高级控制策略在原油加热炉进料控制中的应用研究

本文提出在原油加热炉进料控制中应用的一种新型高级控制策略．为了克服原油加热过程中的支路流量耦合特性和不确定性，采用一种两层递阶控制结构．其中，上层是支路流量控制回路的设定值控制器，它通过重新分配加热炉进料流量来实现加热炉支路出炉温度平衡、通过原油加工量自动提降控制器来按规定的提降速率和幅值提降处理量（对于常压炉）或者通过非线性液位控制器来调节加热炉的各支路流量（对于减压炉）；下层是支路流量解耦控制回路，它包括支路流量自适应解耦器和自适应控制器，并接收由上层在线修改的设定值．最后举例说明其可行性和有效性．     

钢化玻璃生产线中温度的模糊控制

在钢化玻璃生产过程中,加热炉具有严重的非线性及较大的时间滞后性,传统的控制方法难以达到要求的精度,从而难以取得较好的控制效果。本系统采用模糊控制技术,结合传统PID算法,设计Fuzzy-PI控制器,从而实现加热段温度的自动控制。     

热历史和剪切历史作用对长庆含蜡原油凝点的影响

通过室内模拟实验和结果分析明确了热处理温度和剪切速率是影响长庆含蜡原油凝点变化的主要因素,确定了长庆含蜡原油凝点趋于稳定的剪切时间为200 s,因此实验室以剪切200 s后的原油凝点作为长输管线的凝点值,在此基础上利用均匀设计的方法对热处理和剪切作用与含蜡原油凝点的关系进行了模拟试验研究,建立了反映长输管线中热处理温度和剪切速率作用对凝点影响的数学模型,模型计算结果与实验记录数据所得误差小于0.8℃,表明模型与凝点规律比较吻合.该模型为长庆含蜡原油长距离输送的泵站、热站设计以及管线设计提供了依据.     

基于自适应模糊PID的输液温度控制系统研究

在寒冷季节对输液的药液进行加热,使其保持在一定温度范围内是非常有必要的。针对输液过程中的实际需求,基于自适应模糊PID算法研制用于输液的温度控制系统。首先,通过分析输液加热的特点,利用MATLAB/Simulink仿真工具箱搭建PID、自适应模糊PID的输液温度控制模型,进行仿真对比实验,验证模糊PID算法用于温度控制的优越性;然后,以STM32单片机为主控制器、NTC热敏电阻为温度传感器,结合帕尔贴式温控加热元件,设计并实现基于模糊PID算法的硬件实验电路。结果表明,模糊PID算法与PID算法相比具有响应速度更快、超调量更小的优点,当设定起始温度15℃、目标温度34°C时,模糊PID控制器能够在72 s左右到达稳定,最大超调量为2.1%,控制效果优于传统的PID控制算法,在输液液体温度控制中具有良好的应用前景。     

台车式加热炉Fuzzy-PID复合控制系统

为了解决台车式加热炉运行过程中使用传统方式进行温度、压力及流量控制表现出的低效率、误差大、能耗高等问题,提出设计与开发台车式加热炉Fuzzy-PID复合控制系统.文中首先介绍了台车式加热炉控制工艺模型,它由多个空燃气支管混合燃烧的温区组成;进而叙述了传统PID控制算法与单一Fuzzy控制算法的内容与原理;最后对Fuzzy-PID复合控制器的理论结构与硬件模块结构进行了详细地论述.通过实验表明,台车式加热炉中使用Fuzzy-PID复合控制方式可以扬长避短,具有调节精度高、鲁棒性强,控制稳定性好等优点.     

基于PID控制和遗传算法的半导体激光器温控系统

为了实现半导体激光器温度的精确控制,设计了将PID控制与遗传算法相结合的高精度温度控制系统.该系统使用热敏电阻与光电二极管进行测量和反馈半导体激光器的温度值,并用热电制冷器作为温控执行器,构成了双闭环控制系统,提出了利用遗传算法在线优化PID参数的方法,根据实时测量偏差、控制器输出和上升时间构建函数作为待优化的性能指标,从而动态调整控制器的参数.结果表明,系统能够实现高精度的温度稳定控制,稳定度达到0.027%,温度偏差为0.002℃,控制效果优于传统的PID控制,具有较好的应用价值.     

肝肿瘤温控射频消融温度分布的有限元建模

为了提高肝肿瘤射频温控消融温度分布的预测精度,建立了具有比例积分(proportional integral,PI)反馈控制器的射频消融温度分布仿真模型,并且研究了有限元模型中不同传热方程(Pennes和Hyperbolic生物传热方程)对温度分布的影响。首先,利用单电极热消融仪对离体猪肝进行温控射频消融实验,电极针尖稳态温度设定为90℃,消融时间为600 s,并利用测温针获得各测温点的热消融数据。然后,建立具有PI控制器的肝肿瘤温控射频消融有限元模型,其中PI控制器通过反馈调节电压源来使针尖温度与实测数据保持一致,传热方程分别采用基于非傅里叶传热规律的Hyperbolic方程和基于傅里叶传热规律的Pennes方程,生物组织电导率和导热率选用温度依赖性函数。最后,通过仿真温度和实测温度进行对比验证。结果表明,相比于Hyperbolic方程,采用Pennes方程的仿真模型具有较高的精度,各测温点的仿真温度与实验结果之间的标准偏差、平均误差和最大误差的均值分别为0. 78、1. 46、2. 90℃。因此,基于PI控制器和Pennes生物传热方程的肝肿瘤温控射频消融有限元模型能够有效地预测热消融温度。     

基于TRIZ理论的热分析仪加热炉体设计

应用TRIZ理论创新设计方法分析了新型精密热分析仪器的加热炉体结构特征,采用冲突矩阵,得到影响加热炉体均温区分布的主要因素,对原加热炉内腔体积空间及加热电阻丝存在的冲突进行分析研究。利用TRIZ理论的ARIZ发明问题解决算法,结合具体加热炉体均温区分布曲线的误差实验数据,分析得到两种能够改善仪器精度的创新设计方法。结果表明,这种利用TRIZ理论得到的设计方法能有效增大均温区分布面积,降低加热炉内腔温差大小,从而解决了精密热分析仪器对加热炉内腔均温区的设计要求,实现了仪器对温度精密控制的要求。     

可编程控制器和触摸屏组合加热炉控制系统的设计

为了提高天津某石化公司设计的加热炉控制系统的控制精度,设计了一种基于西门子可编程逻辑控制器和触摸屏综合应用方法.首先采用西门子S7 300系列中央处理器模块作为主控单元,通过接口对温度变送器接受到的信号进行采集,然后中央处理器运行程序对采集的信号进行处理,处理的信号送到燃烧机,自动调节燃烧机的输出功率,控制加热炉系统中的温度,构成一个闭环系统.通过触摸屏对实时参数进行监控,显示系统各部分的运行状态,保持热载体及被加热介质温度在设定范围之内,达到了保证工艺温度、优化燃烧、节能运行的目的.     

一个液位/温度系统的辨识与广义模型控制

本文讨论一种新颖的多变量控制法——广义模型控制(GMC)的设计与应用。作为控制器设计的基础,讨论了过程模型辨识问题。在机理分析的基础上,针对不同受控回路的特性,采用了不同的辨识算法,得到了良好精度的数学模型。经过适当的化简,具有耦合的一阶惯性模型被用于 GMC 控制器的设计。实现了对一套实验的液位/温度多变量系统的 GMC 控制。与经过良好整定的 PI 控制器相比,系统的控制品质可获得36%的改进。(GMC:Generic Model Control)     

原油含水率检测仪设计

以油田集输工艺中沉降罐内原油的含水率为检测对象,根据密度法测量原油含水率的原理,将C8051F206单片机作为主控制器,并将差压变送器、液位变送器和温度变送器作为检测单元,实现了原油含水率检测仪的设计并将其成功地用于工业现场的在线检测.文中阐述了原油含水率检测仪的测量原理及硬件电路设计、软件主程序流程,并介绍了各子程序的功能.     

dSPACE的单神经元温度控制算法研究

针对电加热炉温度过程控制系统,利用基于dSPACE的电加热炉实时半实物仿真平台,将单神经元自适应PID算法应用于dSPACE温度控制系统中,并完成S函数的M EX C代码格式建模,在M atlab/Simulink中进行模块化设计,将实质性代码放在S函数源文件之外的C文件中,完成单神经元自适应PID算法的移植和维护,实现方便快速原型化设计。实验表明,在dSPACE实时系统中应用单神经元自适应PID算法后,既利用了神经网络充分逼近任意非线性函数的能力,又发挥了PID控制器结构简单、稳态精度高及动态响应速度快等优点,同时dSPACE平台大大缩短了研究周期,获得了良好的控制效果。     

基于粒子群模糊PID的PCR温度控制系统

为了提高温度控制系统升降温速率,改善温控系统的性能,提出了使用粒子群算法优化模糊PID控制参数初始值,提高模糊PID算法性能,来实现系统温度调节的方法。建立温控系统机械结构、控制电路、仿真模型,进行仿真验证。对PID控制、模糊PID控制、粒子群优化模糊PID控制、遗传算法优化模糊PID控制分别进行仿真分析,仿真结果表明,粒子群优化模糊PID控制效果最好,此时系统升温速率能达到7.69℃/s,降温速率达到5.57℃/s。搭建PCR扩增仪,采用质粒扩增进行生物实验验证,将反应结果进行电泳,电泳条带的大小与宽度表明,设计的PCR温度控制系统能够满足核酸扩增生物实验所需的温度环境。对系统温度性能进行测试,结果显示,系统实际升温速率达到6.648℃/s,实际降温速率达到5.22℃/s,控温精度为±0.2℃,温控系统具有较好的响应速度。     

实现任意温控曲线模糊控制规则的研究

设计了一种可对任意给定温控曲线的温度模糊智能控制系统,以烟叶烘烤炉温度控制系统为背景,详细介绍了模糊控制规则的建立及带修正因子的模糊控制算法.实验结果表明,该系统具有良好的控制性能.     

电阻炉温度随动控制系统设计及应用

针对电阻炉温度随动控制精度问题,开发了基于西门子S7-200 PLC的电阻炉温度随动控制系统,编制了PID定值温控程序和温度分段设定值随动程序,通过触摸屏操作界面,可方便地设定温升曲线,并实时显示实际温度趋势数据。经实际运行测试,PID温控算法控制效果良好,各项控制指标满足现场工艺需求。     

基于PIC16F873A单片机的温控阀门的低功耗设计

基于PIC16F873A单片机实现了用于新建住宅采暖系统的温控阀门设计,在设计中以干电池作为系统电源,充分考虑了控制精度、整体功耗等问题。现场运行效果表明,该温控阀门具有低功耗、高精度的优点,达到了控制温度、有效节能的目的。     

可编程控制器在自动联锁保护系统中的应用

本文根据某厂芳烃联合装置加氢处理反应器加热炉联锁保护的要求,分析了采用可编程控制器作为控制装置的优点,并提出了如何采用可编程控制器设计的方案。     

22阿赛线清蜡方式及运行参数优化研究

目前阿赛线进站温度远高于凝点,且清管频繁。清管通球作业中蜡多,堵塞加热炉进口,过高的进站油温也使得加热炉过烧。利用普适性蜡沉积模型,预测了阿赛线不同进站温度下,正常工况及保温层破损条件下管输原油的蜡沉积规律。结果表明,阿赛线蜡沉积主要集中在进站处。据此提出了管道新的清管方案,并优选了新的进站温度。夏季和春秋季管道进站温度取35℃,冬季管道进站温度取40℃。现场数据表明预测结果和实际吻合良好,平均相对误差9.49%。     

改进遗传算法优化多偏差控制加热炉支管平衡

针对加热炉各支管温度的跟踪和平衡控制问题,提出了改进遗传算法优化多偏差控制加热炉支管温度跟踪和平衡的方案。该方案利用各支管原料混合后的温度和各支管温度的偏差,通过对进料流量和燃料流量的调控,不仅确保了调节过程中总管流量不变,而且实现了各支管温度跟踪和平衡的双重目标。同时,因为把多个支管作为一个整体来分析,所以避免了对相邻支管温度反复进行比较。利用改进遗传算法对多偏差控制技术的控制器参数进行优化,克服了控制器参数整定的困难。仿真结果表明,改进遗传算法优化多偏差控制方案具有可行性和有效性。     

基于铂热电阻的纸浆蒸球温度模糊控制器设计

针对纸浆蒸煮过程的温度控制提出了采用自适应模糊控制器的控制策略,阐述了温控系统的软硬件设计方法.仿真实验结果表明,所设计的系统实现了对纸浆蒸球温度的准确控制,可以取代传统的常规仪表控制,大大提高了纸浆的蒸煮质量.