基于HDH的沼液浓缩过程的厂级动态控制设计

针对基于加湿除湿(HDH)原理的沼液循环蒸发浓缩处理过程,开展厂级动态协同控制方案设计。影响浓缩效率和成本的主要变量是蒸发塔沼液进料量、空气进料量和加热蒸汽流量,通过动态特性分析计算每个操作变量的可行域,在可行域内进行稳态实验获取最佳稳态操作工况。以蒸发量200 kg/h、SSC(每kg消耗蒸汽/每kg蒸发水)低于0.4为控制目标,设计了蒸发量-SSC协同控制方案和循环浓缩切换控制等厂级动态控制系统,将控制系统在农村沼液处理中试装置调试运行。将实际实验结果和文献相比较,实际蒸发量为201.22 kg/h,SSC为0.346,系统运行稳定控制效果满足设计要求,可进一步运用在农村沼液处理。     

分批补料反应过程的非固定终端经济优化控制

针对批次生产周期不确定问题,提出一种非固定终端的经济优化控制方法。首先采用经济模型预测控制方法,用收益最大化的经济型目标函数代替终端约束,并将批次生产周期纳入被优化变量,建立动态经济优化问题,并通过对每个控制变量进行有差异的参数化,将动态优化问题转化为非线性规划（NLP）问题;然后使用内点罚函数法求解含非线性约束的优化问题,得到的最优控制序列和最佳批次生产周期,可将不确定扰动带来的损失降低到最小。其次采用非固定预测时域的滚动时域控制方法,不仅提高多变量系统的协同控制能力,而且根据实时预测终端产品产量不断优化更新关键操纵变量的控制分段函数的分割数及控制序列,从而可灵活优化操纵变量和操作时间的轨迹。最后在苯胺加氢过程上进行了批次优化控制性能测试,测试结果表明,非固定终端的经济优化控制从批次的总生产效益角度来优化每个批次生产的操作条件,实现批次反应过程生产时间与经济效益的最优化管理。     

自适应阈值故障检测方法在DAMADICS基准平台中的应用

非线性动态系统在实际运行过程中存在建模误差、测量噪音和外部扰动等不确定性,为此提出了一种基于自适应阈值的鲁棒故障诊断方法.该方法采用多层感知机网络建立正常工况的解析模型,采用外部椭圆约束迭代算法估计故障检测的自适应阈值范围,并采用了加权移动平均残差和自适应阈值包络轨迹设计了闭环回路的在线故障检测策略.以DAMADICS基准实验平台的19种故障为例进行了仿真实验,结果表明了该方法的有效性.     

甲苯氯化连串反应的RD和SRC过程分析与比较

侧反应器与精馏塔集成(SRC)是塔内耦合反应精馏(RD)的新拓展,同时适用于反应与精馏处于相同工况和不同工况两种情形。以甲苯氯化连串反应为研究对象,分别建立了RD和SRC过程的数学模型,在相同总塔板数和塔釜上升蒸气量条件下,计算了相同工况下(反应与精馏压力均为101.3 kPa),RD与SRC过程的气/液流率、温度、组成分布,发现两者性能具有一致性。在此基础上,以产品氯化苄的生产成本为目标函数、标志系统产能的氯气进料流率和分配比例为优化变量,对甲苯氯化连串反应的相同工况RD与SRC过程、不同工况SRC过程(反应压力为101.3 kPa、精馏压力为10 kPa)进行优化,结果表明,相同压力工况下,优化得到的RD与SRC的装置产能与产品质量一致;但在不同压力工况下,SRC的产能明显提升、产品质量也有所提高,反映出不同工况SRC明显的优势。     

基于聚类选择k近邻的LLE算法及故障检测

针对化工过程在多种运行模式下多种流形结构具有不同最优近邻数问题,提出了基于聚类选择k近邻的局部线性嵌入(LLE)过程监控方法。使用LLE算法提取高维数据的低维子流形,通过局部线性回归得到高维数据空间到特征空间的映射矩阵;选择Silhouette指标作为聚类有效性指标评估嵌入空间样本信息的相似性,进而确定最优近邻数,根据映射矩阵构建故障监控统计量及其控制限,进行故障检测。最后将所提算法与其他经典算法应用于TE化工过程对比分析,验证了算法的有效性。     

基于PCA-SVM集成阀门故障诊断方法研究

提出了一种基于主元分析和支持向量多分类器的故障诊断方法.该方法首先对工业故障数据进行主元分析提取数据集特征并降低数据维数,再把故障特征数据通过支持向量多分类器进行模式分类,最后通过特征分类诊断故障.在DAMADICS阀门模型上进行了仿真,并利用Lublin Sugar Factory工业故障数据进行了验证.仿真结果表明该方法可以快速准确地检测与诊断故障.     

过程控制工程创新实践教育模式建设研讨

我们根据过程控制工程课程具有综合性、实践性强的特点,以"聆听→质疑→解惑→实践"的教学方法,通过采用多模式地运用现代化教学手段,创建课内、课外多形式的实践能力培养模式,形成了兴趣驱动与问题探索的素质教育培养模式,推进了质疑重于聆听,反思高于理解的工程教育改革模式。基于化工过程常用典型装置特性和控制系统设计要求,我们构建了一套完善的多层次过程控制工程实践教学仿真实验系统,切实提高学生的工程实践能力。     

运用HYSYS对背包式反应精馏过程控制的仿真

利用化工模拟软件HYSYS对背包式反应与精馏苯氯化过程分别进行稳态和动态模拟,并在动态模拟的基础上,分析比较了3种不同控制策略在进料扰动情况下对苯氯化过程的控制效果.     

小波变换的数据预处理在软测量建模中的应用

数据驱动的软测量建模的基础是大量可靠而准确的工业现场数据,因此数据预处理是软测量建模的重要任务。提出将小波系数软硬阈值折中方法应用于去除噪声干扰所产生的随机误差,即通过增加一个权值的应用,以综合软阈值和硬阈值两种方法的优点。仿真实验和工业实例应用证明了该方法的可行性和有效性。     

醋酸甲酯水解过程厂级经济控制

针对PTA生产过程中副产物醋酸甲酯水解回收工艺,在已建立的稳态优化模型基础上,进行厂级经济控制。首先确定整个工艺的控制目标与被控变量;再基于"Top-Down"的设计准则设计多回路厂级控制结构CS1;最后利用Aspen Dynamic软件仿真,添加进料流量和进料成分随机扰动,分析动态响应情况和控制效果,并与传统厂级控制结构CS2结果进行对比。仿真结果表明,CS1设计更简单,调节时间更短,稳态误差更小。