橡胶智能密炼系统的构建及实现策略

量 与 时 间 中 寻 求 一 个 最 佳 点 ）来 提 高 效 率 、 减 少 能 耗 ，从 而 提 高 经 济 效 益 。
制 的 软 件 配 置 ， 根 据 不 同 的 客 户 需 求 ，提 供 网 络 版 和 单机版 功 能 供选 择 。
１ ． ３ 混 炼 生产 专 家 系统
（１）炼 胶 质 量 的 智 能 化 分 析 利 用 生 产 过 程 数 据 库 ， 建 立 专 家 系 统 知 识 库 ，能 对 炼 胶 工艺 数 据 进 行 可靠 的理论 分 析 。 通过 多 元 Ｓ Ｐ Ｃ等 技 术 ，实 现 对 混 炼 过 程 的 监 测 与 诊 断 】 。 例 如 ，智 能 控 制 系 统 能 通 过 自 动 ， 或 者 人 机 交 互 的 方 式 ，准 确 可 靠 地 分 析 出 胶 料
青岛
杭州
２ ６ ６ ０ ４ ５ ；
３１ ０ ０ ２ ７ ）
擅 耍 ：本文基 于国 内外橡胶 工业 设备和 生产的现 状 ，从橡胶 密炼技术 的工艺 出发 ，利用统计 建模 、神经网络 和专 家系统 等 多项先进 计算技术 ，实现 了橡胶密炼 的智能化 控制 。实际应 用效果表明 ，该系统 能够准确 地预报 混炼质量 ，提高 混炼 胶合
粘度 下朗工 艺才 连 最佳 工 艺 ） ．对 炼Ｉ ｊ 耍 控制过 程
芒行实时汽化 ，
求
降 低 能 耗 ，提 高 效 率 。
他 物理 性 雏 等 ） ．利 军 采 集 的 混 烁 过 程 参 数 臼 售 患 矩 时 间 、 儡 量 、 能 蠢 、 瞬 时 牵 五 昵 压
力 、褥 子转 运 等 ｊ基 污预 ： 则 ， 超 遗 测 设 备 ． ； 乩 结果 蓝瑾 品伐 覆 Ｉ ｉ ： 精 舌 题 ｌ
乏 料 喂箍 设 备 朗 买 结 果 ，能 在线 、 禹线 、 自 动 、 手动 修 正 欢 星 预 测 模 型 ，保 证 模 型 准 礁 、
可 蓁 、买 用 。
１ ． ２ 炼 胶 过 程 的 多 目标 优 化
＝ 芏混 炼 腔 质 蕈 得 到 保 证 暑 ， 茬 炼 过 程 中 雏
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ＣＨＩ ＮＡ ＲＵＢＢＥ Ｒ Ｌ Ａ ＳＴ ｜ ｃＳ Ｔ ＥｃＨＮｏＬ ｏＧ Ｙ ＡＮＤ Ｅ ＱＵＩ ＰＭＥＮＴ
高彦 臣 ，杨殿 才 ，王 海清 （ １ ．青岛高校软控股份有限公司，山东
２． 浙 江 大 学 工 业 控 制 技 术 研 究 所 ， 浙 江
正炼 皎质 量 的 准 性 。
第 ４７贝
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ＣＨＩ ＮＡ ＲＵＢＢＥＲ７ ＰＬ Ａ ＳＴ ｌ ｃｓ Ｔ ＥｃＨＮｏＬ ＯＧ Ｙ ＡＮＤ ＥＱＵｌ ＰＭＥＮ Ｔ
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格 率 ，有 效地解 决了 原材料和 环境 等带来 的质 量波动 问题 。 关 键谣 ：橡胶智 能密炼 ；在 线质 量预报 ；统计 过程 控制 ；非线性 多变 量优化 中 图分类号 ：Ｔ Ｑ３ ３ ０． ４ ９ ３ 文献标识码 ：Ｂ ・ 文章一号 ：１ ０ ０ ９ — ７ ９ ７ ｘ（ ２ Ｏ Ｏ ４ ） Ｏ ７ － ０ ０ ４ ６ － ０ ４
况下 ，人 为因素 对炼 胶质量 影响基 本排 除¨ 一 。
但 物 料 性 质 的 变 化 、 工 艺 条 件 的 波 动 ， 使 传 统
青岛 高校 软 控股 份有 限公 司与 浙江 大 学联
合 共 同 开 发 的 两 栖 智 能 密 炼 上 辅 机 系 统 ， 利 用
的 简单 控 制手段 （ 如 时 间 、温度 、能 量 等 ）不
３ 现场应用效果 总结
本智 能 密炼 技 术和 软件 在 投入 市场 后 ，先
后 在 数 家 大 型 轮 胎 厂 使 用 ，获 得 了 很 好 的 应 用
图２ 智能 密炼 软件 嵌入 式 结构框 图
效 果 ，其 主 要 技 术 指 标 统 计 如 下 ：
（ ２）智 能 密 炼 软 件 基 于 网 络 化 的 控 制 思 想 智 能 密 炼 软 件 模 型 数 据 库 框 图 如 图 ３所 示 。 将 快 检 结 果 通 过 网络 及 时 传 送 到 智 能 密 炼 软 件 ，
先进 的统计学 理论 、人工 智能和专 家系统技 术 ， 旨在 解 决 由于原 料 、环 境 和 工艺 等诸 多方 面 的 波动 对 混炼 质 量的不 利 影 响 ，为 用 户提供 智能
化 、网 络化 和 透明 化 的混炼 质 量 管理与 控 制 的
解决 方 案 。两 栖 智能 密炼 上辅 机 系统 的投 入 使
（ １）通过 智 能密炼集 成 系统 的实施 ，在 设
备 工 作 正 常 、 混 炼 规 程 不 变 、原 材 料 品 牌 固 定
压延 、压 出 、涂 段 和 铲 化 等 加 工 能够 正 常 进 行 ， 在最大程 要 上买现 持续 Ｅ 、 高 效 率 明 烁 腋 生 产 ，
混炼 工 艺优 化 ： ４ ： 屁 烁 专 蒙 系统 。 目 标 芷 位 ：拉 制 和 补 偿 西 原 牲 、 环 境 和 人 为 等 素 董 成 的 质 量 波 动 ：优 化 烁 胶 过 程 提 供 生 产 ｊ 与 史 栗 支 持 。 智 能 密 烁 集 成 技 犬 系 统 直 攫 嵛 Ａ 在 § 亘 的 ＝ 辅 机 软 口 ， 其 结 构
１ ＿ １ 炼胶 质 量 的预 测和 控 制 １ ＿ １ ． １ 炼胶质量的在线预测
橡 胶 高 分 子 理 论 和 盔 炼 出 发 赢 ， 以 现 场 生 产 羟 要 理 论 等 为 辅 ， 霉 胃 圭 进 计 算
］ ＝ 姣ｌ 王产
司ｊ 寸结 合 先 迮 控 技 术 司 网 络 技 等 ， 利
能 达 到 预 期 的 控 制 效 果 。 此 外 ，在 密 炼 机 上 辅 机 系 统 自 动 控 制 条 件 下 ， 工 艺 是 否 优 良 ，生 产
作者简介 ：高彦 臣 （ １ ９ ６ ４ 一） ，男 ，毕业 于北京化工 大学工业
自动化 专业 ，工学 硕士 ，青岛 高校软 控股份 有限公 司总经 理 。 国 家 自然科学 基金 （ Ｎ Ｏ ２ ０ ２ ０ ６ ０ ２ ８ ） 和 青岛市工业 信息化技 术 重点 实验 室基金资 助项 目 收稿 日期 ：２ ０ ０ ３ — ０ ７ — ２ １
法 及 技 术
智能密炼 控制软件 采 用 Ｐ Ｌ Ｓ算法 、神 经元
网 络 、专 家 系 统 、遗 传 算 法 等 现 代 的 控 制 算 法
及技术 ，通过 一 系列策 略 可对 炼 胶工 艺提 供 建
设 性 意 见 ，如 图 ４ 所 示 。
图 ４ 智能密 炼 软件 影响 力分析 榧 圈
用 将 可 望 避 免 出 现 配 合 剂 分 散 不 均 匀 、 胶 料 可
塑 度过低 或过 高 以及焦 烧 等现 象 ，使得 后续 的
第 ４ ６ 页
第 ３ ０ 卷 第 ７ 抽
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盎喾 鞋 ・橡 畦 话镌 密蟪 蕞统 啦 鼬遵 及 耍磁 壤 咯
商搜被控 ： 辅机智能 密炼 系统
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生 产 计 划１ 排 艘 控 制Ｉ 学 管 理Ｉ 垃 桎 优 化ｌ 隶 ： 蛙 配 古 一 。 岂ｌ 罐 螂 数 庠 ｆ宦 ｆ Ｊ 慢 俺 ｌ阁 户 帮 助
图１ 智能 密 炼相 关 菜单 功 能
１ 智 能密炼 控 制的核心 技术功 能
Baidu Nhomakorabea
ｌ ＿ １ ． ２ 炼 胶 质 量 的 在 线 控制
Ｅ 建 立 琨 炼 逛 程 芝 寝 刚萎 刚唾 型 亏 ， 将 段 质 量 指 标 （包 ： 亏］尼 粘 要 曲 性 、 慝 以 及 真 他 翱 理 性 能 等 转 换 为蓐 腔 程 丰 苣 可
堕量 （ 如瞬 时功 塞等 Ｊ 判 三 这 些 可 控 参 颤 ≯ 控 制 ， 达 勤 最 终 控 制 所 烁 荻 魁 质 量 朗 目 羲 ． 檗
利 用茬 仑遗１ 专算 法 和 枢 经 元 ｐ Ｌ Ｓ 等 优 化 技
．通 迂 歪 制 调 整 上 顶 压 力 ．转 子 转 速 等
炼 段 过 程 参 数 ， 控 制 混 过 蓬 甲 芏 接 胶 料 、 投 炭 黑 和 费 油 蛙 扁 等 ， 使 烁 敝 工 艺 参 数 合 跟 踪 工 Ｚ 人 员 所 提 的 标 准 工 艺 参 数 ， 重 混 炼 工 艺 过 程 常 保 持 晨 佳 状 西 ， 最 大 莲 度 地 藏 少 炼 股 过 程 中 混 烁 工 Ｚ 条 件 的 液 蓖 对 段 质 量 美 影 响 ， 证 睦 料 质 量 的 圪 性 （ ２ ）炼 睦 工 艺 朗 优 化 在 段 科 质 量 指 标 不 受 影 响 朗 蓟 提 下 ， 可 按 粟 化 条 如 ：耐 阎 最 小 甄 能 量 最 或 在 能
目 前 ，密 炼 机 上 辅 机 自 动 控 制 系 统 在 橡 塑 制 品 、 轮 胎 行 业 中 的 应 用 已 较 为 普 遍 。 一 般 情
的胶 料 是 否合 格 仍 无 法 预 测 、 无 法在 线 控 制 。 智 能密 炼 的构 想 正是 基 于这 种现 状 提 出来 的 。
如 图 １所 示 。
确 保习 户蘸 得 高质 量朗 、有 ： 百 厩 竞争 力 的虽 终
产 品 ，达 到 减 少 累 蜡 ． 降 匠至 接 ｌ 殷 本 的 目 臼 智 能 密 炼 件 主 要 耋 郡 ￡ 功 能 蛆 反 ： １ 混炼 芏 产 过 程建 模 ； ２门 臣 预报 与 排 段 燕 ：．
不 合 格 的原 因。
（ ２）炼 胶 质 量 的 智 能 化 决 策 利 用 生 产 过 程 数 据 库 ， 建 立 专 家 系 统 知 识 库 ，根 据 质 量 指 标 自 动 优 化 已 存 在 的 工 艺 流 程
图 ３ 智 能密 炼软 件模 型数 据库枢 圈
和 自动 生成 推荐 的 工艺 流程 。
（ ３）智 能 密 炼 软 件 集 成 成 熟 的 现 代 控 制 算
２ 智能 密炼 技术的软件实现策略
（１）智 能 密 炼 软 件 嵌 入 式 实 现 方 式 智 能 密 炼 软 件 嵌 入 式 结 构 框 图 如 图 ２ 所 示 。 智 能 密 炼 软 件 采 取 嵌 入 式 软 件 的 模 式 ， 将 软 件 嵌 入 集 成 到 上 辅 机 自 动 控 制 、 管 理 软 件 的 基 础 上 ，灵 活 运 用 自 动 控 制 、 管 理 软 件 建 立 的 生 产 过 程 数 据 库 。 实 现 炼 胶 信 息 充 分 共 享 ， 同 时 利 用 自 动 控 制 系 统 的 硬 件 配 置 ， 无 须 增 加 新 的 硬 件 配 置 ，这 样 可 以 极 大 地 降 低 成 本 。
配 方 进 行 建 壁 蓖 曛 则 ， 馍 型 库 曼 筒 曰 效 性 、 季 葡一 三和 道 乏 性 ＿
１ ｊ晾 胶 过 程 的 优 化 根 握 像 胶 漫 烁 过 程 的 机 理 （Ｂ ： ：微 粒 最 佳
利 用 所 建 立 韭 煞 学 崔 童 ，在 线 预 脏 粒 笺
质 量 参 数 ｆ如 、 ］ 尼 粘 爱 、 分 觏一 煮 境 及 吴
量 和 生 产 丑 随 朗 优 化 问 题 ，运 逛 Ｅ 线 性 多 变 量 化 爱 术 进 解 民 。遮 主 要 包 括 下 二 个层 面 ：
授 和 信 息 技 六 作 为 技 孩 ．建 立 版 料 毂 删 量 模 型 。 基 思 想 鼍唾 似
状 ．羽 逮 “ 差 ”自 生 产 状 况 。 采 三 蔓 机 型 和