基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法及系统，涉及合成炉控制技术领域，其方法包括以下步骤：采集实时燃烧图像和标准燃烧图像；确定氯化氢合成炉的氯化氢占比值；根据氢气实际流量值和氯气实际流量值分别确定氢气设定值和氯气设定值；确定最优控制值，并利用最优控制值对氯化氢合成炉的的氯氢比值进行调整。该氯化氢合成炉氯氢比值控制方法在按照最优控制值分配流量的同时保证氯气和氢气流量的稳定，以实现更加快速且准确地实现对氯化氢合成炉系统的控制。确地实现对氯化氢合成炉系统的控制。确地实现对氯化氢合成炉系统的控制。

【技术实现步骤摘要】
基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及合成炉控制
，具体而言，涉及一种基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法及系统。

技术介绍

[0002]在化工行业生产中，氯化氢合成炉的氯气和氢气比值控制，要比一般的常规物料比值控制更难控制，难点在于比值控制稳定性和精确性，如果氢气过量，会造成不必要的浪费，如果氯气过量，氯化氢中就掺杂氯气，会对安全造成威胁，易产生爆炸，为此要时刻适当的保持氢气适当过量。但是在实际生产过程中，以往的控制方法是氯气流量按一定比值串级控制氢气流量，而氢气流量是否真正按照这个比值变化，在自动控制上没有形成闭环，而是靠操作工随时的观察，出现问题及时手动调整两者的进料，也就是说氢气流量一旦因为某种原因变少或者没有了，氯气流量就会超过氢气流量，如果不能及时发现和处理，会给生产造成极大安全问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法及系统。
[0004]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0005]一种基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法包括以下步骤：
[0006]采集氯化氢合成炉的实时燃烧图像，并从图像数据库中获取标准燃烧图像；
[0007]将实时燃烧图像与标准燃烧图像进行对比，确定氯化氢合成炉的氯化氢占比值；
[0008]获取氯化氢合成炉的氢气实际流量值和氯气实际流量值，并根据氢气实际流量值和氯气实际流量值分别确定氢气设定值和氯气设定值；
[0009]根据氢气设定值、氯气设定值和氯化氢占比值确定最优控制值，并利用最优控制值对氯化氢合成炉的的氯氢比值进行调整。
[0010]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0011](1)该氯化氢合成炉氯氢比值控制方法通过采集燃烧图像，对图像进行亮度处理和滤波处理，确定氯化氢占比值，其图像处理算法可以保证氯化氢占比值的准确性，更全面的反应氯化氢合成炉的比值情况；
[0012](2)该氯化氢合成炉氯氢比值控制方法通过获取实际流量值确定设定值，保证设定值时刻满足氯化氢合成炉的工艺要求；
[0013](3)该氯化氢合成炉氯氢比值控制方法根据氢气设定值、氯气设定值和氯化氢占比值确定最优控制值，在按照最优控制值分配流量的同时保证氯气和氢气流量的稳定，以实现更加快速且准确地实现对氯化氢合成炉系统的控制。
[0014]进一步地，将实时燃烧图像与标准燃烧图像进行对比，确定氯化氢合成炉的氯化氢占比值，包括以下步骤：
[0015]根据实时燃烧图像的亮度值，确定实时燃烧图像的亮度等级；
[0016]根据实时燃烧图像的亮度等级，对实时燃烧图像进行中值滤波；
[0017]提取进行中值滤波后实时燃烧图像的第一像素矩阵和标准燃烧图像的第二像素矩阵；
[0018]计算第一像素矩阵的特征值与第二像素矩阵的特征值之间的比值，生成实时燃烧图像的像素特征值；
[0019]根据实时燃烧图像的像素特征值，计算氯化氢占比值。
[0020]进一步地，亮度等级包括第一亮度级别、第二亮度级别和第三亮度级别；
[0021]若实时燃烧图像的亮度值满足则实时燃烧图像的亮度等级为第一亮度级别；
[0022]若实时燃烧图像的亮度值满足则实时燃烧图像的亮度等级为第二亮度级别；
[0023]若实时燃烧图像的亮度值满足则实时燃烧图像的亮度等级为第三亮度级别；
[0024]其中，g
ave
表示实时燃烧图像所有像素点的灰度均值，g
n
表示实时燃烧图像第n个像素点的灰度值，N表示实时燃烧图像的像素点个数。
[0025]进一步地，根据实时燃烧图像的亮度等级，对实时燃烧图像进行中值滤波，具体为：若实时燃烧图像的亮度等级为第一亮度级别，则利用第一中值滤波模板对实时燃烧图像进行中值滤波；第一中值滤波模板的大小为3*3；
[0026]若实时燃烧图像的亮度等级为第二亮度级别，则利用第二中值滤波模板对实时燃烧图像进行中值滤波；第二中值滤波模板的大小为5*5；
[0027]若实时燃烧图像的亮度等级为第三亮度级别，则利用第三中值滤波模板对实时燃烧图像进行中值滤波；第三中值滤波模板的大小为7*7。
[0028]进一步地，氯化氢占比值k的计算公式为：
[0029][0030]式中，v1表示中值滤波后实时燃烧图像对应的HSV空间中黄色区域的色度值，v2表示中值滤波后实时燃烧图像对应的HSV空间中绿色区域的色度值，v3表示中值滤波后实时燃烧图像对应的HSV空间中蓝色区域的色度值，S
max
表示中值滤波后实时燃烧图像对应的HSV空间中最大饱和度，S
min
表示中值滤波后实时燃烧图像对应的HSV空间中最小饱和度，p表示中值滤波后实时燃烧图像对应的HSV空间的平均明度值，u表示实时燃烧图像的像素特征值。
[0031]进一步地，氢气设定值H0的计算公式为：
[0032][0033]式中，l
h
表示氢气的生成负荷目标值，t
h
表示获取氢气实际流量值的时间，r
h
表示氢气实际流量值，R
h
表示第一比值系数。
[0034]进一步地，氯气设定值C0的计算公式为：
[0035][0036]式中，l
c
表示氯气的生成负荷目标值，t
c
表示获取氯气实际流量值的时间，r
c
表示氯气实际流量值，R
c
表示第二比值系数。
[0037]进一步地，最优控制值G的计算公式为：
[0038][0039]式中，t
h
表示获取氢气实际流量值的时间，t
c
表示获取氯气实际流量值的时间，R
h
表示第一比值系数，R
c
表示第二比值系数，H0表示氢气设定值，C0表示氯气设定值，k表示氯化氢占比值，α表示极小值。
[0040]进一步地，根据氢气设定值和氯气设定值确定最优控制值，并利用最优控制值对氯化氢占比值进行调整，具体为：将最优控制值和氢气设定值的乘积结果作为氯化氢合成炉中最优氢气含量值；将最优控制值和氯气设定值的乘积结果作为氯化氢合成炉中最优氯气含量值。
[0041]本专利技术还提供了一种基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制系统，包括图像获取单元、氯化氢占比值生成单元、氢氯气设定值生成单元和氯氢比值调整单元；
[0042]图像获取单元用于采集氯化氢合成炉的实时燃烧图像，并从图像数据库中获取标准燃烧图像；
[0043]氯化氢占比值生成单元用于将实时燃烧图像与标准燃烧图像进行对比，确定氯化氢合成炉的氯化氢占比值；
[0044]氢氯气设定值生成单元用于获取氯化氢合成炉的氢气实际流量值和氯气实际流量值，并根据氢气实际流量值和氯气实际流量值分别确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采集氯化氢合成炉的实时燃烧图像，并从图像数据库中获取标准燃烧图像；将实时燃烧图像与标准燃烧图像进行对比，确定氯化氢合成炉的氯化氢占比值；获取氯化氢合成炉的氢气实际流量值和氯气实际流量值，并根据氢气实际流量值和氯气实际流量值分别确定氢气设定值和氯气设定值；根据氢气设定值、氯气设定值和氯化氢占比值确定最优控制值，并利用最优控制值对氯化氢合成炉的的氯氢比值进行调整。2.根据权利要求1所述的基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法，其特征在于：所述将实时燃烧图像与标准燃烧图像进行对比，确定氯化氢合成炉的氯化氢占比值，包括以下步骤：根据实时燃烧图像的亮度值，确定实时燃烧图像的亮度等级；根据实时燃烧图像的亮度等级，对实时燃烧图像进行中值滤波；提取进行中值滤波后实时燃烧图像的第一像素矩阵和标准燃烧图像的第二像素矩阵；计算第一像素矩阵的特征值与第二像素矩阵的特征值之间的比值，生成实时燃烧图像的像素特征值；根据实时燃烧图像的像素特征值，计算氯化氢占比值。3.根据权利要求2所述的基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法，其特征在于：所述亮度等级包括第一亮度级别、第二亮度级别和第三亮度级别；若实时燃烧图像的亮度值满足则实时燃烧图像的亮度等级为第一亮度级别；若实时燃烧图像的亮度值满足则实时燃烧图像的亮度等级为第二亮度级别；若实时燃烧图像的亮度值满足则实时燃烧图像的亮度等级为第三亮度级别；其中，g
ave
表示实时燃烧图像所有像素点的灰度均值，g
n
表示实时燃烧图像第n个像素点的灰度值，N表示实时燃烧图像的像素点个数。4.根据权利要求2所述的基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法，其特征在于：所述根据实时燃烧图像的亮度等级，对实时燃烧图像进行中值滤波，具体为：若实时燃烧图像的亮度等级为第一亮度级别，则利用第一中值滤波模板对实时燃烧图像进行中值滤波；所述第一中值滤波模板的大小为3*3；若实时燃烧图像的亮度等级为第二亮度级别，则利用第二中值滤波模板对实时燃烧图像进行中值滤波；所述第二中值滤波模板的大小为5*5；若实时燃烧图像的亮度等级为第三亮度级别，则利用第三中值滤波模板对实时燃烧图像进行中值滤波；所述第三中值滤波模板的大小为7*7。5.根据权利要求2所述的基于交叉限幅的氯化氢合成炉氯氢比值控制方法，其特征在于：所述氯化氢占比值k的计算公式为：
式中，v1表示中值滤波后实时燃烧图像对应的HSV空间中黄色区域的色度值，v2表示中值滤波后实时燃烧图像对应的HSV空间中绿色区域的色度值，v3表示中值滤波后实时燃烧图像对应的HSV空间中蓝色区域的色度值，S

【专利技术属性】
技术研发人员：李彪，肖宪锐，周永曾，宋泽华，刘志斌，
申请(专利权)人：云南天冶化工有限公司，
类型：发明
国别省市：