铝粉氮气雾化和分级生产过程集成优化控制系统

在分析铝粉氮气雾化分级过程的特点和优化控制要求的基础上，设计了基于工控机和PLC以及现场I/O模块的分布式控制系统，实现了雾化和分级过程的集成控制.利用神经网络和遗传算法对铝粉氮气雾化过程进行建模和实施优化控制，提高了铝粉的雾化效果和细粉率，保证了生产的安全稳定运行.     

基于IFIX的铝粉生产控制系统设计

本文采用IFIX组态软件进行控制系统设计,实现了铝粉氮气雾化生产过程的自动化和一体化控制,为提高铝粉生产和过程控制的质量奠定了基础。该监控系统功能齐全,操作简单,界面友好,系统容易扩展。     

数据驱动的复杂磨矿过程运行优化控制方法

针对赤铁矿磨矿过程的磨矿粒度（Grinding particle size,GPS）与控制回路输出之间的动态特性难以用数学模型描述,且磨矿粒度不能在线测量,并受矿石成分与性质频繁波动干扰,难以采用已有运行优化方法的难题,结合磨矿过程的特点,利用数据,采用神经网络,提出由回路预设定值优化、性能指标估计、优化设定值评价以及磨矿粒度软测量组成的数据驱动的磨矿过程运行优化控制方法. 该方法由磨矿粒度软测量估计矿浆粒度,通过回路预设定值优化模块求得使性能指标估计值接近最优值的回路预设定值,经优化设定值评估产生回路设定值,最后通过控制回路跟踪设定值,将矿浆粒度控制在目标值范围内并尽可能的接近目标值. 通过研制的运行优化与控制研究平台,采用实际运行数据进行仿真实验,表明所提方法的有效性.     

基于案例推理增强学习的磨矿过程设定值优化

磨矿粒度和循环负荷是磨矿过程产品质量与生产效率的关键运行指标,相对于底层控制偏差,回路设定值对其影响要严重的多.然而,磨矿过程受矿石成分与性质、设备状态等变化因素影响,运行工况动态时变,难以建立模型,因此难以通过传统的模型方法优化回路设定值.本文将增强学习与案例推理相结合,提出一种数据驱动的磨矿过程设定值优化方法.首先根据当前运行工况,采用基于Prey-Predator优化的案例推理方法,决策出可行的基于Elman神经网络的Q函数网络模型;然后利用实际运行数据,在增强学习的框架下,根据Q函数网络模型优化回路设定值.在基于METSIM的磨矿流程模拟系统上进行实验研究,结果表明所提方法可根据工况变化在线优化回路设定值,实现磨矿运行指标的优化控制.     

基于粒度分布评估与优化的制粒过程 PSO-BP 控制算法

针对钢铁烧结中混合料粒度分布无法在线测量、难以实现混合制粒过程优化控制的问题,提出基于 粒度分布评估函数(Evaluation model of granularity distribution, EMGD)的混合制粒优化控制算法. 首先,根据烧结生产历史数据和混合料筛分实验数据建立粒度分布BP神经网络(BP neural network, BPNN)评估模型; 然后,以该模型为目标函数,以制粒过程状态参数的边界为约束条件,采用粒子群算法(Particle swarms optimization, PSO)计算粒度分布优化值; 最后建立基于BPNN的制粒水分设定模型,根据粒度分布优化值和当前配重实现水分优化控制. 仿真实验和工业应用表明评估模型真实反映了粒度分布对料层透气性的影响; PSO-BP粒度分布优 化控制算法对改善透气性、减少燃料损耗、稳顺烧结生产具有重要意义.     

动态模拟用于异丙苯工艺苯塔控制方案的设计与优化

应用动态模拟软件DYNSIM开展了异丙苯工艺苯塔自动控制的设计。使用PRO/II建立了苯塔系统的稳态模型,并分析了苯塔压力控制方式及调节阀难以选取的原因为在不同温度、压力以及氮气流量下丙烷在冷凝液中的溶解度变化较大,造成丙烷不凝气瞬间大量释放。通过研究认为采用分程控制调整该塔压力较为合理。采用建立的动态模型研究了在苯塔压力受到干扰后,分程控制方案不同控制曲线对调整塔顶压力的效果。结果表明,经过整定PID参数后,具有不凝气排放和氮气补充同时动作区域的分程控制方案能够在13分钟内调整塔压至设定值。以上研究表明动态模拟软件能够直观地体现化工装置的动态特性,为化工装置设计的安全可靠性提供支撑。     

磨矿粒度动态过程的一种快速Monte Carlo仿真方法

磨矿是降低矿物粒度的工业过程,产品粒度是磨矿过程的关键质量指标. 由于磨矿粒度难以在线检测且磨矿生产过程具有综合复杂特性,难以采用传统控制方法实现磨矿粒度的控制. 因此,建立磨矿粒度和关键工艺参数的动态模型对于磨矿运行控制和优化具有重要意义. 采用总量平衡原理获得磨矿粒度的微分方程模型多数情况下无法获得解析解. 而基于Monte Carlo （MC）方法的磨矿粒度模型能够精确模拟磨矿粒度分布的动态变化,但是其仿真效率低难以实用. 本文针对这一问题提出一种新的MC仿真方法: 在定总量方法的基础上引入新的颗粒移除机制,在移除过程中动态地分配各个粒级颗粒数目并保持破裂前后各个粒级颗粒所占总颗粒数的百分比不变,避免颗粒移除过程中由于粒级差异导致的抽样误差,且避免MC仿真速度随着仿真推进下降的问题. 仿真实验验证表明,本方法能够在保证一定精度前提下显著提高磨矿粒度MC仿真的计算速度. 最后,通过一个实例介绍了本文仿真模型在磨矿优化控制中的应用.     

基于参量预报的磁选管回收率智能优化控制

竖炉焙烧过程的关键工艺指标磁选管回收率难以实时测量,因而实现优化控制很困难.将优化设定、参量预报与回路控制技术相结合,提出一种磁选管回收率的智能优化控制方法.基于案例推理的优化设定模型根据工况的变化和磁选管同收率的实时预报值给出基础控制回路的设定值,并通过先进的控制方法实现回路的稳定控制.该方法应用于竖炉焙烧过程的生产实际,使磁选管回收率的实际值保持在其目标值范围内,取得显著应用成效.     

基于PLC控制的铝粉分级系统自动化设计

在分析了铝粉分级过程的工艺特点和自动化控制要求的基础上,设计了基于PLC以及现场I/O模块的分布式控制系统,实现了分级过程的集成控制。提高了铝粉的细粉收率,保证了生产的安全稳定运行。     

复杂工业过程运行的混合智能优化控制方法

工业过程运行的优化控制的目标是将反应产品在加工过程中的质量、效率、消耗的工艺指标控制在目标值范围内. 由于复杂工业过程的工艺指标难于在线测量且与控制回路输出之间的动态特性具有强非线性、强耦合、难以用精确模型描述、随生产边界条件变化而变化的综合复杂性,因此, 难以采用已有优化控制方法, 运行控制只能采用人工设定的控制方式. 由于人工控制不能及时准确地随运行工况调整设定值, 难以将工艺指标控制在目标值范围内, 甚至造成故障工况.本文提出了根据运行工况实时调整控制回路设定值, 通过控制系统跟踪调整后的设定值, 将工艺指标控制在目标值范围内的过程优化运行的混合智能控制方法. 该方法由控制回路预设定模型、前馈补偿与反馈补偿器、工艺指标预报模型、故障工况诊断和容错控制器组成. 在某选矿厂22台竖炉组成的焙烧过程的应用案例, 证明了所提出方法的有效性.     

Experimental and numerical modeling of the gas atomization nozzle for gas flow behavior

Gas atomization is a widely used process for manufacturing of fine metal- and alloy-powder. To ensure a stable process with high yields of metal powder, the negative pressure at the melt delivery tube tip base and no flow separation conditions are necessary for a good atomization process. An important feature of these jets is that flow separation may occur over the outer surface of the liquid delivery tube for some conditions. Flow separation cause solidification and accumulation of metal, leading to a shape alteration of the liquid delivery tube in gas atomization process. Using computational fluid dynamics (CFD) software, a parametric study was conducted to determine the effects of atomizing gas pressure on the melt delivery tube tip base pressure and flow separation. Atomization gas pressures of 1.0, 1.3, 1.7, 2.2, and 2.7 MPa were used in the CFD model to initialize the pressure in gas inlet. CFD simulations were performed and the modeling results were compared with experimental data. These results showed that the CFD modeling can be used for the estimation of the melt tip base pressure of the nozzle. It is found that the flow separation formation is strongly dependent on the atomizing gas pressure.     

基于OpenGL的静电喷涂雾化动画实现

通过对静电涂油机喷涂雾化的基本理论分析,模拟了油液在高压静电场中经过荷电区、射流区、波纹区、雾滴区和雾滴扩散区的动态雾化效果。结合粒子系统的基本思想,以射流长度和雾化角作为宏观特性描述了油液的雾化情况,使用Visual C++结合面向对象技术和OpenGL图形库,根据所建立的数学模型,模拟了不同电压下油液的静电雾化形态。将程序模拟图片与实验中得到图像相比较,其仿真结果基本反映了静电喷涂中油液雾化的过程,与实验观察的效果基本相符,它为研制新一代静电涂油机提供了理论基础。     

基于自适应动态规划的矿渣微粉生产过程跟踪控制

矿渣微粉是一种新型绿色环保型建材,可以大大提高水泥混凝土的力学性能.本文以矿渣微粉生产过程为研究对象,针对该过程难以通过机理建模进行辨识和控制的特点,利用数据驱动的思想,建立矿渣微粉生产过程的递归神经网络模型.在此基础上,利用自适应动态规划,设计具有控制约束的跟踪控制器,并将其应用到矿渣微粉生产过程中.仿真分析表明,建立的数据驱动模型能够有效地辨识矿渣微粉生产过程,同时,本文提出的控制方法能够实现输入受限的微粉比表面积及磨内压差的最优跟踪控制.     

基于无线监控的离子水雾化加湿系统设计

基于现有雾化加湿系统,结合无线物联网技术、电解水技术和传感器检测技术,并对离子水雾化装置进行了研究,提出并设计了基于无线监控的离子水雾化加湿系统,可实时监测室内外温湿度,并通过无线物联网技术对离子水发生装置和其他温控设备进行控制,还可以在加湿过程中对病原体进行有效抑制或杀灭,达到环境保湿和预防病原体滋生的作用.     

一种基于 PLC 和 HMI 的层压控制系统

为实现对铝基覆铜板层压工艺中两个关键参数温度和压力的自动控制,在采用分级蓄能层压工艺的基础上,设计一种基于三菱PLC和台达HMI的自动化层压控制系统。介绍控制系统的硬件组成、控制流程、HMI的软件设计及PID参数的整定。     

脉冲防暴水炮运动参数仿真研究

研究增大脉冲防暴水炮的有效射程问题,脉冲防暴水炮是用于处置群体性骚乱事件的大型非致命武器装备,在实战中发挥了重要作用。为改善防暴水炮射程和刺激剂雾化效果,就需要对脉冲防暴水炮的运动参数进行优化设计。通过建立数学模型,然后运用FLUENT流体仿真软件进行运动仿真,最后结合Tecplot后期处理软件的分析,得出了初始压力、初始水量、初始射角等运动参数对水炮射程及雾化效果的影响。在综合各种因素的基础上选择出最佳初始压力和最佳水量,仿真效果比较有效,为设计提供了依据。     

基于优化核极限学习机的铝电解电流效率预测

电流效率作为铝电解过程的重要参数,获得实时准确的测量结果对实现过程的有效控制至关重要。基于数据挖掘的思想,提出基于优化核极限学习机（KELM）的铝电解电流效率预测模型。通过分析铝电解机理,获得影响电流效率的过程参数,采用核主元分析法对试验数据进行降维,并用聚类算法剔除数据异常点,建立基于KELM的铝电解电流效率模型。使用鲸鱼优化算法与模拟退火的混合算法(WOASA)优化KELM模型的关键参数,从而提高模型的精度和泛化能力。通过实际生产数据进行仿真试验,将本文的方法与原始KELM、PSO-KELM、GWO-KELM、CGWO-KELM算法进行对比,结果证明了该预测模型的有效性,可以实现铝电解过程电流效率的准确预测。     

ANSYS二次开发在PIM充模流动模拟中的应用

论文介绍了ANSYS所具有的针对不同需求、特点和应用范围的多种二次开发技术;根据PIM充模喂料流体的幂律模型,基于ANSYS用户可编程特性中对其FLOTRAN模块流体特性中的粘度模型进行了二次开发,用所开发的幂律模型对I型拉伸试样的PIM充模二维流动进行了数值模拟,模拟结果与实验结果吻合很好;并将二次开发的方法推广到PIM喂料的密度、导热系数、比热等的修改,为将ANSYS强大的计算流体力学功能广泛应用于PIM充模流动模拟的研究奠定了基础。     

雾化与水浴混合加湿实验装置研制

现有用于空气湿度与煤低温氧化规律的加湿装置基本采用单一加湿方法,加湿精度较低,加湿变化范围较小,未完全实现自动化加湿。针对以上问题,基于热湿交换原理,提出了水浴和高压雾化相结合的混合加湿方法,研制了雾化和水浴混合加湿实验装置。该装置通过水浴和雾化分步联合进行加湿,空气通过进气管进入箱体与装置底部的水接触,实现水浴加湿;水浴加湿后的空气从水面出来后继续与箱体内经过高压雾化的水雾接触,从而实现高压雾化加湿。装置出气口处装有湿度控制器,湿度控制器根据需要可以进行不同相对湿度的设置,能够对装置内的空气进行实时检测,从而实现空气加湿的精准控制。水浴和高压雾化相结合的混合加湿方法既缩短了空气加湿时间,又扩大了装置的湿度调节范围,实现了不同范围的加湿需求。