基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统、方法及蒸馏塔系统技术方案

本发明专利技术涉及化工技术领域，具体地涉及一种基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统、方法及蒸馏塔系统。基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统包括：边缘计算模块、检测模块以及控制模块，其中，所述检测模块用于检测所述蒸馏塔运行时的参数信息；所述边缘计算模块用于根据所述蒸馏塔运行时的参数信息，进行边缘计算，生成并发送边缘计算指令；以及所述控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行。本发明专利技术可以提高判断、响应和控制调整速度，提升蒸馏塔参与的化工生产的安全性、稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统、方法及蒸馏塔系统


[0001]本专利技术涉及化工
，具体地涉及一种基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统、方法及蒸馏塔系统。

技术介绍

[0002]相比于智能化体系在制造业、供应链的快速应用，化工、环保、医药等过程工业行业的自动化生产及处理仍然停留在信息化控制阶段，大部分生产控制仍然采用集中式控制，由技术人员通过中心控制模块控制生产过程。集中式控制属于较低级的控制方式，只适用于结构简单的系统，过于依赖中心控制模块，导致其容错性、可靠性和可扩展性比较差。
[0003]另外，现在分布式控制系统在石油化工等大规模自动化控制系统中得到了部分应用。但是，化工、环保、医药等过程工业行业的智能化生产对于现有的分布式控制系统提出了更高要求。智能化生产将计算机算力作为新的生产力，取代人成为生产过程的核心管理者，需要对生产过程进行全方位监控，特别是以蒸馏塔为核心进行高水平的生产管理控制。这将带来监控数据量和处理数据量的快速上升，加重通信系统及后台计算系统的处理负荷量。并且，由于蒸馏塔参与的化工生产的特殊性，需要较快的判断、响应和控制调整速度，单一的分布式控制方式已不能满足需求。
[0004]边缘计算指将计算、存储、带宽、应用等资源和服务从网络中心端下沉到网络边缘端，以减少数据处理延迟、降低网络数据传输带宽、降低网络中心功耗。边缘计算就近提供智能互联服务，满足行业在数字化变革过程中对业务实时、业务智能、数据聚合与互操作、安全与隐私保护等方面的关键需求。
[0005]蒸馏塔是化工生产过程中的重要分离装置，利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，通过气液两相逆流接触，进行气液相际传热传质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，实现不同组分分离的目的。
[0006]蒸馏塔整体结构复杂，工作时内部耦合十分强烈，动态特性相当复杂，并具有滞后时间较长等特点，导致其控制系统具有高度复杂性。蒸馏塔需要精确调整回流比以降低二次精馏的工作量和温度，提高蒸馏塔的分离效率，提高目标产品产率，降低生产过程中的能源消耗；同时，需要精准控制蒸馏塔的压力，提高其目标产品产率，并且加强生产装置的安全性。因此，基于边缘计算控制的蒸馏塔判断、响应、控制速度更快，调控更加精细，更加适用于化工过程生产。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统、方法及蒸馏塔系统，该基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统、方法及蒸馏塔系统可以提高判断、响应和控制调整速度，提升蒸馏塔参与的化工生产的安全性、稳定性。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系
统，该蒸馏塔控制系统包括：边缘计算模块、检测模块以及控制模块，其中，所述检测模块用于检测所述蒸馏塔运行时的参数信息；所述边缘计算模块用于根据所述蒸馏塔运行时的参数信息，进行边缘计算，生成并发送边缘计算指令；以及所述控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行。
[0009]优选地，所述蒸馏塔运行时的参数信息包括：物料质量信息、入塔流量信息、塔顶流出流量信息、回流比信息、气体信息、温度信息、压力信息、液位信息、光学信息、声音信息、浓度信息、黏度信息、电压信息及电流信息中的至少一者。
[0010]其中，气体信息优选包括气体的温度、流量和压力信息中的至少一者。
[0011]其中，气体优选包括过热水蒸气、CO2和惰性气体中的至少一者。其中惰性气体优选包括氮气、稀有气体等化学性质不活泼的气体。
[0012]优选地，所述控制模块包括：物料控制模块、压力控制模块、温度控制模块以及气体控制模块中的至少一者，其中，所述物料控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行时的物料，所述物料优选包括入塔物料、塔顶流出物料及塔顶回流物料；所述压力控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行时的压力；所述温度控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行时的温度；以及所述气体控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行时的气体。
[0013]其中，气体优选包括过热水蒸气、CO2和惰性气体中的至少一者。
[0014]其中惰性气体优选包括氮气、稀有气体等化学性质不活泼的气体。
[0015]优选地，所述控制模块还包括紧急控制模块，用于根据所述边缘计算指令，对所述蒸馏塔控制系统进行紧急处理控制。
[0016]优选地，所述边缘计算模块包括边缘计算芯片、边缘计算模组、边缘计算机、超微计算机中的至少一者。
[0017]优选地，所述边缘计算模块包括：数据收发模块、数据预处理模块、数据分析模块、程序指令模块，其中，所述数据收发模块用于接收所述蒸馏塔运行时的参数信息；所述数据预处理模块用于当收到的参数信息的数据量累计达到设定值时，进行处理生成实时监控频谱；所述数据分析模块用于根据所述实时监控频谱，对所述参数信息的数据进行线性变换，实现数据压缩处理；所述程序指令模块用于根据所压缩的参数信息的数据，生成边缘计算指令；所述数据收发模块还用于发送所述边缘计算指令至所述控制模块。优选的，程序指令模块包括算法模块，通过其对所述压缩的参数信息的数据进行计算，生成边缘计算指令；更优选的，所述算法模块包括PLS算法模块和PCA算法模块中的至少一者。
[0018]优选地，所述边缘计算模块还包括数据诊断模块，其中，所述边缘计算指令包括边缘计算维持指令，所述程序指令模块用于当所压缩的参数信息的数据在预设参数范围内时，生成所述边缘计算维持指令；当所压缩的参数信息的数据中至少一个参数信息的数据在所述预设参数范围外时，生成故障预警指令；所述数据诊断模块用于根据所述故障预警指令以及所压缩的参数信息的数据，确定所述参数信息的异常。
[0019]优选地，所述边缘计算指令还包括边缘计算调整指令，所述程序指令模块还用于根据外部输入的调整信息，生成边缘计算调整指令；和/或所述数据诊断模块还用于根据所述参数信息的异常，生成调整信息；所述程序指令模块还用于根据所述数据诊断模块生成的调整信息，生成所述边缘计算调整指令。
[0020]本专利技术第二方面还提供一种基于边缘计算技术的蒸馏塔控制方法，该方法包括：检测所述蒸馏塔运行时的参数信息；根据所述蒸馏塔运行时的参数信息，进行边缘计算，生成并发送边缘计算指令；以及根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行。
[0021]优选地，所述根据所述蒸馏塔运行时的参数信息，进行边缘计算，生成并发送边缘计算指令包括：接收所述蒸馏塔运行时的参数信息；当收到的参数信息的数据量累计达到设定值时，进行处理生成实时监控频谱；根据所述实时监控频谱，对所述参数信息的数据进行线性变换，实现数据压缩处理；根据所压缩的参数信息的数据，生成边缘计算指令；发送所述边缘计算指令；优选的，通过PLS算法和PCA算法中的至少一者，将所压缩的参数信息的数据，生成边缘计算指令。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统，其特征在于，该蒸馏塔控制系统包括：边缘计算模块、检测模块以及控制模块，其中，所述检测模块用于检测所述蒸馏塔运行时的参数信息；所述边缘计算模块用于根据所述蒸馏塔运行时的参数信息，进行边缘计算，生成并发送边缘计算指令；以及所述控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统，其特征在于，所述蒸馏塔运行时的参数信息包括：物料质量信息、入塔流量信息、塔顶流出流量信息、回流比信息、气体信息、温度信息、压力信息、液位信息、光学信息、声音信息、浓度信息、黏度信息、电压信息及电流信息中的至少一者。3.根据权利要求1所述的基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：物料控制模块、压力控制模块、温度控制模块以及气体控制模块中的至少一者，其中，所述物料控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行时的物料，所述物料优选包括入塔物料、塔顶流出物料及塔顶回流物料；所述压力控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行时的压力；所述温度控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行时的温度；以及所述气体控制模块用于根据所述边缘计算指令，控制所述蒸馏塔运行时的气体的流量、温度和压力中的至少一者；优选地，所述气体包括过热水蒸气、CO2和惰性气体中的至少一者；更优选地，所述控制模块还包括紧急控制模块，用于根据所述边缘计算指令，对所述蒸馏塔控制系统进行紧急处理控制。4.根据权利要求1所述的基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统，其特征在于，所述边缘计算模块包括边缘计算芯片、边缘计算模组、边缘计算机、超微计算机中的至少一者。5.根据权利要求1所述的基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统，其特征在于，所述边缘计算模块包括：数据收发模块、数据预处理模块、数据分析模块、程序指令模块，其中，所述数据收发模块用于接收所述蒸馏塔运行时的参数信息；所述数据预处理模块用于当收到的参数信息的数据量累计达到设定值时，进行处理生成实时监控频谱；所述数据分析模块用于根据所述实时监控频谱，对所述参数信息的数据进行线性变换，实现数据压缩处理；所述程序指令模块用于根据所压缩的参数信息的数据，生成边缘计算指令；优选的，程序指令模块包括算法模块，通过其对所述压缩的参数信息的数据进行计算，生成边缘计算指令；更优选的，所述算法模块包括PLS算法模块和PCA算法模块中的至少一者；所述数据收发模块还用于发送所述边缘计算指令至所述控制模块。6.根据权利要求5所述的基于边缘计算技术的蒸馏塔控制系统，其特征在于，所述边缘计算模块还包括数据诊断模块，其中，所述边缘计算指令包括边缘计算维持指令，
所述程序指令模块用于当所压缩的参数信息的数据在预设参数范围内时，生成所述边缘计算维持指令；当所压缩的参数信息的数据中至少一个参数信息的数据在所述预设参...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄强，
申请(专利权)人：合肥福彻工业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：