[发明专利]一种橡胶混炼过程填料段的密炼机转子能耗预测方法

说明书

本发明公开了一种橡胶混炼过程填料段的密炼机转子能耗预测方法。为了准确预测橡胶混炼过程中填料阶段的密炼机转子能耗，本发明首先采集橡胶混炼过程中填料阶段的密炼机转子功率数据；根据功率数据曲线的变化趋势，确定功率表征点，建立多种可行的功率与时间的数学模型；将所建立的各个功率表征点的功率值与转子转速的二次多项式带入到所建立的多种可行的功率与时间的数学模型中，通过积分获得转子能耗的多种可行的数学模型；最后分别将多种可行的各个能耗预测模型的能耗预测值与真实值进行比对，综合考虑平均绝对误差和方差，确定填料段的最优的能耗预测模型。本发明适用于橡胶混炼过程中填料段的密炼机转子能耗预测。

技术领域

本发明涉及一种密炼机转子功率表征及能耗预测方法，具体涉及一种橡胶混炼过程中填料阶段的密炼机转子功率表征及能耗预测方法。

背景技术

在橡胶混炼过程中对填料段能耗进行合理的预测，可以有效的指导橡胶混炼过程中对于填料时间的把控，从而合理有效的控制转子能耗以及混炼胶的质量。

目前，关于橡胶混炼过程的节能的研究，多集中于对密炼机结构的改进和创新设计，以及对于橡胶混炼过程中的能量控制排胶点的研究，而对于橡胶混炼过程中功率及能耗建模的研究较少，并且在实际的工程应用中，工作人员常常根据以往的经验来确定混炼过程中填料阶段的时间，这可能会导致橡胶混炼过程中能量的过度消耗与浪费，降低生产效率且不利于节能环保。因此，亟需一种能耗预测的方法，对橡胶混炼过程中填料段的填料时间进行合理的控制，进而降低能量的消耗。

现有的专利技术仅发现针对橡胶混炼过程中的提栓动作的密炼机转子的能耗预测方面的技术(202010500738.X)，未发现针对橡胶混炼过程中填料段的功率表征与能耗预测方法。与现有专利技术相比，本发明具有以下特点：(1)本发明是对橡胶混炼过程中填料阶段进行功率表征与能耗预测，与提栓动作过程有本质区别；(2)本发明可选择多个功率表征点进行功率建模，且可同时建立多种功率模型，增加了能耗预测的准确率；(3)本发明建立的功率表征点与转子转速的关系为二次多项式，提高了对功率表征点的功率值的预测准确度；(4)本发明通过平均绝对误差和方差对多种可行的能耗模型的预测水平进行对比，来选择填料段的最优的能耗预测模型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种橡胶混炼过程中填料阶段的密炼机转子功率表征及能耗预测方法，以解决密炼机在橡胶混炼过程中填料阶段的时间控制问题。

一种橡胶混炼过程填料段的密炼机转子能耗预测方法，技术方案步骤如下：

步骤1、以密炼机转子转速为变量，从密炼机启动开始，采集橡胶混炼过程中密炼机转子功率数据，绘制“功率—时间”曲线，分析选定橡胶混炼过程中填料阶段的密炼机转子功率曲线；

步骤2、根据填料段的功率曲线的变化趋势，确定功率表征点，建立多种可行的功率与时间的数学关系模型，建立的多种可行的功率与时间的数学关系模型P如下：

P＝f(t,S，P₀,P_M,P_S……) (1)

其中P₀,P_M,P_S……是一系列功率表征点的功率值，S是填料段的时间，t是时间变量；

步骤3、根据实验采集的功率数据，分别建立各个功率表征点的功率值与转子转速的二次多项式数学关系模型，利用此模型预测功率表征点的功率值；

步骤4、将步骤3所建立的各个功率表征点的功率值与转子转速的二次多项式数学关系模型带入到步骤2中所建立的多种可行的功率与时间的数学关系模型中，分别积分获得转子能耗的多种可行的数学模型；

步骤5、根据多种可行的各个能耗预测模型E_i(i＝1,2,…)所预测出的能耗值，分别与真实值进行比对分析，得出偏差率，综合考虑平均绝对误差和方差，确定填料段的最优的能耗预测模型E_P如下：