一种多级离子交换树脂罐的控制方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种多级离子交换树脂罐的控制方法、系统及存储介质，所述方法包括H1.生产线启动，基于各级离子交换树脂罐上的流量传感器，获取硅酸钠溶液的流量数据信息，基于各级离子交换树脂罐上的计时器，获取当前树脂罐的过滤时间数据信息；H2.将所述硅酸钠溶液的流量数据信息和所述当前树脂罐的过滤时间数据信息输入神经网络建立的混合离子交换树脂罐中硅溶胶液体电导率的系统辨识模型进行训练和学习，输出当前树脂罐的电导率数据信息；H3.将所述当前树脂罐的电导率数据信息输入比例阀模型进行仿真训练。本发明专利技术不仅能产出电导率低于20μs/cm、PH值为中性的高品质除盐硅溶胶，而且提高了硅溶胶的生产效率。而且提高了硅溶胶的生产效率。而且提高了硅溶胶的生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多级离子交换树脂罐的控制方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及硅溶胶生产
，尤其是涉及一种多级离子交换树脂罐的控制方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]硅溶胶是一种由硅酸盐水解制得的胶体，其主要成分为二氧化硅（SiO2）。硅溶胶具有高比表面积、高孔隙度、高化学稳定性、低热膨胀系数等特点，因此被广泛应用于催化剂、吸附剂、分离材料、光学材料、电子材料等领域。硅溶胶还可以通过控制其制备条件来调控其孔径大小和分布，从而实现对其性能的调控。
[0003]硅溶胶的制备方法有多种，常见的包括溶胶
‑
凝胶法、水热法、微乳液法、气相法等。其中，溶胶
‑
凝胶法是最常用的制备方法之一。该方法的基本步骤包括：将硅酸盐溶解在水中形成溶胶，加入催化剂和调节剂，使其凝胶化，然后进行干燥和煅烧等处理，最终得到硅溶胶。
[0004]硅溶胶具有高比表面积和孔隙度，因此被广泛应用于催化剂、吸附剂、分离材料等领域。例如，硅溶胶可以作为催化剂载体，将活性组分负载在其表面，从而提高催化剂的活性和稳定性。硅溶胶还可以作为吸附剂，用于去除水中的重金属离子、有机物等污染物。此外，硅溶胶还可以用于制备分离材料，如分子筛、离子交换树脂等。
[0005]近年来，随着纳米技术的发展，硅溶胶的应用范围不断扩大。例如，硅溶胶可以用于制备纳米复合材料、纳米催化剂等。此外，硅溶胶还可以用于制备光学材料、电子材料等高科技领域，因此，硅溶胶的需求量在不断提高和应用的领域也在不断发展，如何制备高品质的硅溶胶成为我们亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]鉴于以上问题，本专利技术提供了一种多级离子交换树脂罐的控制方法、系统及存储介质，不仅能产出电导率低于20μs/cm、PH值为中性的高品质除盐硅溶胶，而且提高了硅溶胶的生产效率。
[0007]为了实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种多级离子交换树脂罐的控制方法，所述方法包括：H1.生产线启动，基于各级离子交换树脂罐上的流量传感器，获取硅酸钠溶液的流量数据信息，基于各级离子交换树脂罐上的计时器，获取当前树脂罐的过滤时间数据信息；H2.将所述硅酸钠溶液的流量数据信息和所述当前树脂罐的过滤时间数据信息输入神经网络建立的混合离子交换树脂罐中硅溶胶液体电导率的系统辨识模型进行训练和学习，输出当前树脂罐的电导率数据信息；H3.将所述当前树脂罐的电导率数据信息输入比例阀模型进行仿真训练，输出某一时刻树脂罐的电导率误差值和误差变化值；H4.基于所述某一时刻树脂罐的电导率误差值和误差变化值，采用自适应模糊PID
控制算法，输出当前树脂罐的控制数据信息。
[0008]进一步的，所述当前树脂罐的控制数据信息包括树脂罐再生阀门的切换和树脂罐过滤阀门的切换，设置预设阈值，若所述某一时刻树脂罐的电导率误差值超过预设阈值，则切换为树脂罐再生阀门进行交换树脂的再生，若所述某一时刻树脂罐的电导率误差值小于预设阈值，则保持树脂罐过滤阀门的开启。
[0009]进一步的，在步骤H2中，所述神经网络建立的混合离子交换树脂罐中硅溶胶液体电导率的系统辨识模型包括：H21.基于所述硅酸钠溶液的流量数据信息和所述当前树脂罐的过滤时间数据信息，建立特征矩阵函数f
i
，，其中，x
in
为第i级树脂罐n次采样硅酸钠溶液的流量，t
in
为第i级树脂罐n次采样的过滤时间，α为流量特征因子，β为时间特征因子；H22.将所述特征矩阵函数f
i
输入神经网络的隐单元的输出函数F
i
，，其中，k
ji
表示第j个隐单元到第i个输出单元的权值，ε表示神经网络的隐单元的变换函数，r
j
表示第j个隐单元的中心矢量，‖f
i
‑
r
j
‖表示f
i
和r
j
之间的距离；H23.基于所述神经网络的隐单元的输出函数F
i
，输出第i级树脂罐的电导率数据信息。
[0010]进一步的，在步骤H22中，所述神经网络的隐单元的变换函数ε为，，其中，λ为扩展常数。
[0011]进一步的，在步骤H3中，所述比例阀模型为，其中，β为比例阀的流量增益，ω为固有频率，γ为比例阀的阻尼系数。
[0012]进一步的，在步骤H4中，所述自适应模糊PID控制算法包括：H41.获取不同时刻k的树脂罐电导率误差值d(k),获取不同时刻k的树脂罐电导率误差变化值Δ(k)；H42.将所述树脂罐电导率误差值d(k)和所述树脂罐电导率误差变化值Δ(k)输入模糊PID控制函数中，，其中，l
p
为比例系数，l
i
为积分系数，l
d
为微分系数，P(k)为第k时刻的输出值；H43.基于所述模糊PID控制函数，根据PID参数自整定算法，得到整定后的系统参数l
p
、l
i
和l
d
，从而输出当前树脂罐的模糊控制数据信息；
H44.将所述当前树脂罐的模糊控制数据信息转化为控制执行部件的精确输出数据信息，根据反模糊化算法，输出当前树脂罐的控制数据信息。
[0013]进一步的，所述PID参数自正定算法为Z—N法、最优整定法、工程整定法或扩充临界比例带法中的任意一种。
[0014]进一步的，所述反模糊化算法选取最大隶属度法、中位数法或重心法中的任意一种。
[0015]为了实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供了一种多级离子交换树脂罐的控制系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行任意一项所述多级离子交换树脂罐的控制方法的步骤。
[0016]为了实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行任意一项所述多级离子交换树脂罐的控制方法的计算机程序。
[0017]本专利技术具有以下积极效果：1.本专利技术采用多级离子交换树脂罐进行硅溶胶的生产，不仅提高了硅溶胶的品质，而且生产过程中无需进行停下进行过滤材料的更换，进一步提高了硅溶胶的生产效率。
[0018]2.本专利技术采用自适应模糊PID控制算法进行硅溶胶电导率的控制，能够精确地进行硅溶胶电导率的调节，从而提高了硅溶胶的稳定生产。
[0019]3.本专利技术对各混合离子交换树脂罐的监测以及通过算法计算得到最佳过滤效率，从而保证硅溶胶的脱盐的高效和品质。
附图说明
[0020]图1为本专利技术方法流程示意图；图2为本专利技术硅溶胶液体电导率的系统辨识模型流程示意图；图3为本专利技术自适应模糊PID控制算法流程示意图；图4为本专利技术的各级离子交换树脂罐的连接图。
具体实施方式
[0021]以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级离子交换树脂罐的控制方法，其特征在于，所述方法包括：H1.生产线启动，基于各级离子交换树脂罐上的流量传感器，获取硅酸钠溶液的流量数据信息，基于各级离子交换树脂罐上的计时器，获取当前树脂罐的过滤时间数据信息；H2.将所述硅酸钠溶液的流量数据信息和所述当前树脂罐的过滤时间数据信息输入神经网络建立的混合离子交换树脂罐中硅溶胶液体电导率的系统辨识模型进行训练和学习，输出当前树脂罐的电导率数据信息；H3.将所述当前树脂罐的电导率数据信息输入比例阀模型进行仿真训练，输出某一时刻树脂罐的电导率误差值和误差变化值；H4.基于所述某一时刻树脂罐的电导率误差值和误差变化值，采用自适应模糊PID控制算法，输出当前树脂罐的控制数据信息。2.根据权利要求1所述的多级离子交换树脂罐的控制方法，其特征在于：所述当前树脂罐的控制数据信息包括树脂罐再生阀门的切换和树脂罐过滤阀门的切换，设置预设阈值，若所述某一时刻树脂罐的电导率误差值超过预设阈值，则切换为树脂罐再生阀门进行交换树脂的再生，若所述某一时刻树脂罐的电导率误差值小于预设阈值，则保持树脂罐过滤阀门的开启。3.根据权利要求1所述的多级离子交换树脂罐的控制方法，其特征在于，在步骤H2中，所述神经网络建立的混合离子交换树脂罐中硅溶胶液体电导率的系统辨识模型包括：H21.基于所述硅酸钠溶液的流量数据信息和所述当前树脂罐的过滤时间数据信息，建立特征矩阵函数f
i
，，其中，x
in
为第i级树脂罐n次采样硅酸钠溶液的流量，t
in
为第i级树脂罐n次采样的过滤时间，α为流量特征因子，β为时间特征因子；H22.将所述特征矩阵函数f
i
输入神经网络的隐单元的输出函数F
i
，，其中，k
ji
表示第j个隐单元到第i个输出单元的权值，ε表示神经网络的隐单元的变换函数，r
j
表示第j个隐单元的中心矢量，‖f
i
‑
r
j
‖表示f
i
和r
j
之间的距...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏娣，李智，夏军勇，钟飞，魏文湛，肖伟，肖凯，杨剑，
申请(专利权)人：湖北金伟新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：