基于偏差校正的白炭黑生产调控方法及系统与流程

本申请涉及白炭黑生产调控领域，具体而言，涉及基于偏差校正的白炭黑生产调控方法及系统。

背景技术：

1、在白炭黑的工业化生产中，反应釜内ph值的稳定控制直接关系到最终产品的比表面积、吸油值等关键性能指标。传统的ph调控方法，其核心判断规则通常基于稳定工况下特定原料的反应特性建立，默认原料批次高度一致、工艺参数波动有限。

2、然而，实际生产中存在多重复杂因素，使上述规则的适用前提被逐步打破：其一，工厂为优化成本与供应多样性，常引入新供应商的硅酸钠原料，尽管其入厂常规指标合格，但微观晶体结构、颗粒形貌及表面活性的细微差异，会导致硅酸钠溶解速率及与硫酸的初期聚合反应行为发生渐进式偏移，进而使反应体系对硫酸进料的ph响应曲线产生轻微但持续的偏离；其二，反应釜内长期服役的ph传感器探头，在高温、高压及腐蚀性浆料冲刷下其敏感膜会缓慢老化，导致测量信号出现渐进式负向漂移，且由于漂移速率常低于常规校准周期的识别阈值，易形成系统性的“测量盲区”；其三，为挖掘现有设备潜力，生产管理部门将平均操作温度和搅拌功率提升至原设计上限的90%附近，更高的温度会加速反应进程并改变离子扩散行为，更强的搅拌则影响浆料黏度与混合均匀性，使反应体系整体行为显著偏离原规则的建模工况。

3、上述原料特性变化、传感器漂移与高负荷工况调整三类因素相互叠加、彼此耦合，导致控制系统对ph值的判断与调节出现偏差，振荡幅度增大，最终影响产品关键性能指标的稳定性，并造成生产成本上升与品牌声誉受损。

技术实现思路

1、本申请公开了基于偏差校正的白炭黑生产调控方法及系统，旨在解决白炭黑生产过程中，由于原料特性变化、传感器漂移、高负荷工况调整以及控制算法误判等多重因素导致的ph值控制不准确、振荡幅度增大，进而影响产品关键性能指标，增加生产成本并损害品牌声誉的技术问题。

2、本申请的技术方案如下：

3、第一方面，本申请公开了基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，该方法由部署于白炭黑生产车间的工业控制网络中的工业控制计算机执行，包括以下步骤：

4、构建与多种ph值偏差来源对应的特征模式集合，该特征模式集合中各特征模式包含偏差来源标识、基于白炭黑反应动力学构建的标准特征向量与典型ph响应曲线；该特征模式集合预存于工业控制计算机的本地数据库或与之通信的车间级服务器；

5、通过工业控制网络的数据采集接口，获取反应釜在预设采样周期内的多个过程参数，并对过程参数进行去噪与归一化处理，得到标准化特征向量；

6、从标准化特征向量中提取反映白炭黑反应状态的特征信息；

7、将特征信息与特征模式集合进行多维度比对，计算特征信息与各特征模式在时域、频域与变化趋势上的综合匹配度；

8、根据综合匹配度，从特征模式集合中识别导致当前ph值偏差的一个或多个偏差来源，并通过多源偏差解耦算法计算各偏差来源对当前ph值偏差的贡献度；

9、根据偏差来源、贡献度与白炭黑反应的目标工艺区间，生成包含调整量、调整时序与调整位置的校正指令；

10、通过工业控制网络将校正指令下发至执行机构，由执行机构联动调整反应釜的硫酸进料量、搅拌器转速或硫酸注入位置中的至少一项，使反应釜内ph值回归至目标工艺区间。

11、第二方面，本申请还公开了基于偏差校正的白炭黑生产调控系统，该系统部署于白炭黑生产车间的工业控制网络中，包括工业控制计算机、车间级服务器、数据采集接口、流变参数监测系统、冗余监测单元与执行机构；其中：

12、工业控制计算机经由工业控制网络与车间级服务器、数据采集接口、流变参数监测系统、冗余监测单元与执行机构通信连接；

13、执行机构包括硫酸进料泵、搅拌器驱动装置与硫酸注入位置控制装置；

14、车间级服务器或工业控制计算机的本地数据库中预存有特征模式库模块，特征模式库模块用于存储与多种ph值偏差来源对应的特征模式集合，特征模式集合中各特征模式包含偏差来源标识、基于白炭黑反应动力学构建的标准特征向量与典型ph响应曲线；

15、数据采集模块用于通过数据采集接口获取反应釜在预设采样周期内的多个过程参数；

16、预处理模块用于对过程参数进行去噪与归一化处理，得到标准化特征向量；特征提取模块用于从标准化特征向量中提取反映白炭黑反应状态的特征信息；

17、匹配诊断模块用于将特征信息与特征模式集合进行多维度比对，计算综合匹配度，从特征模式集合中识别导致当前ph值偏差的一个或多个偏差来源，并通过多源偏差解耦算法计算各偏差来源对当前ph值偏差的贡献度；

18、指令生成模块用于根据偏差来源、贡献度与白炭黑反应的目标工艺区间，生成包含调整量、调整时序与调整位置的校正指令；

19、指令执行模块用于通过工业控制网络将校正指令下发至执行机构，由执行机构联动调整反应釜的硫酸进料量、搅拌器转速或硫酸注入位置中的至少一项，使反应釜内ph值回归至目标工艺区间。

20、本申请公开的基于偏差校正的白炭黑生产调控方法及系统，通过上述技术方案，本申请克服了传统控制系统在复杂多变工况下难以应对的挑战，显著提升了白炭黑生产过程中ph值控制的稳定性和精度。这不仅能够有效抑制ph值在目标设定点附近的周期性振荡，避免了产品比表面积和吸油值等关键性能指标的下降，而且减少了因产品质量问题导致的额外复配处理或降级销售，从而显著降低了生产成本，提升了产品竞争力，并维护了品牌声誉。

1.基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，其特征在于，所述方法由部署于白炭黑生产车间的工业控制网络中的工业控制计算机执行，包括：

2.根据权利要求1所述的基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，其特征在于，所述根据所述综合匹配度，从所述特征模式集合中识别导致当前ph值偏差的一个或多个偏差来源，并通过多源偏差解耦算法计算各偏差来源对当前ph值偏差的贡献度的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，其特征在于，所述根据所述偏差来源、所述贡献度与白炭黑反应的目标工艺区间，生成包含调整量、调整时序与调整位置的校正指令的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，其特征在于，所述根据所述偏差来源、所述贡献度与白炭黑反应的目标工艺区间，生成包含调整量、调整时序与调整位置的校正指令的步骤还包括：

5.根据权利要求4所述的基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，其特征在于，所述根据所述偏差来源、所述贡献度与白炭黑反应的目标工艺区间，生成包含调整量、调整时序与调整位置的校正指令的步骤还包括：

6.根据权利要求5所述的基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，其特征在于，所述基于所述执行机构当前效率衰减程度与所述物料流动阻力变化，由所述工业控制计算机对所述校正指令的调整量进行等效补偿的步骤包括：

7.根据权利要求6所述的基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，其特征在于，所述由所述工业控制计算机对等效补偿后的校正指令的调整时序与调整量进行整形的步骤包括：

8.根据权利要求7所述的基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，其特征在于，所述获取反应釜内多个区域的浆料流变参数的步骤包括：

9.根据权利要求8所述的基于偏差校正的白炭黑生产调控方法，其特征在于，所述通过流变参数监测系统对所述多个流变参数传感器进行实时健康状态监测的步骤包括：

10.基于偏差校正的白炭黑生产调控系统，其特征在于，所述系统部署于白炭黑生产车间的工业控制网络中，所述系统以工业控制计算机为处理核心，包括所述工业控制计算机、车间级服务器、数据采集接口、流变参数监测系统、冗余监测单元与执行机构；其中：