摘要：与传统的序贯设计方法相比,过程工艺与控制系统的集成优化设计可较大地提高过程的可操作性和经济性能,但基于常规动态优化的集成设计问题求解困难。采用最优控制和分层优化策略的思想,将线性二次调节器(LQR)嵌入到过程工艺与控制系统集成设计框架中,以降低集成优化设计问题的求解难度。将该方法应用于连续搅拌釜式反应器(CSTR)的设计中,通过与传统的序贯设计方法相比较,表明了该方法的有效性。

摘要：采用一种基于鲁棒模型优化方法求解工艺设计与控制集成问题,其核心思想是采用参数不确定状态空间模型描述闭环系统的非线性行为,基于该模型以及二次李雅普诺夫函数可估计系统在外部扰动作用下过程变量变化的最大边界,同时也可测试系统的鲁棒稳定性。该方法避免了求解集成优化问题常用的动态优化方法,可将其转化成一个非线性规划问题。该方法应用于CSTR反应过程的集成优化设计中,结果表明在存在外部扰动时,不仅可以保证过程的经济性能和动态性能,也可保证系统的鲁棒稳定性。

摘要：控制阀粘滞特性在工业过程中非常普遍,本文针对控制阀粘滞特性而引起的回路振荡现象,提出了1种改进的PI控制方法,在一定的误差范围内只用比例控制从而消除振荡,而在误差比较大时采用了自适应PI控制来提高系统性能。同时将改进的PI控制方法转换成模糊控制经验,采用模糊控制克服回路中控制阀粘滞特性,同样达到消除误差的目的。最后在Matlab Simulink平台上,通过设计S函数,实现了控制阀粘滞特性模块和改进的PI控制器,使用模糊控制工具箱实现了模糊控制器的设计,在此基础上分析了在扰动存在的情况下2种控制方法的有效性。

摘要：以某厂延迟焦化装置为工业应用背景,在焦化反应机理模型的基础上,对控制目标、主要变量选择、约束条件、控制器结构等方面进行详细的分析,设计了延迟焦化装置的先进过程控制系统。工业实际应用表明:先进控制系统投运后,整个生产过程的平稳性和控制精度得到了明显的改善。

摘要：工程实践能力与创新能力的培养是高等工程教育质量的关键。针对学生竞赛需求,结合项目式教学理念,将传授知识为主的传统教学转化为以完成项目、竞赛体验、解决问题为主的多维互动式教学。首先,以《化工自动化及仪表》课程为教学载体,根据课程教学现状和化工设计竞赛的特点,做好课程综合化和教学内容优化;同时,基于项目式教学理念,构建知识传授与项目同步的教学时空模型,将化工设计竞赛的要素融入到项目式教学过程中。最终使学生能够积极、主动的参与到课程教学中,完成以学生为主体的教学方式方法改革,从而提升学生工程实践能力和创新能力。

摘要：传统的序贯设计法将过程工艺设计与控制系统的设计分割成两个独立的部分进行设计,其忽略了工艺设计与过程动态性能之间的内在联系,因而无法得到整体性能最优的过程系统。过程工艺与控制系统集成设计方法相较于传统的分步序贯设计方法能获得更优的设计参数和更好的控制效果。近年来,该领域取得了大量研究成果。本文从两方面对近年来该领域的研究进展进行综述。首先,根据过程工艺与控制集成设计在求解方法上的不同,从基于可控性指标的方法、动态规划方法、鲁棒方法、嵌入式控制优化方法等方面进行综述,并详细讨论各种方法优缺点。其次,从文献中采取不同控制策略的角度,对该领域的研究进展进行综述。最后对过程工艺与控制系统集成优化设计方法进行了总结和展望。

摘要：对多模型融合建模方法在过程工业软测量中的研究进展进行了系统总结。根据整体模型中子模型的不同,多模型融合建模方法主要可分成数据驱动融合建模方法和半参数建模方法。详细介绍了数据驱动融合建模方法和半参数建模方法的设计思想和国内外研究现状,分析了各类方法的优缺点,并提出了相应的改进方向。根据过程数据处理方法的不同,将数据驱动融合建模方法分为集成学习和聚类分析。根据模型结构形式的不同,将半参数建模方法分为串联结构和并联结构。最后对多模型融合建模方法的未来研究方向进行了展望,期望今后的研究工作能在改进数据驱动模型融合技术、提高半参数模型外推能力和解决双率数据问题等方面取得突破性进展,并指出采用多模型融合建模方法建立基于多源信息融合的软测量模型是实现过程工业中难测变量在线估计的有效方法。

摘要：为了减少炼厂火炬气H2S废气排放,并将脱除的H2S资源化利用使该工艺经济上可行,针对石化企业年处理1.5×10^8 Nm^3的火炬气(含硫废气),开发设计了一套甲基二乙醇胺(MDEA)法深度脱硫以及资源化利用H2S生产3600 t甲硫醇的工艺。该技术采用了磁驱动超重力耦合填充床、半解吸-解吸提浓技术实现了高效脱硫与H2S富集;通过甲硫醚制甲硫醇工艺、脱H2S重接触工艺和变压精馏工艺保证主、副产品的高回收率和质量指标;采用热泵解吸、甲醇-水双效精馏技术以及优化的换热网络,有效降低了系统能耗。模拟结果表明,本系统深度脱硫处理后的排放尾气中SO2含量为21.9 mg/m^3,产品综合能耗为3870.2 kgce/t(千克标准煤/吨),万元产值综合能耗为2369.4 kgce,优于《“十三五”化工示范项目和资源利用目标》的规定。

摘要：化工过程工艺与控制系统的集成设计研究越来越受到国内外工艺设计和过程控制领域研究人员的重视,与传统的分步序贯设计相比,集成设计可获得经济性能和动态性能更优的化工过程。考虑到工业过程中广泛采用先进控制与常规控制分层递阶控制结构,提出了一种基于鲁棒模型和分层递阶控制策略的过程工艺与控制系统集成设计方法。其核心思想是将设计对象和常规控制器构成广义对象,通过辨识得到先进控制与广义对象组成的闭环过程状态空间不确定模型,基于该模型以及二次李雅普诺夫函数可估计所设计工艺过程在外部扰动作用下的最坏情况。该方法将集成设计问题转化成一个非线性规划问题,避免了求解集成优化问题常用的动态优化方法,并最终得到经济性能和动态性能良好的工艺设计参数与控制器参数。案例研究证明了方法的可行性。

摘要：针对软测量技术的应用问题,设计了基于OPC通信技术的解决方案。服务器站与操作站独立运行,服务器站计算机与控制系统连接,进行现场数据采集与软测量模型计算,计算出目标变量,并将结果反馈给控制系统,再由OPC服务器发送。操作站计算机通过工业以太网与服务器站计算机连接,利用OPC客户端与OPC服务器进行数据交换,实现对目标变量的监控。将该方案应用于氯乙烯聚合过程聚合速率与单体转化率的在线检测中,运行结果表明该方案稳定可靠。