本發(fā)明涉及建筑陶瓷工藝生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

陶瓷工業(yè)是能源及物料消耗大戶，同時又存在能源利用率低，生產(chǎn)效率低等問題；同時我國陶瓷工業(yè)能源利用率與國外相比差距較大，發(fā)達國家的能源利用率一般高達50％以上，而我國僅達到28％左右。

陶瓷生產(chǎn)過程復雜，并非典型的單一生產(chǎn)模式，而是離散與連續(xù)混合并存的生產(chǎn)模式，工序繁多、耗能設(shè)備多、耗能介質(zhì)類型多。目前大多數(shù)陶瓷企業(yè)的能源管理水平不高，沒有一個系統(tǒng)的能源管理體系，給整體的能效評估帶來困難。因此對陶瓷行業(yè)進行能效評估及優(yōu)化，減少陶瓷行業(yè)的能源和物料消耗，提高陶瓷生產(chǎn)工藝鏈的能源利用率，對陶瓷行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有顯著意義。

冼志勇等學者分析了我國陶瓷行業(yè)能耗的現(xiàn)狀以及國內(nèi)外所開展的陶瓷生產(chǎn)過程中的相關(guān)節(jié)能技術(shù)，對陶瓷生產(chǎn)工藝鏈中的原料制備，成型、干燥等工藝過程所能夠采用的節(jié)能技術(shù)和措施進行了綜述；袁哲等學者通過對陶瓷壓磚機進行研究，建立壓磚機壓制過程的仿真模型并對此進行了能耗分析。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制方法與系統(tǒng)，實現(xiàn)了對陶瓷生產(chǎn)的能效評估。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制方法，包括：

根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值；

根據(jù)所述實際總能效值以及預(yù)設(shè)的能效目標值tη計算得到能效偏差值；

判斷所述能效偏差值是否符合偏差容限，若否，則重復所述根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值的步驟。

相對于上述背景技術(shù)，本發(fā)明提供的建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制方法，首先根據(jù)訂單產(chǎn)量等確定實際總能效值；其中，實際總能效值應(yīng)為各個工藝過程的實際能效值的總和；然后根據(jù)實際總能效值以及預(yù)設(shè)的能效目標值tη計算得到能效偏差值；能效目標值tη可以為通過現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)學建模以及實際經(jīng)驗等方式獲取的能效目標值tη；無論訂單產(chǎn)量如何，能效目標值tη均應(yīng)為一定值；最后判斷能效偏差值是否符合偏差容限，若符合，則說明實際總能效值滿足要求，若不符合，則應(yīng)重新計算實際總能效值，直至能效偏差值滿足偏差容限為止；如此設(shè)置，實際總能效值不斷向能效目標值tη靠近，從而得到符合要求的實際總能效值。

優(yōu)選地，所述根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值的步驟具體為：

計算各個工藝的實際能耗

根據(jù)所述訂單產(chǎn)量以及全部所述工藝的實際能耗計算得到所述實際總能效值。

優(yōu)選地，所述計算各個工藝的實際能耗的步驟具體為：

計算漿料制備工藝的實際能耗e1、成型工藝的實際能耗e2、干燥工藝的實際能耗e3、施釉工藝的e4以及燒成工藝的e5；其中：

e1為t時間內(nèi)漿料制備工藝能耗量；

為漿料制備工藝中第k1臺球磨機的功率；

為漿料制備工藝中第k1臺球磨機的運行時間；

e2為t時間內(nèi)成型工藝能耗量；

為成型工藝中第k2臺注漿模具的注漿功率；

為t時間內(nèi)成型工藝中第k2臺注漿模具的注漿時間；

e2gas(t)為t時間內(nèi)成型工藝消耗的天然氣產(chǎn)生的熱量；

e3＝e3gas(t)，

e3為t時間內(nèi)干燥工藝能耗量；

e3ga3(t)為t時間內(nèi)干燥工藝消耗的天然氣產(chǎn)生的熱量；

e4為t時間內(nèi)施釉工藝能耗量；

為施釉工藝中第k4個機械手的噴釉功率；

為t時間內(nèi)施釉工藝中第k4個機械手的噴釉時間；

e5為t時間內(nèi)燒成工藝能耗量；

為燒成工藝中第k4個子設(shè)備的設(shè)備功率；

qgas為天然氣低位熱值；

v為天然氣在管道中的流速；

sq為第q個噴嘴處天然氣口的開度。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述訂單產(chǎn)量以及全部所述工藝的實際能耗計算得到所述實際總能效值的步驟具體為：

根據(jù)所述漿料制備工藝的實際能耗e1、所述成型工藝的實際能耗e2、所述干燥工藝的實際能耗e3、所述施釉工藝的e4、所述燒成工藝的e5以及公式計算得到實際能效值η，其中：x為生產(chǎn)的最終合格產(chǎn)品量，ej為第j工藝的消耗量(j＝1、2、3、4、5)；

優(yōu)選地，所述計算各個工藝的實際能耗的步驟之前還包括：

獲取各個工藝中相應(yīng)設(shè)備的運行工況。

本發(fā)明還提供一種建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制系統(tǒng)，包括：

實際總能效值計算模塊：用于根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值；

能效偏差計算模塊：用于根據(jù)所述實際總能效值以及預(yù)設(shè)的能效目標值tη計算得到能效偏差值；

判斷模塊：用于判斷所述能效偏差值是否符合偏差容限，若所述能效偏差值不符合偏差容限，則觸發(fā)所述實際總能效值計算模塊。

優(yōu)選地，所述實際總能效值計算模塊包括：

各個工藝實際能耗計算單元：用于計算各個工藝的實際能耗

實際總能效計算單元：用于根據(jù)所述訂單產(chǎn)量以及全部所述工藝的實際能耗計算得到所述實際總能效值。

優(yōu)選地，所述各個工藝實際能耗計算單元具體包括：

漿料制備工藝能耗計算子單元，用于計算漿料制備工藝能耗量e1，其中：

e1為t時間內(nèi)漿料制備工藝能耗量；

為漿料制備工藝中第k1臺球磨機的功率；

為漿料制備工藝中第k1臺球磨機的運行時間；

成型工藝能耗計算子單元，用于計算成型工藝能耗e2，其中：

e2為t時間內(nèi)成型工藝能耗量；

為成型工藝中第k2臺注漿模具的注漿功率；

為t時間內(nèi)成型工藝中第k2臺注漿模具的注漿時間；

e2gas(t)為t時間內(nèi)成型工藝消耗的天然氣產(chǎn)生的熱量；

干燥工藝能耗計算子單元，用于計算干燥工藝能耗e3，其中：

e3＝e3gas(t)，

e3為t時間內(nèi)干燥工藝能耗量；

e3gas(t)為t時間內(nèi)干燥工藝消耗的天然氣產(chǎn)生的熱量；

施釉工藝能耗計算子單元，用于計算施釉工藝能耗e4，其中：

e4為t時間內(nèi)施釉工藝能耗量；

為施釉工藝中第k4個機械手的噴釉功率；

為t時間內(nèi)施釉工藝中第k4個機械手的噴釉時間；

燒成工藝能耗計算子單元，用于計算燒成工藝能耗e5，其中：

e5為t時間內(nèi)燒成工藝能耗量；

為燒成工藝中第k4個子設(shè)備的設(shè)備功率；

qgas為天然氣低位熱值；

v為天然氣在管道中的流速；

sq為第q個噴嘴處天然氣口的開度。

優(yōu)選地，所述能效偏差計算模塊具體為：

用于根據(jù)所述漿料制備工藝的實際能耗e1、所述成型工藝的實際能耗e2、所述干燥工藝的實際能耗e3、所述施釉工藝的e4、所述燒成工藝的e5以及公式計算得到實際能效值η，其中：x為生產(chǎn)的最終合格產(chǎn)品量，ej為第j工藝的消耗量(j＝1、2、3、4、5)。

優(yōu)選地，還包括設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊：用于獲取各個工藝中相應(yīng)設(shè)備的運行工況。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例所提供的建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例所提供的建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

請參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明實施例所提供的建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例所提供的建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)框圖。

本發(fā)明提供的一種建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制方法，如說明書附圖1所示，主要包括：

s1、根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值；

s2、根據(jù)所述實際總能效值以及預(yù)設(shè)的能效目標值tη計算得到能效偏差值；

s3、判斷所述能效偏差值是否符合偏差容限，若否，則重復所述根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值的步驟。

在步驟s1中，可以根據(jù)接收到的訂單產(chǎn)量確定實際總能效值；在這里，實際總能效值的確定往往通過實際總能耗值與產(chǎn)量而定；對于陶瓷生產(chǎn)工藝鏈而言，其生產(chǎn)能力能效(實際總能效值)是指在t時間內(nèi)最終合格產(chǎn)品的產(chǎn)出量與整個工藝鏈能源消耗量(實際總能耗值)總量的比值；至于各個工藝具體應(yīng)為哪種工藝，且該種工藝的能源消耗量如何，均可以根據(jù)實際需要而定。

在步驟s2中，根據(jù)所述實際總能效值以及預(yù)設(shè)的能效目標值tη計算得到能效偏差值；預(yù)設(shè)的能效目標值tη應(yīng)為一定值，不隨訂單產(chǎn)量的變化而變化；能效目標值tη的具體數(shù)值可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)學建模和/或?qū)嶋H生產(chǎn)中獲取的參數(shù)計算，也即能效目標值tη的確定方式屬于現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。將實際總能效值與能效目標值tη相減，得到能效偏差值。

在步驟s3中，判斷能效偏差值是否符合偏差容限；其中，偏差容限也可以為一定值，其具體數(shù)值的確定方式可以參考現(xiàn)有技術(shù)；倘若能效偏差值符合偏差容限，則說明實際總能效值滿足能耗要求，倘若能效偏差值不符合偏差容限，則說明實際總能效值不滿足能耗要求；需要重新計算實際總能效值。

在這里，針對“重新計算實際總能效值”也即“重復所述根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值的步驟”的具體方式，可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的優(yōu)化方法，優(yōu)化各個工藝步驟中計算實際能耗值時所采用的相關(guān)參數(shù)，除此之外，針對兩個不同工藝步驟而言，其中一個工藝步驟的相關(guān)參數(shù)發(fā)生變化，必然會引起另一個工藝步驟的相關(guān)參數(shù)發(fā)生變化，其中的變化關(guān)系可以參考現(xiàn)有技術(shù)；也即“重新計算實際總能效值”(重復所述根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值的步驟)的具體方式可以看做現(xiàn)有技術(shù)。

針對上述步驟s1中，根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值的步驟具體為：

計算各個工藝的實際能耗

根據(jù)所述訂單產(chǎn)量以及全部所述工藝的實際能耗計算得到所述實際總能效值。

也即首先計算各個工藝的實際能耗其中，實際能耗與訂單產(chǎn)量相關(guān)；通常來說，訂單產(chǎn)量越高，各個工藝的實際能耗也越高；

然后根據(jù)全部所述工藝的實際能耗以及訂單產(chǎn)量計算實際總能效值。在這里，計算實際總能效值的方式可以分為兩種：

其一：將全部工藝的實際能耗相加，然后訂單產(chǎn)量除以全部工藝的實際能耗相加值，得到實際總能效值；

其二：分別針對每一工藝的實際能耗分別將訂單產(chǎn)量除以每一工藝的實際能耗得到各個工藝的實際能效值，最后將各個工藝的實際能效值通過相應(yīng)閾值計算得到實際總能效值。

本發(fā)明給出一種計算各個工藝的實際能耗的方式，當然，針對不同工藝，其計算方式還可以采用其他公式，并不限于本文所述。

計算漿料制備工藝的實際能耗e1、成型工藝的實際能耗e2、干燥工藝的實際能耗e3、施釉工藝的實際能耗e4以及燒成工藝的實際能耗e5；其中：

e1為t時間內(nèi)漿料制備工藝能耗量；

為漿料制備工藝中第k1臺球磨機的功率；

為漿料制備工藝中第k1臺球磨機的運行時間；

e2為t時間內(nèi)成型工藝能耗量；

為成型工藝中第k2臺注漿模具的注漿功率；

為t時間內(nèi)成型工藝中第k2臺注漿模具的注漿時間；

e2gas(t)為t時間內(nèi)成型工藝消耗的天然氣產(chǎn)生的熱量；

e3＝e3gas(t)，

e3為t時間內(nèi)干燥工藝能耗量；

e3gas(t)為t時間內(nèi)干燥工藝消耗的天然氣產(chǎn)生的熱量；

e4為t時間內(nèi)施釉工藝能耗量；

為施釉工藝中第k4個機械手的噴釉功率；

為t時間內(nèi)施釉工藝中第k4個機械手的噴釉時間；

e5為t時間內(nèi)燒成工藝能耗量；

為燒成工藝中第k4個子設(shè)備的設(shè)備功率；

qgas為天然氣低位熱值；

v為天然氣在管道中的流速；

sq為第q個噴嘴處天然氣口的開度。

按照上述方式計算得到的漿料制備工藝的實際能耗e1、成型工藝的實際能耗e2、干燥工藝的實際能耗e3、施釉工藝的e4以及燒成工藝的e5；將e1至e5全部相加，也即得到實際總能耗，上述公式的各個參數(shù)可以參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。而后可以利用公式

計算得到實際能效值η，其中：x為生產(chǎn)的最終合格產(chǎn)品量，ej為第j工藝的消耗量(j＝1、2、3、4、5)；

計算所述能效目標值tη以及所述實際能效值η之間的差值，得到所述能效偏差值。

由此可以看出，本發(fā)明將各個工藝進行數(shù)學建模，由于計算實際能效值η，從而精確的對比能效目標值tη與實際總能效值之間的差值，以進行準確判斷。當然，針對各個工藝的實際能耗的計算方法，還可以建立其他數(shù)學模型，并不僅僅局限于本文所述。

當然，為了能夠準確運用上述數(shù)學模型(數(shù)學公式)計算各個工藝的實際能耗和實際能效值η，還可以首先取各個工藝中相應(yīng)設(shè)備的運行工況。

也即，當獲取各個工藝中相應(yīng)設(shè)備的運行工況之后，能夠更加準確的計算并得到各個工藝的實際能耗從而得到較為精準的實際能效值，以便利用實際能效值與能效目標值tη進行對比；當然，由于設(shè)備本身的狀況變化，隨著設(shè)備的老化等因素，上述公式中關(guān)于設(shè)備的參考會隨之變化，因此針對每一批次的目標產(chǎn)量，均可以按照本文所述的能耗協(xié)同控制方法進行計算，從而實現(xiàn)最低的能耗。

除此之外，在進行上述步驟s3“重復所述根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值的步驟”中，可以通過調(diào)節(jié)相應(yīng)設(shè)備的參數(shù)達到能耗降低的目的，從而實現(xiàn)在滿足產(chǎn)量的前提下消耗盡可能少的能量。

本發(fā)明還提供一種建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制系統(tǒng)，如說明書附圖2所示，主要包括：

實際總能效值計算模塊101：用于根據(jù)訂單產(chǎn)量計算實際總能效值；

能效偏差計算模塊102：用于根據(jù)所述實際總能效值以及預(yù)設(shè)的能效目標值tη計算得到能效偏差值；

判斷模塊103：用于判斷所述能效偏差值是否符合偏差容限，若所述能效偏差值不符合偏差容限，則觸發(fā)所述實際總能效值計算模塊。

其中，所述實際總能效值計算模塊101包括：

各個工藝實際能耗計算單元：用于計算各個工藝的實際能耗

實際總能效計算單元：用于根據(jù)所述訂單產(chǎn)量以及全部所述工藝的實際能耗計算得到所述實際總能效值。

其中，所述各個工藝實際能耗計算單元具體包括：

漿料制備工藝能耗計算子單元，用于計算漿料制備工藝能耗量e1，其中：

e1為t時間內(nèi)漿料制備工藝能耗量；

為漿料制備工藝中第k1臺球磨機的功率；

為漿料制備工藝中第k1臺球磨機的運行時間；

成型工藝能耗計算子單元，用于計算成型工藝能耗e2，其中：

e2為t時間內(nèi)成型工藝能耗量；

為成型工藝中第k2臺注漿模具的注漿功率；

為t時間內(nèi)成型工藝中第k2臺注漿模具的注漿時間；

e2gas(t)為t時間內(nèi)成型工藝消耗的天然氣產(chǎn)生的熱量；

干燥工藝能耗計算子單元，用于計算干燥工藝能耗e3，其中：

e3＝e3gas(t)，

e3為t時間內(nèi)干燥工藝能耗量；

e3gas(t)為t時間內(nèi)干燥工藝消耗的天然氣產(chǎn)生的熱量；

施釉工藝能耗計算子單元，用于計算施釉工藝能耗e4，其中：

e4為t時間內(nèi)施釉工藝能耗量；

為施釉工藝中第k4個機械手的噴釉功率；

為t時間內(nèi)施釉工藝中第k4個機械手的噴釉時間；

燒成工藝能耗計算子單元，用于計算燒成工藝能耗e5，其中：

e5為t時間內(nèi)燒成工藝能耗量；

為燒成工藝中第k4個子設(shè)備的設(shè)備功率；

qgas為天然氣低位熱值；

v為天然氣在管道中的流速；

sq為第q個噴嘴處天然氣口的開度。

其中，所述能效偏差計算模塊具體為：

用于根據(jù)所述漿料制備工藝的實際能耗e1、所述成型工藝的實際能耗e2、所述干燥工藝的實際能耗e3、所述施釉工藝的e4、所述燒成工藝的e5以及公式計算得到實際能效值η，其中：x為生產(chǎn)的最終合格產(chǎn)品量，ej為第j工藝的消耗量(j＝1、2、3、4、5)。

其中，還包括設(shè)備層數(shù)據(jù)采集模塊：用于獲取各個工藝中相應(yīng)設(shè)備的運行工況。

需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體與另外幾個實體區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。

以上對本發(fā)明所提供的建筑陶瓷工藝鏈的能耗協(xié)同控制方法與系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。