[0067] 步驟S101 :獲取煮糖結(jié)晶過程的實時工藝數(shù)據(jù)以及歷史工藝數(shù)據(jù)；
[0068] 獲取歷史工藝數(shù)據(jù)即為選擇構(gòu)建煮糖結(jié)晶過程中軟測量數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的輔助變 量的過程，歷史工藝數(shù)據(jù)即為輔助變量，所述輔助變量為煮糖結(jié)晶過程中直接在線測量的 狀態(tài)參數(shù)；
[0069] 直接在線測量的狀態(tài)參數(shù)可以包括以下任意一種或幾種：真空度、糖膏溫度、糖膏 液位、蒸汽壓力、蒸汽溫度、入料流量、糖膏錘度。
[0070] 步驟S102 :對所述歷史工藝數(shù)據(jù)進行歸一化處理，并隨機劃分為訓練集和測試 集，采用孿生支持向量回歸機構(gòu)建煮糖結(jié)晶過程中母液過飽和度和母液純度的數(shù)據(jù)驅(qū)動模 型；
[0071] 對歷史工藝數(shù)據(jù)進行歸一化處理，并隨機劃分為訓練集和測試集的過程即為：將 所述輔助變量作為所述數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的輸入，將母液過飽和度、母液純度作為所述數(shù)據(jù)驅(qū) 動模型的輸出，根據(jù)所述輸入和所述輸出，構(gòu)建數(shù)據(jù)樣本集；對所述數(shù)據(jù)樣本集的輸入進行 歸一化處理，對輸出進行反歸一化處理，并將處理后的數(shù)據(jù)樣本集隨機劃分為訓練樣本集 和測試樣本集；
[0072] 步驟S103 :根據(jù)粒子群優(yōu)化算法和10折交叉驗證方法對數(shù)據(jù)驅(qū)動模型進行迭代 尋優(yōu)，獲取優(yōu)化后的數(shù)據(jù)驅(qū)動模型；
[0073] 具體的，根據(jù)粒子群優(yōu)化算法和10折交叉驗證方法對數(shù)據(jù)驅(qū)動模型進行迭代尋 優(yōu)的步驟為根據(jù)所述訓練樣本集，基于粒子群優(yōu)化算法和十折交叉驗證方法對數(shù)據(jù)驅(qū)動模 型的關(guān)鍵參數(shù)進行尋優(yōu)處理；
[0074] 關(guān)鍵參數(shù)包括：懲罰因子C、核函數(shù)參數(shù)y、以及不敏感損失函數(shù)系數(shù)e。
[0075] 步驟S104 :根據(jù)所述測試集對所述優(yōu)化后的數(shù)據(jù)驅(qū)動模型進行性能測試；
[0076] 步驟S105 :根據(jù)所述實時工藝數(shù)據(jù)和所述優(yōu)化后的數(shù)據(jù)驅(qū)動模型對母液過飽和 度和母液純度進行測量；
[0077] 步驟S106 :根據(jù)所述母液過飽和度和母液純度計算煮糖結(jié)晶過程晶粒含量和晶 體粒度分布。
[0078] 具體的，結(jié)合母液過飽和度、母液純度和簡化機理模型計算煮糖結(jié)晶過程晶粒含 量和晶體粒度分布。簡化機理模型為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，以下對其進行詳細說明：晶體粒度 分布CSD包括兩個重要參數(shù)，即晶體變異系數(shù)CV和晶體平均尺寸MA，求取該兩個參數(shù)，需要 建立晶粒粒度分布的數(shù)學模型。
[0079] 根據(jù)國際食糖剖析統(tǒng)一辦法委員會按照工業(yè)水平認定，晶體粒度分布參數(shù)指標由 質(zhì)量尺寸分布函數(shù)m(L)表示的CV和MA表示。但目前還沒有相關(guān)的技術(shù)直接在線測量這 些參數(shù)，只能局限于成品的實驗分析。
[0080] 從機理上講，質(zhì)量尺寸分布距可定義為：
[0089] 因此，晶體粒度分布的變異系數(shù)則為：
[0090] CV = (r^2/77l2-1廣 (6)
[0091] 物料守恒方程是由數(shù)量-體積分布距函數(shù)建立起來的，而CSD的預(yù)測驗證過程需 要建立質(zhì)量-尺寸分布和數(shù)量-體積分布距的函數(shù)關(guān)系式，其關(guān)系如下所示：
[0092] v = kvL3 (7)
[0093] n (L) = n (v) dv (8)
[0094] m(L) = PckvL3n(L)/Mc (9)
[0095]其中M。表示晶粒含量，p。表示晶體密度，v表示晶粒體積，kv為體積系數(shù)，函數(shù) n(L)和m(L)分別為數(shù)量函數(shù)和質(zhì)量函數(shù)，聯(lián)系公式（7)、（8)、（9)以及（1)，得：
[0096]
[0097] 其中，va表不任意時刻的晶粒體積。
[0098] 根據(jù)Randolph和Larson提出的理論，質(zhì)量尺寸分布距方程為晶體平均尺寸（r )和分布變量（0 )的函數(shù)，即：
[0099]
[0100] 其中，j 為偶數(shù)時，r = 0, 2, 4, ? ? ?，j ; j 為奇數(shù)時，r = 1，3, 5, ? ? ?，j。
[0101] 根據(jù)公式（11)，得到質(zhì)量尺寸分布距的3階和6階分布距為：
[0110] 煮糖結(jié)晶過程是一個非線性非平穩(wěn)的過程，伴隨成核、生長和聚集機制的發(fā)生，而 且操作條件、過程狀態(tài)以及它們之間結(jié)晶機制的關(guān)系并不清楚，如果不關(guān)注這些過程機制， 將會導致結(jié)晶過程中晶體粒度分布（CSD)特征的低估。因此，在混合建模中，線性生長率 Gv、成核率^和聚集率三個參數(shù)關(guān)系著簡化機理模型的構(gòu)建，因此，這三個參數(shù)的計算 公式至關(guān)重要。本發(fā)明通過以下經(jīng)驗公式來表征這三個參數(shù)的變化。
[0111]
[0114] 其中，三個動力學常量Kg，&和K ag采用參考文獻從工廠獲取數(shù)據(jù)進行優(yōu)化得來 的值，其最終結(jié)果為：Kg= 265, Kn= 0.721，K ag= 1.36※…，^表示糖膏溫度；R表示溫 度系數(shù)；PurS()1表示母液純度；S表示母液過飽和度；V m表示糖膏體積；
[0115] 將母液過飽和度、母液純度、糖膏溫度和糖膏體積作為輸入，代入公式（18)、（19) 和（20)，并初始化動力學常量K g，KjP K ag，初始化常數(shù)項p^kJPR，將公式（18)、（19)和 (20)的右邊代入階距微分方程組（21)、（22)、（23)和（24)，求解微分方程組，分別求出0、 1、2、3 丨距，即 、^2、;
[
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[0120] 利用得到的1階距，計算出煮糖結(jié)晶過程的線性生長率匕、成核率仏和聚集率 r ;
[0121] 根據(jù)線性生長率匕和0階距，結(jié)合晶粒含量微分方程（25)和方程（26)求解得到 晶粒含量M。；
[0124] 根據(jù)得到晶粒含量M。、階距結(jié)合公式（11)和（17)，計算出n3和正根X;
[0125] 根據(jù)得到的n3和正根X，結(jié)合公式（15)和公式（16)，得到CSD的兩個參數(shù)，即平 均尺寸MA和變異系數(shù)CV;
[0126] 本發(fā)明的用于煮糖結(jié)晶的數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，智能化程度高，軟測量組件的設(shè)計可實 現(xiàn)對煮糖過程難以直接測量的關(guān)鍵參量進行在線預(yù)測；多點布控，可實時顯示整個煮糖過 程的工藝參數(shù)，實現(xiàn)全自動監(jiān)控。穩(wěn)定可靠，多任務(wù)進程管理器的設(shè)計實現(xiàn)對各模塊的運行 管理及調(diào)度，可對異常模塊進行自動重啟，克服了 Windows平臺進程不穩(wěn)定的缺點，提高了 穩(wěn)定性和可靠性。硬件模塊化設(shè)計和軟件組件式的設(shè)計使煮糖結(jié)晶過程智能集成測控系統(tǒng) 具有強大的擴展能力和開放性。
[0127] 優(yōu)選的，還包括：
[0128] 步驟S107 :在獲取煮糖結(jié)晶過程的實時工藝數(shù)據(jù)時，實時采集煮糖結(jié)晶過程的糖 膏圖像，根據(jù)所述糖膏圖像分析糖膏顆粒的數(shù)量、大小、面積等特征信息；
[0129] 步驟S108 :根據(jù)煮糖結(jié)晶過程的物料情況，計算各種物料的配比和使用量，根據(jù) 預(yù)設(shè)的結(jié)晶過程中物料穩(wěn)定條件，調(diào)整各種物料的配比和使用量。
[0130] 優(yōu)選的，還包括：
[0131] 步驟S109 :根據(jù)所述煮糖結(jié)晶過程中的工藝數(shù)據(jù)，生成不同類型的報表，所述不 同類型的報表包括日報、周報、月報；
[0132] 步驟S110 :預(yù)設(shè)所述煮糖結(jié)晶過程中的報警規(guī)則、報警類型及相應(yīng)的處理方式， 當發(fā)生報警時，根據(jù)報警對應(yīng)的報警類型采用對應(yīng)的處理方式。
[0133] 優(yōu)選的，還包括：
[0134] 步驟S111 :實時監(jiān)測所述煮糖結(jié)晶過程，并將所述煮糖結(jié)晶過程通過監(jiān)控畫面發(fā) 送到外部操作室；
[0135] 步驟S112 :將采集到的實時工藝數(shù)據(jù)和歷史工藝數(shù)據(jù)存儲到外部服務(wù)器或本地 系統(tǒng)服務(wù)器中。
[0136] 實施例二
[0137] 本發(fā)明還提出了一種用于煮糖結(jié)晶的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，如圖2所示，包括：
[0138] 數(shù)據(jù)獲取模塊010,用于獲取煮糖結(jié)晶過程的實時工藝數(shù)據(jù)以及歷史工藝數(shù)據(jù)；
[0139] 處理構(gòu)建模塊020,用于對所述歷史工藝數(shù)據(jù)進行歸一化處理，并隨機劃分為訓練 集和測試集，采用孿生支持向量回歸機構(gòu)建煮糖結(jié)晶過程中母液過飽和度和母液純度的數(shù) 據(jù)驅(qū)動模型；
[0140] 模型尋優(yōu)模塊030,用于根據(jù)粒子群優(yōu)化算法和10折交叉驗證方法對數(shù)據(jù)驅(qū)動模 型進行迭代尋優(yōu)，獲取優(yōu)化后的數(shù)據(jù)驅(qū)動模型；
[0141] 模型測試模塊040,用于根據(jù)所述測試集對所述優(yōu)化后的數(shù)據(jù)驅(qū)動模型進行性能 測試；
[0142] 第一測量模塊050,用于根據(jù)所述實時工藝數(shù)據(jù)和所述優(yōu)化后的數(shù)據(jù)驅(qū)動模型對 母液過飽和度和母液純度進行測量；
[0143] 第二測量模塊060,用于根據(jù)所述母液過飽和度和母液純度計算煮糖結(jié)晶過程晶 粒含量和晶體粒度分布。
[0144] 優(yōu)選的，還包括：
[0145] 圖像處理模塊070,用于在獲取煮糖結(jié)晶過程的實時工藝數(shù)據(jù)時，實時采集煮糖結(jié) 晶過程的糖膏圖像，根據(jù)所述糖膏圖像分析糖膏顆粒的數(shù)量、大小、面積等特征信息；
[0146] 物料調(diào)整模塊080,用于根據(jù)煮糖結(jié)晶過程的物料情況，計算各種物料的配比和使 用量，根據(jù)預(yù)設(shè)的結(jié)晶過程中物料穩(wěn)定條件，調(diào)整各種物料的配比和使用量。
[0147] 優(yōu)選的，還包括：
[0148]報表生成模塊090，用于根據(jù)所述煮糖結(jié)晶過程中的工藝數(shù)據(jù)，生成不同類型的報 表，所述不同類型的報表包括日報、周報、月報；
[0149] 報警處理模塊100,用于預(yù)設(shè)所述煮糖結(jié)晶過程中的報警規(guī)則、報警類型及相應(yīng)的 處理方式，當發(fā)生報警時，根據(jù)報警對應(yīng)的報警類型采用對應(yīng)的處理方式。
[0150] 優(yōu)選的，還包括：
[0151] 數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊110,用于實時監(jiān)測所述煮糖結(jié)晶過程，并將所述煮糖結(jié)晶過程通過 監(jiān)控畫面發(fā)送到外部操作室；
[0152] 數(shù)據(jù)存儲模塊120,用于將采集到的實時工藝數(shù)據(jù)和歷史工藝數(shù)據(jù)存儲到外部服 務(wù)器或本地系統(tǒng)服務(wù)器中。
[0153] 本實施例是與實施例相對應(yīng)的系統(tǒng)實施例，其具有實施例一的全部有益技術(shù)效 果。
[0154] 針對煮糖結(jié)晶過程母液過飽和度和母液純度難以在線直接測量的問題，提出基于 孿生支持向量回歸機的煮糖結(jié)晶過程數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的構(gòu)建方法，通過實驗驗證該數(shù)據(jù)驅(qū)動 建模方法的有效性和優(yōu)越性。如圖9所示為本發(fā)明實施例的煮糖結(jié)晶過程原理示意圖。
[0155] 隨著軟測量技術(shù)為代表的智能檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，加上煮糖結(jié)晶過程母液過飽 和度、純度等關(guān)鍵參數(shù)難以通過傳感器進行直接測量，煮糖結(jié)晶過程自動控制系統(tǒng)需要并 能夠集成具有智能性的檢測單元，從而在煮糖結(jié)晶生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對不易直接在線測量參 數(shù)的在線檢測。
[0156] 實施例三
[0157] 如圖3所示，本發(fā)明的用于煮糖結(jié)晶的數(shù)據(jù)測量方法，包括：
[0158] 步驟S301 :選擇構(gòu)建煮糖結(jié)晶過程中軟測量數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的輔助變量，所述輔助 變量為煮糖結(jié)晶過程中直接在線測量的狀態(tài)參數(shù)；
[0159] 直接在線測量的狀態(tài)參數(shù)可以包括以下任意一種或幾種：真空度、糖膏溫度、糖膏 液位、蒸汽壓力、蒸汽溫度、入料流量、糖膏錘度。
[0160] 步驟S302 :將所述輔助變量作為所述數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的輸入，將母液過飽和度、母 液純度作為所述數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的輸出，基于孿生支持向量回歸機構(gòu)建煮糖結(jié)晶過程的數(shù)據(jù) 驅(qū)動模型；
[0161] 步驟S303 :計算預(yù)設(shè)的性能評價參數(shù)，根據(jù)