间歇反应控制系统的设计与实现

间歇反应由于主副反应竞争、放热剧烈、压力随温度急剧变化等特性，其控制始终是一个棘手的问题。选用过程与控制实验系统（MPCE）中的间歇反应作为对象，西门子过程控制系统（PCS7BOX）作控制器，通过PCS7软件进行硬件和软件组态，设计并实现了间歇反应自动控制系统。该系统包括自动开车、正常生产控制、安全监控等3大部分。反应温度采用专家控制方法，进行温度分段控制。结果表明系统能够可靠有效地运行，很好地满足了工艺要求。     

带搅拌釜式反应器的先进控制系统

采用多功能过程和实验系统(MPCE)仿真带搅拌釜式反应器(CSTR),对其中的连续搅拌反应过程,采用PCS7控制器和组态软件进行工程控制.实现了进料流量的变比值控制、液位的串级控制、升温阶段的模糊分层控制、恒温阶段的压力补偿控制以及反应釜压力的安全控制.整个开车过程采用顺序控制全自动完成,运行结果表明,该方案安全可靠,控制效果和可行性较好.     

基于SMPT-1000与PCS7的多容器控制系统设计

以工业中常见的反应器、闪蒸罐等为被控对象,分析了工艺流程和控制要求,综合考虑生产安全、能耗等目标,采用PCS7过程控制系统和过程控制实训系统SMPT-1000,设计了反应器进料流量、反应器温度、反应物液位、闪蒸罐压力和产物流量的控制方案。控制结果表明:该反应器控制系统方案设计合理,运行稳定可靠。     

四容水箱过程预测控制

针对四容水箱系统的多变量、大时滞、非线性及强耦合等特性,首先设计模型预测控制(MPC)策略,由于采用了多步预估技术,从而能有效地解决时延过程问题。然后设计隐式广义预测自校正控制(GPC)策略,利用反馈校正能及时修正预测值,使优化建立在较准确的预测基础上,从而提高了控制的鲁棒性。在建立四容水箱过程机理模型的基础上,通过仿真验证实现四容水箱液位预测控制,并给出了相应的实验结果。仿真结果表明:通过预测控制算法良好的控制性能,可以实现对四容水箱系统的稳定控制。     

针对一阶惯性加纯滞后过程的广义预测控制算法研究

针对典型的一阶生产过程，采用广义预测控制算法，完成了基于S7—200PLC的单步广义预测控制器的设计，并以JWS-6／3—4型过程控制装置为对象，以液位为被控变量，实现了单步预测控制。实验表明系统控制精度高，取得了实际误差小于5mm的控制效果，运行稳定，具有一定的实用性和推广性。     

基于S7—400的冗余自动化控制系统在装车站中的应用

本文介绍了基于S7—400的冗余可编程控制器（PLC）在装车站自动化控制系统中的应用。通过建立南、北站的PLC控制系统,实现了各自站内的温度、压力、流量、液位、消防控制等仪表信号的采集、显示、报警、联锁、控制等功能,系统的电源、控制器、网络交换机和计算机都相互冗余并自动切换,达到了油田逐步弱化南站功能、集中北站控制的运行思路要求。新的控制系统使装车站的储运控制更加安全、可靠,实现了对现场设备的集中控制和信息资源共享,促进了装车站过程控制和信息管理的现代化。     

状态反馈预测控制在催化裂化柴油产品质量先进控制中的应用

对催化裂化装置主分馏塔柴油产品质量先进控制系统进行了设计与工程实施。根据过程动态机理分析，运用状态反馈预测控制，考虑装置的操作控制及现有的测点情况，从实时控制出发，建立了主分馏塔柴油产品质量先进控制的简化状态空间数学模型。使用实测过程变量，实现状态变量反馈和可测干扰变量前馈的预测控制方法，提高控制系统的性能及抗干扰能力，增大了模型适应范围。先进控制的全部功能在DCS层上实施，可以在线实时调整控制系统参数，监视系统运行状态，提高了控制系统应用的灵活性，装置实际运行结果表明该设计是有效的。     

单片机液位控制系统在分离装置中的应用

阐述了单容液位控制系统的工艺过程。单容液位控制系统可以实现一阶对象的控制,同时可实现液位控制计算。该液位控制系统以液位、压力为控制对象,以AT89C51为主控芯片,并辅之以压力传感器、继电器。说明了基于AT89C51单片机的数据采集与处理系统和基于C语言的数据传送程序模块的工作原理。     

可编程序控制器中定时器的应用设计

给出了定时器的定时设定输出、平衡和不平衡振荡信号发生器、定时器设定时间设置等基本环节 ,并讨论了它们的应用———在液位控制系统中 ,采用一个液位开关和定时器控制进料或出料阀 ;在时间比例控制中 ,用不平衡振荡发生器调节占空比 ;在pH控制中 ,采用定时器实现与采样控制相类似的控制 ;在信号报警系统中 ,通过改变定时器设定值来调整声光报警信号的频率。最后讨论了应用设计时的注意事项     

油井自动加药系统的设计开发

针对油井人工加药存在对加药量无法准确控制、劳动强度大、小产量油井成本相对偏高及无法实现多点协调监控的问题,设计开发了油井自动加药系统。该系统采用西门子S7-200的PLC控制模块,根据加药流量的反馈值来控制阀门开合度,自动进行PID调节,控制加药量,达到自动控制目的;自动加药系统运行后,可在SCADA系统中对其各项参数进行实时监视和控制,了解设备的运行状况及数据变化情况,在上位机中实现对工作现场的数据采集、设备控制、参数调节以及信号报警;由PLC模块组成的下位机与上位机进行通信,实时显示控制系统的流量和液位。仿真及应用结果表明,油井自动加药系统实现了加药量的精确控制,控制精度符合现场作业要求,具有数据存储量大、查询方便以及曲线报表随时输出等特点,完全满足油井作业要求。     

基于COMOS平台的数字化工程设计

为了探索在工程项目中进行协同设计,数字化交付和一体化运营的新技术、新模式,介绍了具有全周期、多专业协同工作的工业数字化设计、建设和生产管理的COMOS平台,利用其中的不同功能模块进行了工艺、电仪、自控等专业的设计,并建立了一个完整的虚拟数字化控制系统。利用COMOS和SIMATIC PCS 7控制系统的特定的数据接口,轻松实现数据交换及逻辑图和控制程序之间的互相转换。应用结果表明:该工程项目的数字化设计实践探索为同类智能工厂工程项目的设计、建设和运营提供了一定的参考。     

科威特大型集油站工程自控系统设计与投运

科威特西部油田扩建工程GC2 8集油站的自动控制系统是一个集成的DCS ,包括过程控制系统 (PCS)、紧急停车系统(ESD)、火气系统 (F&G) 3个子系统。这 3个子系统在控制层是各自独立的 ,在操作层上又是集成统一的 ,便于操作。概述了DCS的集成方法 ,3个子系统各自的特点以及自控系统从设计到施工的质量保证措施等     

新一代过程控制系统PCS7及其应用

系统地介绍了PCS76．0控制系统的新功能，并结合应用实例，阐述了在具有典型批量操作特点的化工合成制药生产中，应用PCS76．0控制系统中Batch批量控制软件包，实现配方、生产任务单的编辑、验证、发布、实施到整个生产线的批生产管理控制情况。     

印度尼西亚气体处理厂紧急关断系统设计

在对生产装置进行安全保护的设计过程中，需要对整个系统进行细致的因果分析，充分考虑可能引起故障的事件，合理采取关断及停车的措施，在保证装置运行安全可靠的基础上尽量减少紧急关断影响的范围，避免装置频繁的停车及开车操作。印度尼西亚气体处理厂设有一套仪表综合控制系统，由PCS、ESD和FGS系统三部分组成。其中PCS系统负责全厂的工艺流程监控，ESD系统完成安全保护和紧急停车，FGS可进行火气监测、报警及控制。全厂共设有1个一级关断，4个二级关断，32个三级关断，64个四级关断。从装置的运行状况来看，各级关断设置合理，保证了装置生产运行的安全可靠，紧急关断(ESD)系统的设计与配置体现了大型国际油气集输及气体加工处理工程对装置运行安全保护的要求与水平。     

高压聚乙烯装置控制系统优化方案

文中阐述了大庆石化公司塑料厂高压聚乙烯Ⅰ装置的控制系统优化方案。针对该装置工艺过程复杂、联锁多、工艺条件苛刻、操作难度大等特点,结合SIEMENSPCS系统的控制功能和技术特点,提出了控制系统的优化方案。     

数字化钻井液动滤失模拟系统设计

钻井液动滤失模拟系统用于在实验室的环境下,模拟实验钻井液与完井液对油气层的综合损害过程,以达到评选优质钻井液和完井液的目的.介绍了数字化钻井液动滤失模拟系统的硬件结构和软件功能.该系统以PC机为基础,采用VB编写应用软件,其硬件核心为EPP总线多功能测量控制板;数字化钻井液动滤失模拟系统集成了模拟量输入/输出、开关量输入/输出,以及脉冲信号输入功能,实现了温度、转速等物理量的测量与控制、以及钻井液动滤失量的实时计量功能.实际测试表明,数字化钻井液动滤失模拟系统不仅具有简明的用户操作界面,而且还具有较高的软件稳定性,以及完善的数据管理能力;具有测量控制精度高、操作方便、运行稳定的特点,完全能够满足实验要求.     

异质多模型集成的辛烷值和抗爆系数分级建模

针对成品汽油调和过程中研究法辛烷值(RON)和抗爆系数难以实时获取，且传统未考虑二者关联的单一模型精度和适应性不足等问题，提出了2种异质多模型集成的分级预测建模方法(方法Ⅰ和方法Ⅱ)。先采用K折交叉验证法对建模算法进行参数调整与算法优选，分别建立了5个一级辛烷值和二级抗爆系数异质子模型。方法Ⅰ利用加权平均法对异质子模型进行线性集成，并为提升集成模型性能，对目标函数引入L1、L2、L1&L2等3种正则化约束，以此确定子模型最优权重；考虑线性集成可能对非线性过程适应性不足，方法Ⅱ基于堆叠思想建立了非线性集成预测模型。经使用工业生产数据仿真实验研究表明，较传统单一模型以及加权平均模型，考虑抗爆系数对辛烷值依赖提出的2种异质集成分级建模方法，具有更优的性能，可用于成品汽油调和过程中辛烷值和抗爆系数的准确预测，有望解决后期配方模型建立和优化控制的数据缺失问题。     

60万吨/年乙烯装置裂解气压缩机控制系统在生产中的应用

由于乙烯装置生产规模大、工艺过程复杂,易燃、易爆,以及对最终产品质量、对环境保护要求高的特点,所以对装置和3套压缩机组的过程控制、安全联锁的要求也愈来愈高。在兰州石化大乙烯工程乙烯装置的工艺包(PDP)审查、初步设计审查过程中,乙烯专利商(KBR)和中国寰球工程公司的乙烯工艺专家、自控专家对3套压缩机组控制系统的可靠性提出了更高的要求,要求采用先进的、专门为透平-压缩机综合控制设计的ITCC(Integrated Turbine & Compressor Control)控制系统。本文就裂解气压缩机的控制系统软硬件构成及重点控制信号的控制方案进行阐述,提出了影响压缩机"安稳长"运行的问题和应对措施及建议。     

常压塔模型预测控制功能设计分析

在实施模型预测控制技术的过程中，一个良好的控制系统不但要保证系统的稳定性和生产的安全性，还要带来一定的经济效益。然而由于工业过程的不确定性和非线性、变量间的关联性、信息的不完全性等，要获得精确的数学模型十分困难。寻找从实际过程出发、对模型精度要求不高和在线计算简单的控制策略和方法，是模型预测控制技术应用设计的关键。以常减压装置中的常压塔为例，根据模型预测控制技术的特点，结合工艺过程和正常的生产操作，具体分析如何合理地选择常压塔模型预测控制器中的变量，并构成控制器的动态模型。