CN117548053B - 一种可调式反应釜及其控制方法和相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种可调式反应釜及其控制方法和相关设备，其中一种可调式反应釜，包括釜体、搅拌组件、温控组件、气压组件和调节控制系统，所述搅拌组件安装于所述釜体，所述温控组件、所述气压组件均与所述釜体连通；所述搅拌组件、所述温控组件和所述气压组件均与所述调节控制系统电连接；所述搅拌组件用于对所述釜体内的反应物进行搅拌；所述温控组件用于监测并调节所述釜体内温度；所述气压组件用于监测并调节所述釜体内气压；所述调节控制系统用于控制所述搅拌组件、所述温控组件和所述气压组件工作。本申请具有提高反应釜的反应催化效果。
Description
技术领域
本申请涉及化学工程的技术领域，尤其是涉及一种可调式反应釜及其控制方法和相关设备。
背景技术
反应釜通常由一个反应容器组成，它是一个密封的容器，用于容纳反应物和催化剂。反应容器通常由耐高温、耐腐蚀的材料（如不锈钢）制成，以确保反应的安全性和持久性。
现有技术中，在运用反应釜时会根据反应物进行配比，将反应物加入反应釜中进行搅拌，以使加入至反应釜的反应物反应形成所需的合成物，或对反应物完成催化。
针对上述中的相关技术，存在有以下缺陷：在反应过程中，反应釜内的温度有可能随反应的进行而改变，从而降低反应的效率，从而降低反应釜的反应催化效果。
发明内容
为了提高反应釜的反应催化效果，本申请提供了一种可调式反应釜及其控制方法和相关设备。
第一方面，本申请的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种可调式反应釜控制方法，包括步骤如下：
获取反应物的种类数据，输入至预设的反应物数据库；
所述反应物数据库根据所述反应物的种类数据，匹配所述反应物对应的反应釜最优反应参数，并根据所述反应釜最优反应参数设置最优反应阈值；
预设的调节控制策略模型根据所述最优反应阈值生成调节控制策略；
所述温控组件和气压组件根据策略执行控制命令。
通过采用上述技术方案，通过获取反应参数数据并进行处理，可以实时监测反应过程中的关键参数，提供准确的反应状态信息；基于处理后的反应参数数据设计控制策略，能够精确调节反应釜的执行组件，实现对反应过程的精确控制；通过控制策略的设计和执行，可以提高反应的稳定性，减少波动和不稳定因素的影响；本方法采用自动化控制方式，减少了人工操作的需求，降低了操作人员的工作量和人为误差的风险。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：在根据所述反应釜最优反应参数生成调节控制策略这一步骤中，包括步骤如下：
获取反应釜的实时参数数据，输入至预设的监测模型；
对比所述实时参数数据的参数与所述最优反应阈值，判断是否需要调生成调节控制策略；
若所述实时参数数据中的参数超出所述最优反应阈值，则需要生成调节控制策略。
通过采用上述技术方案，通过对比所述实时参数数据的参数与所述最优反应阈值，判断是否需要调生成调节控制策略，及时对反应釜做出调整，从而优化反应釜的反应催化效果。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：在实时参数超出所述最优反应阈值，则需要生成调节控制策略这一步骤之后，包括步骤如下：
将所述实时参数数据输入至预设的调节计算模型；
所述调节计算模型基于所述实时参数数据和所述最优反应阈值计算参数调整值；
基于参数调整值生成调节控制策略。
通过采用上述技术方案，基于处理后的反应参数数据设计控制策略，能够精确调节反应釜的执行组件，实现对反应过程的精确控制。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：在获取反应釜的实时参数数据，输入至预设的监测模型这一步骤中，包括步骤如下：
对获取的实时参数数据进行预处理；
对获取的反应参数数据进行数据采样。
通过采用上述技术方案，减少噪声和异常值对控制算法的干扰；减少数据量和计算资源的需求，提高计算效率；捕捉反应过程中的关键特征，为控制策略的设计和反应状态判断提供依据。
第二方面，本申请的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种可调式反应釜，包括釜体、搅拌组件、温控组件、气压组件和调节控制系统，所述搅拌组件安装于所述釜体，所述温控组件、所述气压组件均与所述釜体连通；所述搅拌组件、所述温控组件和所述气压组件均与所述调节控制系统电连接；
所述搅拌组件用于对所述釜体内的反应物进行搅拌；
所述温控组件用于监测并调节所述釜体内温度；
所述气压组件用于监测并调节所述釜体内气压；
所述调节控制系统用于控制所述搅拌组件、所述温控组件和所述气压组件工作。
可选的，所述调节控制系统包括反应物数据存储模块和调节控制策略生成模块；所述反应物数据存储模块用于预设反应物数据库；所述调节控制策略生成模块用于预设调节控制策略模型。
可选的，所述调节控制系统还包括监测模块、调节计算模块和数据预处理模块，所述监测模块用于预设监测模型；所述调节计算模块用于预设调节计算模型；所述数据预处理模块用于对数据进行预处理。
第三方面，本申请的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种可调式反应釜控制方法的步骤。
本申请的上述目的四是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种可调式反应釜控制方法的步骤。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过获取反应参数数据并进行处理，可以实时监测反应过程中的关键参数，提供准确的反应状态信息；基于处理后的反应参数数据设计控制策略，能够精确调节反应釜的执行组件，实现对反应过程的精确控制；通过控制策略的设计和执行，可以提高反应的稳定性，减少波动和不稳定因素的影响；
2.本方法采用自动化控制方式，减少了人工操作的需求，降低了操作人员的工作量和人为误差的风险；
3.提供更稳定的反应参数数据，减少噪声和异常值对控制算法的干扰；减少数据量和计算资源的需求，提高计算效率；捕捉反应过程中的关键特征，为控制策略的设计和反应状态判断提供依据。
附图说明
图1是本申请一种可调式反应釜控制方法的步骤流程示意图；
图2是本申请一种可调式反应釜控制方法中步骤S30中的流程示意图；
图3是本申请一种可调式反应釜控制方法中步骤S31中的流程示意图；
图4是本申请一种可调式反应釜控制方法中步骤S32之后流程示意图；
图5是本申请一种可调式反应釜的结构模块示意图；
图6是本申请电子设备的结构框图；
附图标记说明：
1、搅拌组件；2、温控组件；3、气压组件；4、调节控制系统；41、反应物数据存储模块；42、调节控制策略生成模块；43、监测模块；44、调节计算模块；45、数据预处理模块。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
在一实施例中，如图1-4所示，本申请公开了一种可调式反应釜控制方法，具体包括如下步骤：
一种可调式反应釜控制方法，包括步骤如下：
S10：获取反应物的种类数据，输入至预设的反应物数据库；
具体的，通过工作人员选取反应物的种类，向反应釜输入反应物的种类数据，系统接收工作人员所选取的反应物的种类数据，并将反应物的种类数据输入至预设的反应物数据库。
S20：所述反应物数据库根据所述反应物的种类数据，匹配所述反应物对应的反应釜最优反应参数，并根据所述反应釜最优反应参数设置最优反应阈值；
预设的反应物数据库设置有反应釜最优反应参数，反应物数据库中的反应釜最优反应参数对应不同的反应物的种类，即不同的反应物在反应釜的最优反应参数，而在本申请实施例中，最优反应参数包括基础值和通过大数据自学习后优化的值，其中基础值基于反应规则设定。
其中，反应釜最优反应参数包括最优反应温度、最优反应气压和最优反应ph值，而反应釜最优反应参数为定值，根据反应釜最优反应参数的定值设置区间阈值，所设定的区间阈值作为最优反应阈值。
S30：预设的调节控制策略模型根据所述最优反应阈值生成调节控制策略；
S40：所述温控组件和气压组件根据策略执行控制命令。
在S30：根据所述反应釜最优反应参数生成调节控制策略这一步骤中，包括步骤如下：
S31:获取反应釜的实时参数数据，输入至预设的监测模型；
通过监测模型分析反应釜的实时参数数据，监测模型分析实时参数数据中的反应温度、反应气压和反应ph值。
S32:对比所述实时参数数据的参数与所述最优反应阈值，判断是否需要调生成调节控制策略；
具体的，将述实时参数数据的参数与最优反应阈值做对比，判断实时参数数据的参数是否位于最优反应阈值内，即判断反应温度、反应气压和反应ph值是否位于最优反应阈值内。
S33:若所述实时参数数据中的参数超出所述最优反应阈值，则需要生成调节控制策略；
具体的，若反应温度、反应气压和反应ph值未位于最优反应阈值，即实时参数数据中的参数对应的反应状态未处于最优的反应状态。
在S31：获取反应釜的实时参数数据，输入至预设的监测模型这一步骤中，包括步骤如下：
S311：对获取的实时参数数据进行预处理；
具体的，对获取的实时参数数据进行预处理，以提高数据的准确性和稳定性，而其中的噪声和异常值在本申请实施例中，为数据值突变的值，自动去除，因为实际生产过程中，釜体内的温度、气压和ph值难以突变，具体指的是连续三个以上数据值中，以时间戳为顺序，位于中间的参数值难以突变，以此判断是否为异常值。
S312：对获取的反应参数数据进行数据采样；
具体的，在本申请实施例中，数据采样指对获取的反应参数数据进行采样，以减少数据量并提高计算速度；在本申请实施例中还包括特征提取，
特征提取指的是从处理后的反应参数数据中提取关键特征，例如温度的变化速率、ph值的变化速率和压力的波动程度等。
在S32:实时参数超出所述最优反应阈值，则需要生成调节控制策略这一步骤之后，包括步骤如下：
S321：将所述实时参数数据输入至预设的调节计算模型；
具体的，通过调节计算模型将述实时参数数据的参数与最优反应阈值做对比，判断实时参数数据的参数是否位于最优反应阈值内，即判断反应温度、反应气压和反应ph值是否位于最优反应阈值内。
S322：所述调节计算模型基于所述实时参数数据和所述最优反应阈值计算参数调整值；
具体的，调节计算模型将实时参数数据的参数和反应釜最优反应参数做差值运输，并计算出需要调节的参数的差值，综合反应釜中的反应物体积、温度、ph值和气压，进行综合性的调节，以此生成参数调整值，即具体的需要调节的温度差值、ph差值和气压差值。
S323：基于参数调整值生成调节控制策略；
在调节计算模型中，将反应釜最优参数值减去实时参数数据的参数，正负决定调节时的具体控制，以温度为例，若反应釜最优反应参数的温度值大于实时参数数据的温度，则差值计算的结果为正数，则最优温度大于实时温度，此时进行升温控制；反之则最优温度小于实时温度，此时进行降温。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中，提供一种可调式反应釜，该一种可调式反应釜与上述实施例中一种可调式反应釜控制方法一一对应。如图5所示，该一种可调式反应釜，包括釜体、搅拌组件1、温控组件2、气压组件3和调节控制系统4，所述搅拌组件1安装于所述釜体，所述温控组件2、所述气压组件3均与所述釜体连通；所述搅拌组件1、所述温控组件2和所述气压组件3均与所述调节控制系统4电连接；
所述搅拌组件1用于对所述釜体内的反应物进行搅拌；
所述温控组件2用于监测并调节所述釜体内温度；
所述气压组件3用于监测并调节所述釜体内气压；
所述调节控制系统4用于控制所述搅拌组件1、所述温控组件2和所述气压组件3工作。
其中，所述调节控制系统4包括反应物数据存储模块41和调节控制策略生成模块42；所述反应物数据存储模块41用于预设反应物数据库；所述调节控制策略生成模块42用于预设调节控制策略模型，所述调节控制系统4还包括监测模块43、调节计算模块44和数据预处理模块45，所述监测模块43用于预设监测模型；所述调节计算模块44用于预设调节计算模型；所述数据预处理模块45用于对数据进行预处理。
关于一种可调式反应釜的具体限定可以参见上文中对于一种可调式反应釜控制方法的限定，在此不再赘述。上述一种可调式反应釜中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于电子设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于电子设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种电子设备，该电子设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种可调式反应釜控制方法。
在一个实施例中，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取反应物的种类数据，输入至预设的反应物数据库；
所述反应物数据库根据所述反应物的种类数据，匹配所述反应物对应的反应釜最优反应参数，并根据所述反应釜最优反应参数设置最优反应阈值；
预设的调节控制策略模型根据所述最优反应阈值生成调节控制策略；
所述温控组件和气压组件根据策略执行控制命令。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取反应物的种类数据，输入至预设的反应物数据库；
所述反应物数据库根据所述反应物的种类数据，匹配所述反应物对应的反应釜最优反应参数，并根据所述反应釜最优反应参数设置最优反应阈值；
预设的调节控制策略模型根据所述最优反应阈值生成调节控制策略；
温控组件和气压组件根据策略执行控制命令。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可调式反应釜控制方法，其特征在于：所述方法包括步骤如下：
获取反应物的种类数据，输入至预设的反应物数据库；
预设的反应物匹配模型根据所述反应物数据库中所述反应物的种类数据，匹配所述反应物对应的反应釜最优反应参数，并根据所述反应釜最优反应参数设置最优反应阈值；
预设的调节控制策略模型根据所述最优反应阈值生成调节控制策略，包括步骤如下：
获取反应釜的实时参数数据，输入至预设的监测模型；
利用预设的监测模型对比所述实时参数数据的参数与所述最优反应阈值，判断是否需要生成调节控制策略；
若所述实时参数数据中的参数超出所述最优反应阈值，则生成调节控制策略；
将所述实时参数数据输入至预设的调节计算模型，包括步骤如下：
对获取的实时参数数据进行预处理；
对预处理后的实时参数数据进行数据采样；
所述调节计算模型基于所述实时参数数据和所述最优反应阈值计算参数调整值；
基于参数调整值生成调节控制策略；
温控组件和气压组件根据策略执行控制命令。
2.一种可调式反应釜，其特征在于：应用于权利要求1中所述可调式反应釜控制方法，包括釜体、搅拌组件(1)、温控组件(2)、气压组件(3)和调节控制系统(4),所述搅拌组件(1)安装于所述釜体内，所述温控组件(2)、所述气压组件(3)均与所述釜体连通；所述搅拌组件(1)、所述温控组件(2)和所述气压组件(3)均与所述调节控制系统(4)电连接；所述搅拌组件(1)用于对所述釜体内的反应物进行搅拌；所述温控组件(2)用于监测并调节所述釜体内温度；所述气压组件(3)用于监测并调节所述釜体内气压；所述调节控制系统(4)用于控制所述搅拌组件(1)、所述温控组件(2)和所述气压组件(3)工作。
3.根据权利要求2所述的一种可调式反应釜，其特征在于：所述调节控制系统(4)包括反应物数据存储模块(41)和调节控制策略生成模块(42);所述反应物数据存储模块(41)用于预设反应物数据库；所述调节控制策略生成模块(42)用于预设调节控制策略模型。
4.根据权利要求3所述的一种可调式反应釜，其特征在于：所述调节控制系统(4)还包括监测模块(43)、调节计算模块(44)和数据预处理模块(45),所述监测模块(43)用于预设监测模型；所述调节计算模块(44)用于预设调节计算模型；所述数据预处理模块(45)用于对数据进行预处理。
5.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述一种可调式反应釜控制方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述一种可调式反应釜控制方法的步骤。
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- 2024-01-12 CN CN202410043841.4A patent/CN117548053B/zh active Active
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