隨著工業(yè)智能制造4.0的提出,化工企業(yè)運用工業(yè)過程大數(shù)據(jù)處理技術(shù)分析加熱爐運行情況,進而提高加熱爐能效成為了企業(yè)發(fā)展的目標之一。雖然現(xiàn)階段石化企業(yè)在長期發(fā)展運營過程中積累了大量的設備運行和維護數(shù)據(jù),但卻缺乏對信息的深層次處理和決策。現(xiàn)場工作人員和管理人員在進行決策時,需要花費大量的時間,不能及時有效的對加熱爐運行做出合理的建議。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)逐漸成為決策支持的重要手段和依據(jù)。因此,將決策樹技術(shù)應用到傳統(tǒng)的設備管理系統(tǒng)中并加以改進,推導出基于規(guī)則的調(diào)爐信息,用于指導加熱爐的決策和評估,用來對加熱爐集群中能效的評估做出決策分析。運用Web編程技術(shù)將加熱爐的設備檔案信息和運行信息集成到同一系統(tǒng)中,有利于企業(yè)決策者和管理者綜合評定加熱爐整體性能,本課題針對已有參數(shù)對加熱爐能效進行評估,給出不同狀態(tài)下的調(diào)爐決策和建議,幫助現(xiàn)場工作人員做出相應的處理方式和建議。首先從石化加熱爐設備的維護和管理入手,以ThinkPHP為框架、CSS和Bootstrap作為樣式、MySQL作為存儲器件等其他相關(guān)技術(shù),實現(xiàn)了在線評估管理系統(tǒng)的整體框架設計,管理系統(tǒng)的各個模塊化設計以及應用流程化的管理,將各設備器件從設備的基礎信息管理、設備的維護與巡檢、設備倉儲等流程統(tǒng)一,方便企業(yè)實現(xiàn)管理的全面化以及信息化。其次,在能效評估部分,選擇熱效率作為重要的能效評判標準,運用動態(tài)鏈接庫將加熱爐運行參數(shù)存到本地MySQL數(shù)據(jù)庫中做進一步分析;經(jīng)專家咨詢、文獻查閱等方式初步篩選后的重要參數(shù)進行重點研究,采用屬性相關(guān)性處理和最小信息熵的離散化處理后,劃分為訓練集和測試集;根據(jù)屬性相關(guān)性系數(shù)應用于模擬退火算法中,調(diào)整屬性集合,尋找最優(yōu)組合作為C4.5決策樹算法中的輸入?yún)?shù),生成具有高預測性的決策樹模型,同時生成IF-THEN規(guī)則,嵌入到在線評估管理系統(tǒng)中,結(jié)合具有專家經(jīng)驗的調(diào)爐規(guī)則,建立智能能效決策評估系統(tǒng)。最終,在系統(tǒng)實現(xiàn)部分,通過深入的分析加熱爐結(jié)構(gòu)及其能效等重要參數(shù),選擇分類正確率較高的改進型決策樹算法模型,利用PHP-JAVA-Bridge控件,將生成的Java算法包嵌入到到在線評估管理系統(tǒng)中,用于評估加熱爐能效的高低,為現(xiàn)場工作人員和決策管理人員提供決策支持,最終提高加熱爐群的整體燃燒效率。
【學位單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP311.52;TK221
【部分圖文】：

第二章 系統(tǒng)整體設計方案和模塊化設計第二章 系統(tǒng)整體設計方案和模塊化設計2.1 加熱爐能效評估管理系統(tǒng)技術(shù)方案設計2.1.1 加熱爐在線評估系統(tǒng)方案設計加熱爐群能效在線評估管理系統(tǒng)是基于前期信息化采集趨于完善的基礎上對大量工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的進一步挖掘分析，對于每一特定的加熱爐系統(tǒng)不僅包含了大量的氧含量、爐膛溫度、擋板壓力等加熱爐運行參數(shù)，還包含了加熱爐鼓風機、噴油嘴等眾多關(guān)鍵設備的設備狀態(tài)，維修記錄等參數(shù)，這些參數(shù)共同反應了整個加熱爐的運行狀況和指標。本文主要以某一加熱爐為例作重點介紹，系統(tǒng)的整體框架如圖 2-1 所示。

第二章 系統(tǒng)整體設計方案和模塊化設計同的調(diào)爐建議，對加熱爐能效進行調(diào)整和評估。為工作人員提供加熱爐調(diào)控技術(shù)支持，并最終通過執(zhí)行機構(gòu)做出設備調(diào)整，達到提高加熱爐群整體能效利用率的目的。本課題的加熱爐能效在線評估系統(tǒng)主要涉及兩個方面的內(nèi)容：一是實現(xiàn)加熱爐設備信息的有效管理，包括設備檔案基本信息管理、設備故障維修和日常巡檢管理以及設備倉儲和運行管理等；二是將加熱爐運行參數(shù)信息應用于爐況評估和調(diào)整的決策分析中，從而使加熱爐運行在最優(yōu)狀態(tài)。2.1.2 加熱爐能效評估系統(tǒng)方案設計該系統(tǒng)是在以往的 DCS 數(shù)據(jù)庫基礎上建立起來的，擁有大量的數(shù)據(jù)信息，因此首先通過專家咨詢、文獻查閱和調(diào)爐規(guī)則的總結(jié)等方式對某一加熱爐相關(guān)屬性進行選取，然后利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對數(shù)據(jù)屬性相關(guān)性度量和離散化等預處理，利用模擬退火算法對預處理后的數(shù)據(jù)進行屬性的優(yōu)化組合，將該集合應用到?jīng)Q策樹算法中，最終將改進后的決策樹生成 IF-THEN 規(guī)則，并關(guān)聯(lián)規(guī)則庫和優(yōu)化建議，當滿足觸發(fā)條件時，以彈窗的形式顯示，為現(xiàn)場工作人員進行加熱爐的調(diào)爐提供能效分析和評估信息。

第二章 系統(tǒng)整體設計方案和模塊化設計2.2.1 設備管理功能性需求設計在系統(tǒng)需求分析過程中，確定系統(tǒng)的面向用戶，在一定范圍內(nèi)也可相對的確定系統(tǒng)功能。通過分析，該系統(tǒng)的使用人員主要面向加熱爐設備的使用和維護人員、系統(tǒng)管理人員、設備巡檢和維修人員、倉庫保管員和其他相關(guān)人員等等。根據(jù)不同人員的職責不同，可將該系統(tǒng)劃分為與之對應的不同模塊：設備基礎信息檔案管理、設備故障申報和維修管理、設備巡檢和倉儲管理、設備運行管理和系統(tǒng)維護等模塊。

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本文編號：2816522