过程控制中参数的在线检测

mingyekeji123

近年来，在工业上不管是在先进控制策略的应用过程中还是对产品质量的直接控制过程中，一个最棘手的问题就是难以对产品的质量变量进行在线实时测量。

软测量正是为了解决这类变量的实时测量和控制问题而逐渐发展起来的。在线连续检测技术，根源于推理控制中的推理估计器，即采集某些容易测量的变量（也称二次变量或辅助变量），并构造一个以这些易测变量为输入的数学模型来估计难测的主要变量（也称主导变量）。

软测量可在线实时的读取所需监测的参数，自动的调节参数设置装置，使得实际数值与生产要求值吻合,从而降低产品不合格率，提高产品质量，降低能耗。

在线连续检测技术的普及,它将带动工业自动化范围的扩大,提高经济效益

当然我说得也不是很全面，大家有任何建议都可以随时联系我，QQ1583807587,谢谢！

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关于在线检测（软测量）技术的应用，结合工程实践补充几个关键点：

1. 二次变量选择原则
- 优先选DCS（分布式控制系统）已有测量点的参数（比如流量、温度、压力）
- 关键质量相关参数建议冗余配置（如反应釜同时取顶部/中部温度）
- 注意测量滞后问题（比如精馏塔塔顶成分与回流流量存在时间延迟）

2. 建模数据预处理要点
- 剔除传感器故障期的异常数据（常见于振动大的泵出口压力）
- 针对不同工况分段处理（比如催化剂活化期/稳定期的数据差异）
- 数据归一化处理时注意量纲统一（特别是压力单位MPa/Bar混用情况）

3. 工业常用建模方法
- 主元回归（PCR）：适合变量较多且存在共线性场景
- 最小二乘支持向量机（LS-SVM）：非线性关系建模效果较好
- 随机森林：对噪声数据容忍度高，但实时性稍差

4. 在线校正策略
- 每周对比实验室分析数据做模型偏移校正
- 设置3%偏差报警阈值，触发人工复核
- 关键模型保留人工超驰（Override）功能

5. 实施注意事项
- 避免热电偶套管结焦导致的温度测量滞后
- 气相色谱仪（GC）周期标定影响模型输入稳定性
- 物料结焦周期与模型更新频率需匹配

现在项目中常用混合建模方式，比如用机理模型打底，叠加数据驱动修正项。最近实施的丙烯精馏塔软测量项目，将塔顶丙烷含量预测误差从±1.5%压缩到±0.7%，每年减少离线采样成本约120万元。具体实施时要注意模型自学习功能的防呆设计，避免出现"模型跑飞"导致控制紊乱的情况。   

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Frank_2013