемое вещество;[174] c - analyte;

[175] n - число измерений;[175] n is the number of measurements;

[176] i - номер данного измерения;[176] i is the number of this dimension;

[177] t - момент времени, когда выполняется прогноз;[177] t is the point in time when the forecast is performed;

[178] h - временной интервал прогноза;[178] h - forecast time interval;

[179] А(с, t + h)i фактическое измерение за время t + h;[179] A (s, t + h) i actual measurement at time t + h;

[180] F(c, t)i прогнозируемое значение для измерения, созданное с помощью термодинамической модели для времени t. [180] F (c, t) i is the predicted value for measurement generated by the thermodynamic model for time t.

[181] В широком смысле, метрика МАРЕ указывает на среднюю ошибку прогнозирования, выраженную в процентах. Сначала метрика МАРЕ вычисляет дисперсию между каждым прогнозируемым значением и соответствующим фактическим показанием; метрика МАРЕ далее выражает дисперсию в процентах в отношении фактического показания и, наконец, значения в процентах усредняются для получения окончательной метрики МАРЕ.[181] Broadly, the MAPE metric indicates the mean prediction error expressed as a percentage. First, the MAPE metric calculates the variance between each predicted value and the corresponding actual reading; the MAPE metric further expresses the percent variance of the actual reading and finally the percentages are averaged to arrive at the final MAPE metric.

[182] На основе метрики МАРЕ может быть получен вектор оценки качества. В соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящей технологии, данный вектор оценки качества связан с ошибками прогнозирования MLA для данного анализируемого компонента. Конкретнее, данный вектор оценки качества может быть выражен следующим образом:[182] Based on the MAPE metric, a quality score vector can be obtained. In accordance with non-limiting embodiments of the present technology, a given quality score vector is associated with MLA prediction errors for a given analyte. More specifically, this vector of quality assessment can be expressed as follows:

Figure 00000005
Figure 00000005

[183] В которой:[183] In which:

[184] ВА - оцениваемый MLA;[184] VA - assessed MLA;

[185] ci - компонент вещества;[185] c i is a component of a substance;

[186] MAPE(ci) - ошибка прогноза для компонента ci.[186] MAPE (ci) - forecast error for component ci.

[187] В альтернативных вариантах осуществления технологии, формула МАРЕ может быть выражена следующим образом.[187] In alternative embodiments of the technology, the MAPE formula may be expressed as follows.

Figure 00000006
Figure 00000006

[188] uде[188] ude

[189] с - анализируемое вещество;[189] c - analyte;

[190] n - число измерений;[190] n is the number of measurements;

[191] Ai - фактическое значение измерение;[191] Ai - actual measurement value;

[192] Fi является прогнозируемым значением для измерения, созданного с помощью термодинамической модели для времени t.[192] Fi is the predicted value for the measurement generated by the thermodynamic model for time t.

[193] В другом неограничивающем варианте осуществления настоящей технологии, может использоваться метрика CORR. Метрика CORR может быть выражена следующим образом.[193] In another non-limiting embodiment of the present technology, the CORR metric may be used. The CORR metric can be expressed as follows.

Figure 00000007
Figure 00000007

[194] где[194] where

[195] с - анализируемое вещество;[195] c - analyte;

[196] n - число измерений;[196] n is the number of measurements;

[197] i - номер данного измерения;[197] i is the number of this dimension;

[198] Ai - фактическое значение измерение;[198] Ai - actual measurement value;

[199] Fi является прогнозируемым значением для измерения, созданного с помощью термодинамической модели для времени t.[199] Fi is the predicted value for the measurement generated by the thermodynamic model for time t.

[200] Метрика CORR указывает на корреляцию и/или наличие (и силу) линейной 15 корреляции между прогнозом, выдаваемым MLA, и фактическими показателями. Чем выше значение метрики CORR, тем сильнее линейная корреляция.[200] The CORR metric indicates the correlation and / or the presence (and strength) of a linear 15 correlation between the MLA's prediction and actual performance. The higher the CORR metric, the stronger the linear correlation.

[201] В другом неограничивающем варианте осуществления настоящей технологии, может использоваться метрика RMSE. Метрика RMSE может быть выражена следующим образом:[201] In another non-limiting embodiment of the present technology, the RMSE metric may be used. The RMSE metric can be expressed as follows:

Figure 00000008
Figure 00000008

[202] где:[202] where:

[203] с - анализируемое вещество;[203] c - analyte;

[204] n - число измерений;[204] n is the number of measurements;

[205] i - номер данного измерения;[205] i is the number of this dimension;

[206] Ai - фактическое значение измерение;[206] Ai - actual measurement value;

[207] Fi является прогнозируемым значением для измерения, созданного с помощью термодинамической модели для времени t.[207] Fi is the predicted value for the measurement generated by the thermodynamic model for time t.

[208] Метрика RMSE указывает на ошибку в прогнозе. По сравнению с метрикой МАРЕ, метрика RMSE штрафует модель, используемую MLA для больших отклонений (в абсолютных значениях) прогноза от фактических показаний.[208] The RMSE metric indicates a prediction error. Compared to the MAPE metric, the RMSE metric penalizes the model used by the MLA for large deviations (in absolute values) of the forecast from the actual readings.

[209] С учетом описанной выше архитектуры, возможно реализовать способ прогнозирования химического состава вещества, используемого в процессе промышленной переработки, причем процесс промышленной переработки осуществляется в газоперерабатывающем предприятии 102, которое обладает основным входным каналом сырья 106 и основным выходным каналом 108 конечного переработанного вещества, которые соединены друг с другом с помощью ряда рабочих камер 112, причем каждая рабочая камера обладает промежуточным входным каналом 120 и промежуточным выходным каналом 118, причем промежуточный выходной канал 118 ряда рабочих камер подает входной поток для данного промежуточного входного канала 120, с которым он непосредственно соединен.[209] Taking into account the architecture described above, it is possible to implement a method for predicting the chemical composition of a substance used in the process of industrial processing, and the process of industrial processing is carried out in a gas processing plant 102, which has a main input channel of raw materials 106 and a main output channel 108 of the final processed substance, which connected to each other by a series of working chambers 112, each working chamber having an intermediate inlet 120 and an intermediate outlet 118, and the intermediate outlet 118 of the row of working chambers supplies the input stream for this intermediate inlet 120, to which it is directly connected.

[210] На Фиг. 6 представлена блок-схема способа 600, который выполняется в соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящего технического решения. Способ 600 может быть исполнен электронным устройством 104, коммуникативно соединенным с газоперерабатывающим предприятием 102. Следует отметить, что несмотря на то, что способ 600 описан со ссылкой на газоперерабатывающее предприятие 102 и осуществляемый в нем процесс промышленной переработки, но это не является обязательным ограничением в каждом альтернативном варианте осуществления настоящей технологии. Таким образом, способ 600 может приняться к другим типам процессов промышленной переработки (например, биологическая очистка, процесс переработки химикатов, системы фильтрации воды и т.д.). Способ 600 также может применяться для процесса переработки нефти.[210] FIG. 6 is a flow diagram of a method 600 that is performed in accordance with non-limiting embodiments of the present technical solution. The method 600 may be executed by an electronic device 104 communicatively coupled to the gas processing plant 102. It should be noted that although the method 600 has been described with reference to the gas processing plant 102 and its industrial processing process, this is not necessarily a limitation in every an alternative embodiment of the present technology. Thus, method 600 may be adopted for other types of industrial processing processes (eg, biological treatment, chemical processing, water filtration systems, etc.). Method 600 can also be applied to an oil refining process.

[211] Следует отметить, что в альтернативных вариантах осуществления технологии, способ 600 может применяться в другим промышленным процессам. Примером другого промышленного процесса является разделение жидкого воздуха на кислород и азот.[211] It should be noted that in alternative embodiments of the technology, method 600 may be applied to other industrial processes. An example of another industrial process is the separation of liquid air into oxygen and nitrogen.

[212] Этап 602 - получение от перерабатывающего предприятия указания на частичный химический состав вещества, определенный по меньшей мере на некотором заранее определенном участке перерабатывающего предприятия [212] Step 602 - obtaining from the processing plant an indication of the partial chemical composition of a substance determined at least at some predetermined site of the processing plant

[213] Способ 600 начинается на этапе 602, где электронное устройство 104 получает от перерабатывающего предприятия 102 указание на частичный химический состав вещества, определенный по меньшей мере на некотором заранее определенном участке перерабатывающего предприятия 102.[213] The method 600 begins at block 602, where the electronic device 104 receives from the processing plant 102 an indication of the partial chemical composition of the substance determined at least at some predetermined location of the processing plant 102.

[214] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, электронное устройство 104 может извлекать информацию из внешней памяти 240 (которая может хранить данные, представляющие частичный химический состав, который был определен в прошлом, и сохранен во внешней памяти 240).[214] In some embodiments of the present technology, electronic device 104 can retrieve information from external memory 240 (which can store data representing a partial chemical composition that has been determined in the past and stored in external memory 240).

[215] Как было упомянуто ранее, частичный химический состав может быть определен, например, с помощью хроматографа. Процесс определения химического состава обычно выполняется "оффлайн" в том смысле, что для определения химического состава вещества, которое проходит процесс промышленной переработки, могут быть необходимы лабораторные тесты.[215] As mentioned earlier, the partial chemical composition can be determined, for example, using a chromatograph. The chemical composition process is usually done "offline" in the sense that laboratory tests may be necessary to determine the chemical composition of a substance undergoing industrial processing.

[216] В альтернативных вариантах осуществления технологии, электронное устройство 104 может получать указания на частичный химический состав от другого элемента, отличного от внешней памяти 240. Например, электронное устройство 104 может получать указание на частичный химический состав напрямую из лаборатории с помощью хроматографического анализа или тому подобного.[216] In alternative embodiments of the technology, the electronic device 104 may receive an indication of the partial chemical composition from another element other than the external memory 240. For example, the electronic device 104 may receive an indication of the partial chemical composition directly from a laboratory using chromatographic analysis or the like. like that.

[217] Этап 604 - получение от перерабатывающего предприятия указания на время задержки, относящееся к процессу промышленной переработки при прохождении вещества через перерабатывающее предприятие от входного канала сырья до главного выходного канала переработанного вещества [217] Step 604 - Obtaining from the processing plant an indication of the lag time associated with the industrial processing process as the substance passes through the processing plant from the feed inlet to the main processed material outlet

[218] На этапе 604 электронное устройство 104 получает от перерабатывающего предприятия 102 указание на время задержки, относящееся к процессу промышленной переработки при прохождении вещества через перерабатывающее предприятие от входного канала 106 сырья до главного выходного 108 канала переработанного вещества. В некотором неограничивающем примере, данные, которые представляют время задержки, могут быть введены оператором электронного устройства 104 на основе информации, хранящейся во внешней памяти 240 (информация получена от газоперерабатывающего предприятия 102 и хранится во внешней памяти 240).[218] In step 604, the electronic device 104 receives from the processing plant 102 an indication of the lag time associated with the industrial processing process as the substance passes through the processing plant from the raw material inlet 106 to the main processed material outlet 108. In some non-limiting example, data that represents the delay time may be entered by an operator of electronic device 104 based on information stored in external memory 240 (information obtained from gas processing plant 102 and stored in external memory 240).

[219] Этап 606 - выполнение физической модели для создания, на основе по меньшей мере указания на время задержки и частичный химический состав вещества, прогнозируемого указания на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах [219] Step 606 - Executing a physical model to create, based at least an indication of the lag time and a partial chemical composition of the substance, a predicted indication of the total chemical composition of the substance in at least some intermediate input channels

[220] На этапе 606, электронное устройство 104 выполняет процедуру 202 физической модели для создания, на основе по меньшей мере указания на время задержки и частичный химический состав вещества, прогнозируемого указания на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах 120.[220] In step 606, electronic device 104 performs a physical model routine 202 to create, based on at least the lag time and partial chemistry indication, a predicted total chemistry indication in at least some intermediate inlets 120.

[221] В некоторых вариантах осуществления способа 600, способ далее включает в себя: использование физической модели для создания, на основе времени задержки, временной разбивки процесса промышленной переработки на каждую из ряда рабочих камер, причем временная разбивка используется для создания прогнозируемого указания на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах.[221] In some embodiments of the method 600, the method further includes: using a physical model to create, based on the lag time, a time division of the industrial processing process into each of a number of working chambers, the time division being used to generate a predictable indication of the total chemical the composition of the substance in at least some intermediate inlet channels.

[222] Этап 608 - на основе прогнозируемого указания на полный химический состав вещества, создание термодинамической модели для моделирования процесса промышленной переработки, причем термодинамическая модели выполнена с возможностью прогнозировать по меньшей мере: параметр процесса на любом заданном этапе и в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки; и полный химический состав вещества на любом заданном этапе и в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки [222] Step 608 - based on the predicted indication of the full chemical composition of the substance, creating a thermodynamic model for modeling the industrial processing process, and the thermodynamic model is configured to predict at least: a process parameter at any given stage and at any given time of the industrial process processing; and the complete chemical composition of the substance at any given stage and at any given time in the industrial processing process

[223] На этапе 608 электронное устройство осуществляет, на основе прогнозируемого указания на полный химический состав вещества, создание процедуры 204 термодинамической модели для моделирования процесса промышленной переработки, причем процедура 204 термодинамической модели выполнена с возможностью прогнозировать по меньшей мере: параметр процесса на любом заданном этапе и в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки; и полный химический состав вещества на любом заданном этапе и в любой заданный момент времени процесса промышленной переработки.[223] At block 608, the electronic device generates, based on the predicted indication of the total chemical composition of the substance, a thermodynamic model procedure 204 for simulating an industrial processing process, wherein the thermodynamic model procedure 204 is configured to predict at least: a process parameter at any given step and at any given time in the industrial processing process; and the complete chemical composition of the substance at any given stage and at any given time in the industrial processing process.

[224] В некоторых вариантах осуществления способа 600, способ 600 дополнительно включает в себя проверку термодинамической модели. Как было упомянуто ранее, в некоторых вариантах осуществления технологии, этап обучения MLA 260 выполняется только в ответ на положительный итог проверки процедуры 204 термодинамической модели. До получения положительного итога проверки, способ 600 может дополнительно включать в себя этап итерационной калибровки по меньшей мере одного из физической модели и термодинамической модели до тех пор пока не будет получен положительный результат проверки.[224] In some embodiments of method 600, method 600 further includes checking a thermodynamic model. As previously mentioned, in some embodiments of the technology, the MLA 260 training step is performed only in response to a positive test of the thermodynamic model procedure 204. Prior to a positive verification result, method 600 may further include the step of iteratively calibrating at least one of the physical model and the thermodynamic model until a positive verification result is obtained.

[225] Следует вспомнить, что в некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, процедура 204 термодинамической модели далее создается на основе вспомогательных данных 310. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, вспомогательные данные 310 включают в себя фактические показатели параметров процесса. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии, создание процедуры 204 термодинамической модели включает в себя создание процедуры 204 термодинамической модели с помощью подмножества параметров процесса, исключая данный параметр процесса; и проверка процедуры 204 термодинамической модели включает в себя: сравнение созданного значения для данного параметра процесса с фактическим значением данного параметра процесса.[225] It will be recalled that in some embodiments of the present technology, the thermodynamic model routine 204 is then generated based on the auxiliary data 310. In some embodiments of the present technology, the auxiliary data 310 includes actual process parameters. In some embodiments of the present technology, creating a thermodynamic model routine 204 includes creating a thermodynamic model routine 204 using a subset of process parameters excluding that process parameter; and checking the thermodynamic model procedure 204 includes: comparing the generated value for the given process variable with the actual value of the given process variable.

[226] Проверка процедуры 204 термодинамической модели может далее включать в себя применение формулы МАРЕ:[226] Testing the thermodynamic model procedure 204 may further include applying the MAPE formula:

Figure 00000009
Figure 00000009

[227] где:[227] where:

[228] с - анализируемое вещество;[228] c - analyte;

[229] n - число измерений;[229] n is the number of measurements;

[230] i - номер данного измерения;[230] i is the number of this dimension;

[231] t - момент времени, когда выполняется прогноз;[231] t is the point in time when the prediction is made;

[232] h - временной интервал прогноза;[232] h - forecast time interval;

[233] А(с, t + h)i фактическое измерение за время t + h;[233] A (s, t + h) i actual measurement at time t + h;

[234] F(c, t)i прогнозируемое значение для измерения, созданное с помощью термодинамической модели для времени t.[234] F (c, t) i is the predicted value for measurement generated by the thermodynamic model for time t.

[235] Этап 610 - использование результата термодинамической модели в качестве входных данных для обучающего набора для обучения алгоритма машинного обучения (MLA) для прогнозирования будущего полного химического состава вещества на любом заданном этапе процесса промышленной переработки на основе текущего параметра процесса на данном этапе процесса промышленной переработки [235] Step 610 - Using the result of the thermodynamic model as input to a training set for training a machine learning algorithm (MLA) to predict the future total chemical composition of a substance at any given stage of the industrial processing process based on the current process parameter at this stage of the industrial processing process

[236] На этапе 610, электронное устройство 104 использует результат процедуры 204 термодинамической модели в качестве входных данных для обучающего набора для обучения алгоритма машинного обучения (MLA) 206 для прогнозирования будущего полного химического состава вещества на любом заданном этапе процесса промышленной переработки на основе текущего параметра процесса на данном этапе процесса промышленной переработки.[236] At block 610, the electronic device 104 uses the result of the thermodynamic model procedure 204 as input to a training set for training machine learning algorithm (MLA) 206 to predict the future total chemical composition of a substance at any given stage of the industrial processing process based on the current parameter. process at this stage of the industrial processing process.

[237] Следует отметить, что прогноз будущего полного химического состава вещества во время работы может выполняться для различных моментов в будущем. Технический эффект от некоторых из этих вариантов осуществления технологии, предоставляют вероятность вычислять / предсказывать будущий полный химический состав веществ для множества временных интервалов, множество будущих полных химических составов периодически прогнозируется в временных интервалах для определения частичного химического состава с помощью хроматографа.[237] It should be noted that the forecast of the future total chemical composition of a substance during operation can be performed for various points in the future. The technical effect of some of these embodiments of the technology provides the ability to calculate / predict future total chemistry for multiple time intervals, multiple future total chemistries are periodically predicted at time intervals to determine the partial chemistry using a chromatograph.

[238] Важно иметь в виду, что не все упомянутые здесь технические результаты могут проявляться в каждом варианте осуществления настоящей технологии. Например, варианты осуществления настоящей технологии могут быть выполнены без проявления некоторых технических результатов, другие могут быть выполнены с проявлением других технических результатов или вовсе без них.[238] It is important to keep in mind that not all of the technical results mentioned herein may be manifested in every embodiment of the present technology. For example, the embodiments of the present technology can be performed without showing some technical results, others can be performed with the manifestation of other technical results or not at all.

[239] Некоторые из этих этапов, а также процессы передачи-получения сигнала являются хорошо известными в данной области техники и поэтому для упрощения были опущены в некоторых частях данного описания. Сигналы могут быть переданы-получены с помощью оптических средств (например, опто-волоконного соединения), электронных средств (например, проводного или беспроводного соединения) и механических средств (например, на основе давления, температуры или другого подходящего параметра).[239] Some of these steps, as well as signal transmission / reception processes, are well known in the art and have therefore been omitted in some parts of this specification for simplicity. Signals can be transmitted-received by optical means (eg, fiber optic connection), electronic means (eg, wired or wireless), and mechanical means (eg, based on pressure, temperature, or other suitable parameter).

[240] Модификации и улучшения вышеописанных вариантов осуществления настоящей технологии будут ясны специалистам в данной области техники. Предшествующее описание представлено только в качестве примера и не устанавливает никаких ограничений. Таким образом, объем настоящей технологии ограничен только объемом прилагаемой формулы изобретения.[240] Modifications and improvements to the above described embodiments of the present technology will be apparent to those skilled in the art. The foregoing description is provided by way of example only and does not establish any limitation. Thus, the scope of the present technology is limited only by the scope of the appended claims.

Claims (54)

1. Способ обучения алгоритма машинного обучения (MLA), действующего в качестве виртуального датчика для прогнозирования химического состава вещества, используемого в процессе промышленной переработки, осуществляемом на перерабатывающем предприятии, в котором есть основной входной канал сырья и основной выходной канал конечного переработанного вещества, которые соединены друг с другом с помощью ряда рабочих камер, каждая из которых обладает промежуточным входным каналом и промежуточным выходным каналом, причем данный промежуточный выходной канал ряда камер подает входной поток для данного промежуточного входного канала, 1. A method for training a machine learning algorithm (MLA) acting as a virtual sensor to predict the chemical composition of a substance used in an industrial processing process carried out in a processing plant that has a main input channel of raw material and a main output channel of the final processed substance, which are connected with each other by means of a number of working chambers, each of which has an intermediate inlet channel and an intermediate outlet channel, and this intermediate outlet channel of the series of chambers supplies the input stream for this intermediate inlet channel, способ, реализованный на электронном устройстве, коммуникативно соединенном с перерабатывающим предприятием, способ включающий в себя:a method implemented on an electronic device communicatively connected to a processing plant, a method including: получение от перерабатывающего предприятия указания на частичный химический состав вещества, определенный по меньшей мере на некотором заранее определенном участке перерабатывающего предприятия;receiving from the processing plant an indication of the partial chemical composition of the substance, determined at least in some predetermined area of the processing plant; получение от перерабатывающего предприятия указания на время задержки, относящееся к процессу промышленной переработки при прохождении вещества через перерабатывающее предприятие от входного канала сырья до главного выходного канала переработанного вещества;receiving from the processing plant an indication of the delay time related to the industrial processing process when the substance passes through the processing plant from the input channel of the raw material to the main output channel of the processed substance; выполнение физической модели для создания, на основе по меньшей мере указания на время задержки и частичный химический состав вещества, прогнозируемого указания на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах;performing a physical model to create, based on at least an indication of the lag time and a partial chemical composition of the substance, a predicted indication of the total chemical composition of the substance in at least some intermediate inlets; на основе прогнозируемого указания на полный химический состав вещества, создание термодинамической модели для моделирования процесса промышленной переработки, причем термодинамическая модель выполнена с возможностью прогнозировать по меньшей мере:based on the predicted indication of the complete chemical composition of the substance, the creation of a thermodynamic model for modeling the process of industrial processing, and the thermodynamic model is configured to predict at least: параметр процесса на любом заданном этапе и любой заданный момент времени процесса промышленной переработки; иa process parameter at any given stage and any given point in time of the industrial processing process; and полный химический состав вещества на любом этапе и в любой момент времени процесса промышленной переработки;full chemical composition of the substance at any stage and at any time of the industrial processing process; использование результата термодинамической модели в качестве входных данных для обучающего набора для обучения прогнозированию будущего полного химического состава вещества на любом заданном этапе процесса промышленной переработки на основе текущего параметра процесса на данном этапе процесса промышленной переработки.using the result of a thermodynamic model as input for a training set for learning to predict the future full chemical composition of a substance at any given stage of the industrial processing process based on the current process parameter at this stage of the industrial processing process. 2. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя:2. The method according to claim 1, further comprising: использование физической модели для создания, на основе времени задержки, временной разбивки процесса промышленной переработки для каждой из ряда рабочих камер, причемthe use of a physical model to create, based on the delay time, the time breakdown of the industrial processing process for each of a number of working chambers, and временная разбивка используется для создания прогнозируемого указания на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах.the temporal disaggregation is used to generate a predicted indication of the overall chemical composition of a substance in at least some intermediate inlets. 3. Способ по п. 1, в котором способ дополнительно включает в себя проверку термодинамической модели.3. The method of claim 1, wherein the method further includes checking the thermodynamic model. 4. Способ по п. 3, в котором этап обучения выполняется только в ответ на позитивный результат проверки термодинамической модели.4. The method according to claim 3, wherein the learning step is performed only in response to a positive result of checking the thermodynamic model. 5. Способ по п. 4, в котором способ далее включает в себя итерационную калибровку по меньшей мере одного из физической модели и термодинамической модели до тех пор, пока не будет получен положительный результат проверки.5. The method of claim 4, wherein the method further includes iteratively calibrating at least one of the physical model and the thermodynamic model until a positive test result is obtained. 6. Способ по п. 3, в котором проверка термодинамической модели включает в себя применение формулы средней абсолютной ошибки (МАРЕ):6. The method of claim 3, wherein checking the thermodynamic model includes applying the mean absolute error (MAPE) formula:
Figure 00000010
Figure 00000010
где с - анализируемое вещество;where c is the analyte; n - число измерений;n is the number of measurements; i - номер данного измерения;i is the number of this measurement; t - момент времени, когда выполняется прогноз;t is the moment in time when the forecast is performed; h - временной интервал прогноза;h - forecast time interval; A(c,t+h)i - фактическое измерение за время t+h;A (c, t + h) i - actual measurement at time t + h; F(c,t)i - прогнозируемое значение для измерения, созданное с помощью термодинамической модели для времени t.F (c, t) i is the predicted value for measurement, generated by the thermodynamic model for time t. 7. Способ по п. 3, в котором параметр процесса является множеством параметров процесса промышленной переработки, и в котором:7. The method according to claim 3, in which the process parameter is a set of parameters of the industrial processing process, and in which: создание термодинамической модели включает в себя создание термодинамической модели с помощью подмножества параметров процесса, исключая данный параметр процесса; и в котором проверка термодинамической модели включает в себя:creating a thermodynamic model includes creating a thermodynamic model using a subset of process parameters, excluding this process parameter; and in which verification of the thermodynamic model includes: сравнение созданного значения для данного параметра процесса с фактическим значением данного параметра процесса.compares the generated value for this process variable with the actual value for this process variable. 8. Способ по п. 7, в котором данный параметр процесса является либо параметром давления, либо параметром температуры.8. The method of claim 7, wherein the process variable is either a pressure parameter or a temperature parameter. 9. Способ по п. 1, в котором физическая модель создает прогнозируемое указание полного химического состава вещества на основе:9. The method of claim 1, wherein the physical model generates a predicted indication of the total chemical composition of a substance based on: указания на время задержки;time delay indications; частичного химического состава вещества;partial chemical composition of the substance; по меньшей мере одного параметра процесса промышленной переработки.at least one parameter of the industrial processing process. 10. Способ по п. 9, в котором создание термодинамической модели включает в себя создание термодинамической модели с помощью подмножества параметров процесса, исключая данный параметр процесса; и в котором данный параметр процесса используется для проверки термодинамической модели.10. The method according to claim 9, in which creating a thermodynamic model includes creating a thermodynamic model using a subset of process parameters, excluding the given process parameter; and in which the given process variable is used to validate the thermodynamic model. 11. Способ по п. 1, в котором текущий параметр процесса является либо параметром давления, либо параметром температуры.11. The method of claim 1, wherein the current process variable is either a pressure parameter or a temperature parameter. 12. Способ по п. 11, в котором текущий параметр процесса далее включает в себя указание на будущий частичный химический состав вещества на данном этапе промышленного процесса.12. The method of claim 11, wherein the current process variable further includes an indication of a future partial chemistry at a given stage in the industrial process. 13. Способ по п. 1, в котором способ далее включает в себя, в фазе работы, которая осуществляется во время работы, использование MLA для прогнозирования будущего полного химического состава вещества на основе параметров процесса во время работы.13. The method of claim 1, wherein the method further includes, in an operation phase that occurs during operation, using the MLA to predict future overall chemistry based on process parameters during operation. 14. Способ по п. 13, в котором способ далее включает в себя получение указания на параметр процесса во время работы и использование параметра для прогнозирования полного химического состава.14. The method of claim 13, wherein the method further includes obtaining an indication of a process parameter during operation and using the parameter to predict the overall chemistry. 15. Способ по п. 14, в котором будущий полный химический состав используется для контроля по меньшей мере одного параметра процесса промышленной переработки.15. The method of claim 14, wherein the future overall chemistry is used to control at least one parameter of the industrial processing process. 16. Способ по п. 13, в котором будущий полный химический состав вещества в момент работы включает в себя множество будущих полных химических составов, прогнозируемых для множества временных интервалов, и в котором множество будущих полных химических составов периодически прогнозируются для временных интервалов, которые короче, чем временные интервалы для определения частичного химического состава.16. The method of claim 13, wherein the future gross chemistry at time of operation includes a plurality of future gross chemistries predicted for multiple time intervals, and wherein a plurality of future gross chemistries are periodically predicted for time intervals that are shorter, than the time intervals for determining the partial chemical composition. 17. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере один предварительно определенный участок перерабатывающего предприятия представляет собой один из промежуточных выходных каналов.17. The method of claim 1, wherein the at least one predetermined portion of the processing plant is one of the intermediate outlet channels. 18. Способ по п. 17, в котором по меньшей мере один из промежуточных выходных каналов представляет собой все промежуточные выходные каналы.18. The method of claim 17, wherein at least one of the intermediate output channels is all of the intermediate output channels. 19. Способ по п. 1, в котором прогнозируемое указание на полный химический состав вещества по меньшей мере на некоторых промежуточных входных каналах является прогнозируемым указанием на полный химический состав вещества на всех промежуточных входных каналах.19. The method of claim 1, wherein the predicted indication of total chemical composition at at least some intermediate inlets is a predictive indication of total chemical composition of all intermediate inlets. 20. Способ по п. 1, в котором обучение MLA включает в себя использование результата термодинамической модели для создания обучающего набора MLA, обучающий набор включает в себя:20. The method of claim 1, wherein training the MLA includes using the result of the thermodynamic model to create an MLA training set, the training set including: в качестве входного признака, по меньшей мере один параметр процесса, связанный с процессом промышленной обработки на данном этапе процесса промышленной переработки;as an input feature, at least one process parameter associated with the industrial processing process at this stage of the industrial processing process; в качестве цели прогноза, фактический полный химический состав вещества на данном этапе промышленного процесса.as the target of the forecast, the actual total chemical composition of a substance at a given stage of the industrial process. 21. Электронное устройство для обучения алгоритма машинного обучения (MLA), действующего в качестве виртуального датчика для прогнозирования химического состава вещества, используемого в процессе промышленной переработки, устройство, коммуникационно соединенное с перерабатывающим предприятием, осуществляющим процесс промышленной переработки, причем перерабатывающее предприятие обладает основным входным каналом сырья и основным выходным каналом конечного переработанного вещества, которые соединены друг с другом с помощью ряда рабочих камер, причем каждая рабочая камера обладает промежуточным входным каналом и промежуточным выходным каналом, причем промежуточный выходной канал ряда камер подает входной поток для данного промежуточного входного канала;21. An electronic device for training a machine learning algorithm (MLA), acting as a virtual sensor for predicting the chemical composition of a substance used in the industrial processing process, a device communicatively connected to a processing plant carrying out the industrial processing process, and the processing plant has a main input channel raw material and the main outlet channel of the final processed substance, which are connected to each other by means of a number of working chambers, and each working chamber has an intermediate inlet channel and an intermediate outlet channel, and the intermediate outlet channel of the series of chambers supplies the input stream for this intermediate inlet channel; электронное устройство, включающее в себя процессор и память, соединенную с процессором, причем память хранит исполняемые на компьютере инструкции, выполнение которых инициирует процессор осуществлять:an electronic device that includes a processor and memory connected to the processor, and the memory stores instructions executable on the computer, the execution of which initiates the processor to perform: получение от перерабатывающего предприятия указания на частичный химический состав вещества, определенный по меньшей мере на некотором заранее определенном участке перерабатывающего предприятия;receiving from the processing plant an indication of the partial chemical composition of the substance, determined at least in some predetermined area of the processing plant; получение от перерабатывающего предприятия указания на время задержки, относящееся к процессу промышленной переработки при прохождении вещества через перерабатывающее предприятие от входного канала сырья до главного выходного канала переработанного вещества;receiving from the processing plant an indication of the delay time related to the industrial processing process when the substance passes through the processing plant from the input channel of the raw material to the main output channel of the processed substance; выполнение физической модели для создания, на основе по меньшей мере указания на время задержки и частичный химический состав вещества, прогнозируемого указания на полный химический состав вещества по меньшей мере в некоторых промежуточных входных каналах;performing a physical model to create, based on at least an indication of the lag time and a partial chemical composition of the substance, a predicted indication of the total chemical composition of the substance in at least some intermediate inlets; на основе прогнозируемого указания на полный химический состав вещества, создание термодинамической модели для моделирования процесса промышленной переработки, причем термодинамическая модель выполнена с возможностью прогнозировать по меньшей мере:based on the predicted indication of the complete chemical composition of the substance, the creation of a thermodynamic model for modeling the process of industrial processing, and the thermodynamic model is configured to predict at least: параметр процесса на любом этапе и в любой момент времени процесса промышленной переработки; иa process parameter at any stage and at any time of the industrial processing process; and полный химический состав вещества на любом этапе и в любой момент времени процесса промышленной переработки;full chemical composition of the substance at any stage and at any time of the industrial processing process; использование результата термодинамической модели в качестве входных данных для обучающего набора для обучения для прогнозирования будущего полного химического состава вещества на любом этапе процесса промышленной переработки на основе текущего параметра процесса на данном этапе процесса промышленной переработки.using the result of the thermodynamic model as input for a training set for training to predict the future total chemical composition of a substance at any stage of the industrial processing process based on the current process parameter at this stage of the industrial processing process.
RU2017142558A 2017-12-06 2017-12-06 Method and system for industrial process control using trained machine learning algorithm (mla) RU2750060C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017142558A RU2750060C2 (en) 2017-12-06 2017-12-06 Method and system for industrial process control using trained machine learning algorithm (mla)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017142558A RU2750060C2 (en) 2017-12-06 2017-12-06 Method and system for industrial process control using trained machine learning algorithm (mla)

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017142558A3 RU2017142558A3 (en) 2019-06-06
RU2017142558A RU2017142558A (en) 2019-06-06
RU2750060C2 true RU2750060C2 (en) 2021-06-21

Family

ID=66793143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017142558A RU2750060C2 (en) 2017-12-06 2017-12-06 Method and system for industrial process control using trained machine learning algorithm (mla)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750060C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050096872A1 (en) * 2002-10-22 2005-05-05 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Smart process objects used in a process plant modeling system
RU2414609C2 (en) * 2006-04-07 2011-03-20 Дэвид А. БЛЭНК Control of combustion process during initiation of homogeneous combustion with free radicals (ihcfr) or partial ihcfr in cyclic internal combustion engines
EP2881820A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-10 Blue Yonder GmbH Data processing device and method for characterizing behavior of equipment under observation
WO2017084684A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-26 Abb Schweiz Ag Configuring process modules for operation in plants
US20170249129A1 (en) * 2014-10-02 2017-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Programming automation in a 3d graphical editor with tightly coupled logic and physical simulation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050096872A1 (en) * 2002-10-22 2005-05-05 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Smart process objects used in a process plant modeling system
RU2414609C2 (en) * 2006-04-07 2011-03-20 Дэвид А. БЛЭНК Control of combustion process during initiation of homogeneous combustion with free radicals (ihcfr) or partial ihcfr in cyclic internal combustion engines
EP2881820A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-10 Blue Yonder GmbH Data processing device and method for characterizing behavior of equipment under observation
US20170249129A1 (en) * 2014-10-02 2017-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Programming automation in a 3d graphical editor with tightly coupled logic and physical simulation
WO2017084684A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-26 Abb Schweiz Ag Configuring process modules for operation in plants

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HOERNICKE MARIO; FAY ALEXANDER; BARTH MIKE: "Virtual plants for brown-field projects", 2015 IEEE 20TH CONFERENCE ON EMERGING TECHNOLOGIES & FACTORY AUTOMATION (ETFA), IEEE, 8 September 2015 (2015-09-08), pages 1 - 8, XP032797386, DOI: 10.1109/ETFA.2015.7301462 *
XP032797386, HOERNICKE MARIO et al., 2015 IEEE20th Conference on Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA), 20150908 IEEE, c. 1-8. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017142558A3 (en) 2019-06-06
RU2017142558A (en) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10175661B2 (en) System, method and apparatus for determining properties of product or process streams
JP2016507113A5 (en) System and method for determining characteristics of a product or process stream
Zheng et al. Probabilistic learning of partial least squares regression model: Theory and industrial applications
CN110687072B (en) Calibration set and verification set selection and modeling method based on spectral similarity
RU2498274C2 (en) System and method for alkylation process analysis
Ge et al. Nonlinear soft sensor development based on relevance vector machine
TW201224431A (en) Monitoring, detecting and quantifying chemical compounds in a sample
US10235481B2 (en) System and method for online measurement of vapor pressure in hydrocarbon process streams
CN111044503A (en) Coal quality measurement method based on information fusion of laser-induced breakdown spectroscopy and near infrared spectroscopy
CN108760789A (en) A kind of crude oil fast evaluation method
WO2006126647A1 (en) Petroleum refining plant parameter predicting device and parameter predicting method
Souihi et al. OPLS in batch monitoring–Opens up new opportunities
RU2750060C2 (en) Method and system for industrial process control using trained machine learning algorithm (mla)
Andersen et al. An easy to use GUI for simulating big data using Tennessee Eastman process
US20180010058A1 (en) Apparatus and method for investigating naphtha reforming processes
Liu et al. Structured sequential Gaussian graphical models for monitoring time-varying process
CN105954228A (en) Method for measuring content of sodium metal in oil sand based on near infrared spectrum
CN106610420A (en) Method for analysis of oil product monocyclic aromatic hydrocarbon
Tang et al. Quantitative spectral analysis of dissolved gas in transformer oil based on the method of optimal directions
WO2017062416A1 (en) Hybrid analyzer for fluid processing processes
CN111126694A (en) Time series data prediction method, system, medium and device
CN109145887B (en) Threshold analysis method based on spectral latent variable confusion discrimination
CN111103257B (en) Method for rapidly predicting yield of monocyclic aromatic hydrocarbon in steam cracking liquid-phase oil product
JP2023521757A (en) Using a genetic algorithm to determine a model for identifying sample attributes based on Raman spectra
Abonyi et al. Data-driven development and maintenance of soft-sensors

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20190710

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20200902