小型特种精细化工过程自动化和信息化研究发展趋势探讨

针对采取小批量间歇性批次生产方式、工艺介质腐蚀性强、危险性大的小型特种精细化工生产工艺研究试验过程自动化、信息化程度不高，导致工艺研究试验中获取数据较少、过程机理研究不够透彻、人工操作多、安全风险高、研究试验消耗大及效率不高等问题，综述了期待通过智能控制、在线分析、模拟仿真和虚拟制造、工况监测及预测性维护以及信息管理和生产调度等关键技术的研究和应用，提高小型特种精细化工生产工艺过程的自动化和信息化程度，实现小型特种精细化工生产工艺过程的数字化、虚拟化和智能化，降低生产安全风险和试验消耗，提高小型特种精细化工生产工艺研究试验的成功率和效率，达到小型特种精细化工生产工艺过程的数字化设计和精准生产的目标。     

精细化工过程控制技术的重要发展趋势

分析了精细化工生产过程的特点及其控制需求,阐明了精细化工过程控制技术的现状与主要发展趋势,包括精细化工过程的集成控制、自动批量生产控制、优化控制、生产工况和生产质量的综合性统计过程控制以及生产过程的综合性安全保护控制等。重点论述了精细化工过程控制技术领域应着重研究的两项重要课题,一为统计过程控制技术,研究和开发适合精细化工过程间歇生产特点的多变量统计控制方法,即多向、非线性、多尺度、多种分布、自适应统计过程控制方法,提高精细化工过程的工况监控和质量控制水平;二为研究和应用防护层分析与设计、非正常工况管理等综合性安全保护控制工程技术,提高精细化工过程的安全控制水平。     

一种生化反应器智能自适应学习和预测神经元网络系统

The adaptive learning and prediction of a highly nonlinear and time-varying bioreactor benchmark process is studied using Neur-On-Line, a graphical tool kit for developing and deploying neural networks in the G2 real time intelligent environment,and a new modified Broyden, Fletcher, Goldfarb, and Shanno （BFGS） quasi-Newton algorithm. The modified BFGS algorithm for the adaptive learning of back propagation （BP） neural networks is developed and embedded into NeurOn-Line by introducing a new search method of learning rate to the full memory BFGS algorithm. Simulation results show that the adaptive learning and prediction neural network system can quicklv track the time-varving and nonlinear behavior of the bioreactor.     

宏观交通模型系统结构设计与实例

建立交通模型是作交通分析的基本方法,宏观交通模型又是中观和微观模型的基础,四阶段模型是目前最常用的宏观交通模型.本文以城市交通需求分析为基础,归纳总结了适合城市综合交通规划的模型框架体系,为如何建立城市综合交通模型提供了参考.     

间歇精馏过程的模糊逻辑与增益自调整PID混合控制

针对间歇精馏过程的强非线性和非平稳时变特性,结合模糊逻辑控制和增益自调整PID控制的优点,提出了一种模糊逻辑和增益自调整PID混合控制的先进控制策略,详细推导了其控制算法,设计了相应的控制器,并在EuroBEEB工控机上用实时BASIC语言编程实现,对一套甲醇/水二元间歇精馏塔的塔顶浓度进行了推断控制实验,获得了比单独采用模糊逻辑控制时更好的控制结果。这说明,模糊逻辑和增益自调整PID混合控制是强非线性和非平稳时变过程的一种有效控制策略。     

基于可编程控制器和工业以太网的电加热温控系统设计

研究了一种基于可编程控制器(programmable logic controller,PLC)和工业以太网的电加热温控系统,该系统采用先进的可编程控制器作为基本控制器实现了对大滞后、强非线性电加热系统温度的自动控制。并采用先进的工业以太网通讯方式,实现了西门子S7-200 PLC和STEP7 Micro/WIN编程软件以及S7-200和组态王监控软件之间的通讯。实验结果表明,采用可编程控制器作为主控制器对电加热温控系统进行PID控制可以达到化工实验过程中对温度控制的要求。同时,采用工业以太网进行通讯具有很好的可靠性和安全性。     

相空间重构-最小二乘支持向量机用于间歇过程变量在线预报

时间序列预测技术可实现过程参数未来变化趋势的早期预报,从而为分析判断工况是否正常、确定转入下一工序的时机提供依据.针对间歇过程数据长度短、非线性、动态、不同批次数据不等长等特点,提出了一种基于相空间重构-最小二乘支持向量机的非线性时间序列预测方法.首先将多批次数据随机的拼接组成长数据向量,差分处理后采用相空间重构关联积分C-C方法计算该序列的延迟时间τ和嵌入维数m,从而构建训练集和检验集,然后采用最小二乘支持向量机算法建立预测模型.对某间歇蒸馏过程上升气温度建立的5步预测模型可用于生产现场的在线预报.     

中部与东南地区小城市居民出行特征对比研究

试图研究中国不同经济发达程度的小城市居民出行特征的差异性及导致差异性的内在原因。在中国经济发达的东南地区与经济一般发达的中部地区选取了城市规模与城市空间布局具有相似性的7个典型小城市,分析了小城市居民出行次数、出行方式结构、出行目的及出行时耗的共性特征与个性差异,定性探寻了引起差异的原因。运用回归模型和灰色关联度分析法,分别对人均出行次数和居民平均出行容忍时间的差异性进行了验证。研究结果表明,在城市规模和布局差异不大的前提下,经济是导致居民出行产生较大差异性的内在原因。     

精细化工过程控制技术的发展动向

精细化工产品的市场需求快速多变,产品更新换代快,使得精细化工生产过程一般采取小批量、多品种生产,生产过程多为间歇或半连续过程,时变性、非线性强,生产过程的工艺流程复杂,操作步骤繁杂,劳动强度大;精细化工生产过程的工艺介质多为有一定毒性、腐蚀性和易燃易爆性的化学品,过程运行危险性大;这些特点使得精细化工生产过程更难以控制,综合自动化水平普遍较低.为了提高精细化工生产过程的综合自动化水平,需根据精细化工生产过程的特点及其控制需求,进行精细化工生产过程控制技术的研究和应用.目前,精细化工过程控制技术的主要发展动向为:从常规仪表控制向计算机控制、集散式控制系统(Distributed Control System,DCS)控制发展;从简单的顺序控制、程序控制向基于ISA SP88间歇过程控制标准的自动批量生产控制发展;从人工控制、常规PID控制向先进的批次-批次迭代学习优化控制发展;从简单工艺参数的控制向生产工况和生产质量的综合性统计过程控制发展;从简单的工艺参数越限连锁报警向综合性安全保护控制和在线实时非正常工况管理发展.     

基于全文索引知识图谱的危化品运输地址匹配研究

地址匹配是危化品运输交通起止点调查分析的关键技术之一。为解决复杂非标危化品道路运输地址匹配精度较低的问题,通过构建自扩展中文分词及自扩展的地址数据知识图谱,基于全文索引知识图谱进行危化品运输中文地址的匹配,纳入加权拼音全文搜索机制以提高拼写错误地址的匹配准确率,结合在线地理解析接口构建危化品运输地址多重匹配机制,并对少量疑难地址执行半监督匹配,形成了完整的危化品运输地址匹配方法体系。针对危化品运输电子运单地址数据的计算表明,算法能实现复杂中文危险化学品运输地址匹配的高准确率及高精度。在随机地址测试集中准确率达94.6%,在较难分类地址测试集中准确率达67.5%,在较难分类地址匹配的准确率及精度上均相比于通用匹配方法及地理搜索引擎有大幅度的提升。