多变量先进控制系统在PX氧化反应过程中的应用

在Honeywell的集散控制系统TDC3000的基础上,结合多变量预测控制和软测量技术,建立了氧化反应先进控制系统和TA品质先进控制系统。在2个系统的联合控制下,氧化反应中的强耦合和多约束难题得到了很好地解决,稳定并优化了氧化反应器的操作条件,提高了TA产品品质。     

流量同时作为工艺优化变量和串级控制副变量时的工艺优化实现与分析

针对如何通过现存的主被控变量-流量这种典型的化工过程串级控制实现流量优化的在线优化问题,对在线优化的实现结构进行分析,给出一种流量优化变量通过一阶惯性环节改变主回路被控变量设定值的在线优化的理想方案,通过CSTR的仿真实例证明了优化实现方案的可行性。     

基于均匀分布NSGAII算法的污水处理多目标优化控制

针对污水处理过程控制中能耗过大、出水水质超标严重等问题，提出了一种基于均匀分布的NSGAII(non-dominated sorting genetic algorithm II based on uniform distribution, UDNSGAII)多目标优化智能控制系统。首先，该方法以污水处理能耗和出水水质作为优化目标，建立多目标优化模型。其次，为了获得溶解氧和硝态氮的优化设定值，提高Pareto解的性能，该算法将种群映射到目标函数对应的超平面, 并在该平面上进行聚类以增加解的多样性。此外，加入分布性判断模块和分布性加强模块提高解的分布性。最后，采用比例积分微分(proportional integral derivative, PID)控制器对溶解氧和硝态氮的优化设定值进行底层跟踪控制。为了验证该算法的有效性，采用国际基准的污水处理仿真平台(benchmark simulation model No.1, BSM1)来进行实验。结果显示，所提出的UDNSGAII多目标优化控制方法能够在满足出水水质达标的同时，有效地降低污水处理过程能耗。     

双分散颗粒湍动床反应器的多尺度模拟及细粉夹带优化

S-zorb吸附脱硫工艺技术是生产超低硫含量汽油的关键技术。目前,S-zorb湍动床反应器内的细粉夹带严重,容易堵塞其顶部过滤器,是影响反应器使用寿命和工艺流程运行周期的主要原因。因此,深入研究其反应器内的吸附剂颗粒和细粉颗粒的运动行为对优化反应器和提升工艺运行效率非常重要。本研究采用多尺度计算流体力学方法对双分散颗粒S-zorb湍动床反应器进行了模拟研究,考察了减少细粉夹带的优化方案。首先,比较了不同非均匀EMMS-bubbling曳力模型和EMMS-ANN模型对双分散颗粒运动行为的影响,发现采用上述两个模型都能合理预测吸附剂颗粒的流动行为和浓度分布,但EMMS-ANN模型对细粉颗粒的夹带量预测与工厂实验值的偏差大于前者。考察了一系列设计改造方案对减少细粉夹带的影响,结果表明,适当增大沉降段圆柱高度和半径以及增设固相出口横管都有助于减少细粉夹带,其中在反应区和沉降段之间的过渡区增设固相出口横管以及增大沉降段半径的方案对减少细粉夹带最有效。研究结果将有助于S-zorb工艺的进一步优化和升级。     

基于多策略自适应差分进化算法的污水处理过程多目标优化控制

针对污水处理过程中的能耗过高和出水水质不达标等问题,提出一种基于多策略自适应差分进化算法的污水处理过程多目标优化控制方法。首先,在常规跟踪控制结构的基础上,增加对第3、4单元溶解氧浓度的跟踪控制,扩大了能耗和出水水质的优化调节范围。然后,设计一种多策略自适应差分进化算法（MSADE）,该算法采用多策略融合变异和排序优选方法,选取合适的变异策略和较优的随机个体引导种群变异,并根据进化过程信息自适应地更新交叉率,以提升算法的收敛性和pareto解的多样性。最后,将MSADE算法与PID控制器相结合,并构建以能耗和出水水质为优化目标的多目标优化问题,实现对溶解氧和硝态氮浓度设定值的动态寻优和跟踪控制。基于国际基准仿真平台BSM1进行验证,结果表明所提的多目标优化控制方法能有效降低污水处理过程的能耗并提升出水水质。     

基于多目标粒子群算法的污水处理智能优化控制

为了满足污水处理过程出水水质排放达标的同时降低运行能耗,提出了一种基于多目标粒子群的污水处理多目标智能优化控制方法。首先,通过分析污水处理运行数据,建立了基于自适应回归核函数的污水处理能耗和出水水质模型;其次,设计出一种污水处理多目标优化方法,利用多目标粒子群优化算法同时对污水处理自适应能耗和出水水质模型进行优化,获得溶解氧和硝态氮浓度的优化设定值;最后,利用PID控制器对溶解氧和硝态氮浓度优化设定值进行跟踪控制,实现了污水处理过程的多目标优化控制。基于污水处理基准仿真平台BSM1的实验结果显示,该多目标优化控制方法不但能够保证出水水质达标,而且能有效降低污水处理过程的能耗。     

基于原油快速评价及机理模型实现原油加工优化

常减压原油蒸馏是炼化企业的龙头装置,其馏分油性质的稳定是下游二次装置平稳操作的保障。使用流程模拟软件建立了基于标定数据的离线模型与基于快速评价原油性质和仪表数据的实时模型。采用实时模型,以产品质量达标作为优化目标提出参数调整建议。实操结果表明,产品质量可被有效地控制在指标范围内。此外,实时模型还可用于优化经济效益,基于所研究的工况,能够提升经济效益8. 1元/t。     

多变量分散型预测控制应用研究

研究了多变量分散型预测控制在应用中的主要问题,并提出了在多变量过程控制中采用各子系统分散建模、分散预测控制并辅以基于规则的智能协调,以解决多变量系统的解耦和优化控制问题。其工程应用优点是建模简单、优化计算量小并且保证控制的安全性。     

一种改进的DMC算法在网络控制系统中的应用

研究网络环境下控制系统时延的组成与产生机理,提出一种基于动态矩阵控制（DMC）模型预测算法的改进DMC算法。该算法充分利用动态矩阵控制（DMC）算法中冗余的预测输出序列和控制增量序列,在控制数据由于网络时延和丢包而无法及时到达执行器时,实现对网络时延和数据丢包的补偿。并通过实验证明改进算法的有效性。     

间歇过程优化与先进控制综述

总结近年来间歇过程操作优化和设计优化中出现的各种新方法,以及在优化问题求解中使用的各种先进控制策略,反映间歇过程最优化和先进控制的最新研究方向。重点介绍间歇过程单元的操作优化和控制,兼顾在线稳态优化和动态优化。对新的研究方法提出展望。     

化学工程与工艺专业本科人才培养方案的制定与优化

论述了人才培养方案的地位和作用以及人才培养方案制定原则,阐述了化学工程与工艺专业人才培养方案的制定过程,深入调研;分析总结;精心设计;科学论证四个步骤。新制定的人才培养方案有科学合理的"平台-模块"课程体系,有利于高级应用型人才的培养。     

Decentralized Control System Design under Uncertainty Using Mixed‐Integer Optimization

Decentralized control system design comprises the selection of a suitable control structure and controller parameters. In this contribution, the optimal control structure and the optimal controller parameters are determined simultaneously using mixed‐integer dynamic optimization (MIDO) under uncertainty, to account for nonlinear process dynamics and various disturbance scenarios. Application of the sigma point method is proposed in order to approximate the expectation and the variance of a chosen performance index with a minimum number of points to solve the MIDO problem under uncertainty. The proposed methodology is demonstrated with a benchmark problem of an inferential control for a reactive distillation column. The results are compared with established heuristic design methods and with previous deterministic approaches.     

化工专业课程模块的建立与应用

为了继续打造和强化广东石油化工学院化工专业的石油化工特色,推进"企业深度参与的3+1人才培养模式"和卓越工程师教育培养计划,并顺利通过化工专业工程教育认证,达成预定的人才培养目标,在专业课程设置、教学内容选取和课程整合等方面进行了改革,并依托第二课堂和教学科研平台培养学生的动手能力和创新能力,本文就化工专业在课程模块的建立和整合方面的探索和实践进行了总结。     

多频多变量预测控制系统的IMC结构及其改进算法

Multirate multivariable predictive control system with the sampling mechanism that adjusts the plant inputs only once but detects the plant outputs several times during a period is examined. The IMC structure of the system is derived, and its robust stability and zero steady state error chaxacteristics axe analyzed. A new controlal gorithm is developed by adding the variation of the outputs to the index performance. The simulation results show that the method is effective and has zeros steady-state error.     

带约束输入的多变量广义预测解耦控制及其在化工过程中的应用

A constrained decoupling （generalized predictive control） GPC algorithm is proposed for MIMO （malti-input multi-output） system. This algorithm takes account of all constraints of inputs and their increments. By solving matrix equations, the multi-step predictive decoupling controllers are realized. This algorithm need not solve Diophantine functions, and weakens the cross-coupling of the variables. At last the simulation results demonstrate the effectiveness of this proposed strategy.     

农业高等院校化工实验平台的建设与实践

化工实验室是实验教学和科研工作的重要场所，为了充分、合理地利用学校现有的化工实验资源，优化资源配置，学校在食品学院食品工程原理（化工）与设备实验教学平台的基础上，通过增加投入，扩大实验室面积，新增实验设备，组建一个具有多功能的化工（食工）校级实验公用平台。化工平台的建设，提升了实验室的综合水平，并且为提高实验装置的利用率、提高学生的综合实验能力、提高实验教学人员教学水平等方面创造了有利的条件。     

多变量预测控制软件包APC-Hiecon在液化气回收装置上的应用

针对扬子石化公司芳烃厂液化气回收装置脱丁烷塔存在的进料波动大,操作变量多,关联性强等控制难点,使用多变量预测控制软件包APC－Hiecon设计多变量预测控制器来实现对脱丁烷塔的平稳控制并提高分离效果,取得了很好的控制效果和显著的经济效益。