高强瓦楞纸机干燥部能耗协同控制系统的设计及优化研究

为了进一步地降低纸机干燥部能耗、提高能源的利用效率，本课题提出了能耗协同控制的概念，即同时考虑烘缸内部蒸汽冷凝水热力系统的能量消耗与气罩通风热力系统的能量消耗，实现二次热能的循环综合利用。针对高强瓦楞纸机干燥部设计了一套基于西门子S7-300 PLC的能耗协同DCS控制系统，实现了干燥部上述系统的整合，不但能够降低纸机干燥部的能耗，也为干燥部全局优化方案的实现打下了基础。本控制系统已在多条高强瓦楞纸机生产线上得到了应用，收到了较好的节能效果。为了实现干燥部的全局优化，本课题搭建了基于数据驱动的控制策略优化控制框架，将工业现场的大量运行数据用于模型的修正并建立控制策略优化数据库，可以快速寻找与当前工艺条件最为匹配的优化控制策略，实现节能降耗。     

纸板机密闭气罩控制系统的设计

在介绍密闭气罩通风除湿的工艺原理的基础上,分析了密闭气罩的控制要点和难点,并针对能耗较高的带表面施胶的涂布白纸板生产线,设计了一套基于西门子S7-300 PLC的密闭气罩DCS控制系统,详细阐述了密闭气罩的排风温湿度选择控制、气罩零位的前馈反馈控制、气罩热风风温的分程控制、消防智能控制等高级控制算法或控制策略,最后给出了针对纸板机密闭气罩设计方面的建议。本控制系统已经在浙江富阳涂布白纸板基地的近10条纸板机上得到应用,取得了良好的节能控制效果。     

改进的深度卷积神经网络对T波分类的应用

针对心电信号T波分类问题和深度卷积神经网络(deep convolutional neural networks,DCNN)出现的过拟合问题,提出了一种改进的深度神经网络算法,通过引入Dropout概念优化网络训练过程,提高算法的泛化能力。就分类准确率、训练次数、卷积核、算法的泛化能力4个方面进行实验对比,结果表明:在分类准确率方面,所提算法的标注结果与专家人工的标注结果接近,且标注重复率均可达98.9%以上;在训练次数方面,可有效减少训练次数,且测试集识别率可达99.31%;选择合适的卷积核个数,最终的测试集识别率可达99.31%。所提算法与BP神经网络、循环神经网络(recurrent neural network, RNN)、DCNN这3种方法相比较,可有效降低DCNN的过拟合问题,提高算法的泛化能力。     

基于PSO算法的PID控制器参数优化及其在置换蒸煮立锅温差控制中的应用

在介绍置换蒸煮工艺流程的基础上,对置换蒸煮控制系统的控制要点和难点进行了分析。针对蒸煮过程中蒸煮立锅顶部药液温度和底部药液温度的差值的控制问题,设计了一种基于PSO(粒子群优化)算法优化PID控制器参数的温度-流量串级控制策略。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该控制方案具有算法简单、搜索能力快、效率高等优点,能够有效地解决PID参数优化问题；实际应用结果表明,该方案非常有效。     

造纸工业高级控制技术和先进控制系统综述

造纸工业在向工业4.0方向不断迈进的过程中,高级控制算法、控制策略和控制系统将扮演越来越重要的角色。本文以过程控制理论及自动化技术的发展和行业应用为主线,对在造纸工业中广泛采用的共性自动化技术进行概述,并对造纸工业自动化、信息化和智能化的未来发展进行展望,旨在对实用化的造纸自动化技术进行归纳总结,为读者阅读提供方便。实现制浆造纸生产过程的信息化和智能化,必须确保过程数据在线检测的全面性和准确性。为此,本文在对制浆造纸过程高级控制算法和控制系统进行综述的同时,还重点总结了实现造纸工业4.0必不可少的一些间接测量技术、运行状态评估技术和纸品质量检测技术,具体包括关键参数的在线软测量技术、关键设备的故障诊断技术和纸病在线检测技术。     

改进卷积神经网络算法在水面漂浮垃圾检测中的应用

针对传统目标检测算法在检测水面漂浮垃圾时易受外界复杂环境影响而难以实现的问题,提出了一种基于改进卷积神经网络的水面漂浮垃圾检测算法。运用数据增强技术改善训练过程中因样本不足而导致的过拟合问题,并利用迁移学习的方法训练出水面漂浮垃圾目标检测模型。结果表明,与传统的ViBe背景建模算法相比,所提算法能对水面漂浮垃圾进行分类,并标记出垃圾位置,对垃圾的检测准确率高达93%,能完全克服水波、波光等外界干扰。     

煤矿井下排水泵房自动化监控系统的设计

井下排水泵在煤矿安全生产中占有重要地位,以金凤煤矿井下排水泵系统为例,在现场总线技术、计算机网络技术的基础上,利用西门子S7-300 PLC和Step7,WinCC组态软件研制开发了煤矿井下水泵站自动化监控系统。该系统能够有效节约能源,降低工作人员劳动强度,促进煤矿的生产自动化水平。     

基于S7-200高精度定量阀控制器的改进研究

分析定量阀结构和控制原理,将传统的恒频脉冲控制算法与梯形曲线算法、S形曲线算法进行了对比,选择用拟合S形曲线的算法控制定量阀。同时,为了有充足加减速过程,使用细分驱动技术,在不增加控制器硬件成本前提下,通过拟合7段S形曲线,最终实现了高精度定量阀的精密定位控制。     

中高精度定量阀的优化设计

针对原定量阀投入现场应用过程中存在的问题,采用新的机械结构设计了电动执行器。步进电机插入精密行星减速机减速增力驱动阀芯旋转,在减速器输出轴上布置有机械限位装置及同步带轮,阀门回讯器与传动轴线平行布置,通过同步带传动指示并反馈阀位。与阀位检测反馈机构沿传动轴线布局的结构相比减小了长度尺寸及重量,在直管道上安装时所受弯矩小,产品更加精巧,布局更合理。该阀门已经在浙江富阳一造纸机上使用,取得了良好的控制效果和经济效益。     

稀释水水力式流浆箱结构与控制

介绍了Metso公司OptiFlo流浆箱和Voith公司MasterJet流浆箱的结构及其构件的功能与区别,在分析稀释水水力式流浆箱控制要点及难点的基础上,提出了基于PLC稀释水水力式流浆箱本体控制系统及其横幅定量控制系统的控制方案。