设备监测控制系统的研究及其在温度液面监控中的应用

设备监测控制系统的研究及其在温度液面监控中的应用

朱蓉川[1]2001年在《设备监测控制系统的研究及其在温度液面监控中的应用》文中研究指明本文对计算机实时监控系统和计算机故障诊断的理论与方法、小波分析理论及其在故障监测中的应用以及Windows环境下利用VC6开发实时监控系统的方法进行了较为系统和深入的研究。 首先,本文对实时监控系统的功能、软硬件结构以及开发中的要点进行了详尽的讨论与阐述,同时对计算机辅助诊断系统的几个主要环节进行了归纳。明确了开发实时监控系统的任务构成。 其次,在前面的讨论基础之上对温度、液面监控系统的软件模块划分以及仿真方法进行了方案规划。 接下来,本文对小波分析的基本理论进行了分析,并与傅立叶分析方法进行了比较,阐明其优势,在此基础之上讨论了其快速Mallat算法,指出将其应用于实时系统的可能。然后对小波分析在故障检测中的一种有效方法进行了仿真,证明了其在故障检测中的可靠性。 在软件开发过程中本文首先VC6和Windows2000作为实时系统的可能性进行了分析,对串口通讯的方法进行了详尽的归纳和总结,然后提出了一种实现多通道数据采集的方法并编程实现。接着还实现了多通道数据实时采集并显示,仿真效果很好。最后对监控程序中一些重要的功能编程并实现。

佚名[2]2013年在《《棉纺织技术》第1期-第500期总目次》文中提出【编者的话】值此《棉纺织技术》期刊出版500期之际,本刊编辑部将1972年创刊至今各期目次汇集刊出。从中基本可以看到我国棉纺织工业40年来科技进步的成就,技术改革的进程,不同时期的重点、热点和难点。谨以此献给广大读者和作者,愿她成为您查找相关资料的检索工具。

高巧玲[3]2013年在《基于PROFIBUS的铀水冶DCS的研究与设计》文中研究说明本文针对某铀水冶厂的自动化监测控制系统进行研究,在分析铀的水冶提炼过程以及其工业环境的基础上,调查研究了相关铀水冶厂的自动化控制系统,详细分析了水冶的生产工艺和生产特点,针对其自动化系统在工作过程中效率相对较低、所需要的线路极其复杂,造成了整个自动化监控系统工作稳定性较低的缺点;另外,由于线路和硬件设备的复杂,使得整个自动化监控系统的安装耗费很大,而且维修不易,针对这些问题,以如何优化系统为目标,在分析某铀水冶厂铀水冶生产过程五大工艺(浸出-吸附-淋洗-沉淀-转型)的工业特点和现场环境的基础上,提出了基于过程现场总线(PROFIBUS)的自动化监控系统的研究和设计。从用户的实际需求出发,以节约和实用为目标,探讨、论证了PROFIBUS技术和DCS在铀水冶工业监控系统结合的可行性和必要性,并根据某铀水冶厂的设计要求(检测控制对象),详细分析了整个控制系统的功能及其稳定性要求,最终确定了基于过程现场总线(PROFIBUS)的自动化监控系统的组成结构、系统的集成方案、硬件配置、软件配置以及系统对仪表的要求和选型。本设计主要针对某铀水冶厂的自动化监控系统进行分析和优化设计,将PROFIBUS总线技术应用于铀水冶DCS控制系统,摈弃了传统的线路多、结构复杂的缺点,具有成本低,系统结构简单、易于维护管理,运行成本较低的特点,使铀水冶的生产过程更加经济、高效,将铀水冶生产过程中数据的采集、处理和控制任务分配给各个控制节点的微处理器,极大的简化控制网络、优化控制设备,减少系统控制的复杂性,提高了数据的准确率,增强了系统控制的稳定性。本设计研究可对同类型铀水冶厂的自动监控系统的设计提供有意义的借鉴和参考。

邬燕琪[4]2016年在《微量液体处理技术的研究及其在自动化核酸分析系统中的应用》文中研究表明在全球化进程不断加强的背景下各种已知或未知疾病的大规模爆发事件不断发生。一旦发生大规模的高致病性传染病事件,如2002年爆发的严重急性呼吸系统综合症(SARS),大量疑似感染者需要在最短的时间内进行确诊,以便对疫情进行准确地评估与制定有效的防控措施。最为有效的办法是利用更加快速、准确、自动化程度高的高通量核酸检测技术,通过检测病人样本中病原体的核酸序列完成快速确诊,实现更短的检测窗口期。自动化核酸分析系统作为核酸检测技术的实施平台,其实现涉及到多项技术难题。其中,微量液体处理技术作为相关自动化设备的核心技术之一,其准确性与重复性将直接影响到实验结果的可靠性。虽然目前已报道了多种可用于微量液体操作的技术方案,但大都难以实际应用。尤其是在液体特性差异较大,移液量程范围较宽,及交叉污染极易发生的核酸检测实验中,基于空气置换式的移液方式仍然是实现此类自动化设备的首选技术方案。本论文首先研究了基于空气置换式移液技术的原理,分析了微量移液过程中的多种影响因素,并提出了基于液体特性的动态校准模型;同时,对自动化液体处理技术中的液面检测技术和移液过程实时监控技术进行了研究,并设计了以多通道空气置换式移液模块为核心的自动化液体处理平台;在上述的研究基础之上,构建了高通量的核酸分析系统,实现了临床样本的自动化处理及分析。具体内容包括:1.空气置换式微量移液技术的研究研究了空气置换式移液技术的基本原理,并根据ISO-8655及JJG 646-2006标准建立了移液性能的测试平台及相应的数据分析方法;对影响移液性能的多种因素(环境因素、设备因素、操作因素及液体特性)进行了分析,并根据这些因素的来源及影响程度提出了相应的优化措施;为进一步提高移液性能,建立了基于液体特性(液体密度及粘稠度)的动态校准模型,经校准后的20μL移液器对于无水乙醇的移液误差平均降低了3.3%,对于血液的移液误差平均降低了0.93%。2.自动化液体处理技术的研究首先对自动化移液操作中的两项关键辅助技术进行了研究,分别为:构建了基于电容传感器的液面检测装置,测量了吸液头在不同状态、不同液体类型的情况下的电容值变化,测得空气中的电容值约为4.6 pF,液体为大于6.1 pF,据此可判断出吸液头在接触液面时的高度;研究了基于气压传感器的移液过程实时监控技术,建立了基于纯水操作的标准气压变化模型及其分析方法,据此设计了移液过程实时监控程序,实现了对多种异常(如空吸、气泡、堵塞等)操作的判别及记录。其次,设计了基于空气置换式的8通道微量移液模块,并与机械抓手模块、机械臂定位系统一道构成了自动化的液体处理平台。其中,8通道微量移液模块的量程范围为1~300μL,实验测得在20μL、100μL及200μL处的移液误差分别为0.61%,0.75%和0.51%,重复性为0.62%,0.53%及0.56%(CV值);机械臂定位系统的重复定位精度分别为30.71μm,27.10μm及23.60μm。以上性能均符合设计要求,可满足自动化液体处理的需求。3.自动化核酸分析系统的研发按照高通量核酸分析实验的需求,将目标系统分为样本处理、核酸扩增及信号检测共叁大部分。目标系统以自动化液体处理平台为主体,通过集成相应的功能模块实现自动化的核酸检测流程。其中,多功能核酸提取模块可在2小时内完成对96个样本的核酸提取操作,且不需要额外的转板操作;高通量磁分离模块提供了1个自动化的磁分离工位、1个快速加热工位及2个标准SBS耗材工位,可对多种96孔样式耗材进行磁分离操作:恒温震荡模块实现了温度及转速可调的孵育装置,其温度均一性为士1℃,并设有5挡调速功能。整体系统以自动化液体处理平台为基础,采用统一的电器控制方案,并提供可编程界面对实验流程进行在线设计,实现了从样本输入到结果输出的自动化实验流程。4.自动化核酸分析系统的性能测试与临床应用对于自动化系统的移液性能测试,首先采用Bradford方法对自动化及手工配制的BSA梯度稀释液进行测定,两者标准曲线的线性度分别为0.984和0.974,重复性分别为2.00%和2.35%(CV值);其次,实验对多达20块的96孔板进行了重铬酸钾梯度稀释液的配制,自动化系统、手工8通道移液器及手工单通道移液器的操作重复性分别为1.94%,2.40%及4.54%;结果说明,自动化系统的移液准确性和重复性均优于手工操作。接下来验证了自动化核酸分析系统的样本处理能力,具体为:对已知浓度的HBV质粒样本分别进行自动化及手工核酸提取操作,两者提取效率分别为95.01%和94.7%;对高通量的E. coli核酸提取实验的结果表明,自动化系统在实验过程中没有出现交叉污染情况;对于临床血液样本的核酸提取操作,提取产物的纯度为1.72~1.91(A26o/A28o),平均浓度为25.92 ng/μL。最后,使用自动化核酸分析系统对32份临床HBV血清样本进行了HBV-DNA定量分析。结果显示,32份样本的HBV-DNA的数量级在105~109 copies/mL之间,均大于103 copies/mL,说明供样患者的HBV-DNA检测为阳性,且乙肝病毒在患者体内的复制活跃。

佚名[5]2010年在《自动化技术、计算机技术》文中提出TP12010031967Flash媒体服务器的优化部署/唐力,槐寅,陈震(清华大学自动化系)//清华大学学报(自然科学版).―2010,50(1).―5~8.越来越多的新型万维网(Web)应用开始提供在线音视频交流功能,而有效的Flash媒体服务器部署方案是提高服务质量的基础。该文给出了媒体服务器优化部署问题的数学模型,并证明即使用户需求和网络性能信息

祁耀斌[6]2009年在《基于光纤传感的危险环境安全监测方法和关键技术的研究》文中研究表明危险环境是安全事故高危地点,对人类生命财产和社会安全构成极大危害,必须建立科学而严密的安全管理体系,有效地防止重大事故的发生。同时利用高新技术,建立完善的、有效的安全监测系统,以提高自防自救能力。对于危险环境中的信号检测,传统的电类传感器存在长期稳定性、耐久性和分布测量等问题,特别是通过电信号进行检测和传输势必要将电信号引入危险区域,无法从根本上消除安全隐患。而光纤传感技术有效地克服了电类传感系统存在的不足,尤其是其本质安全的特性,为解决危险环境中的安全参数检测,提供了一种良好的技术手段。本文是在国家科技部863项目“光纤光栅传感技术及产业化研究”、国家科技部国家新产品项目“光纤光栅感温火灾报警系统”等支持下,在导师的悉心指导下,经过5年的努力,从基础理论、基本方法、关键技术和工程应用上研究了安全检测技术和光纤传感技术及其在危险环境中构成的光纤传感安全监测系统,解决了危险环境安全监测重大技术问题,满足了危险环境工业安全生产的需要和网络化信息管理的需要。本文多项研究成果通过相关的成果鉴定,并已在工业生产中得到广泛的应用,为危险环境中的安全生产管理提供了新的解决方法。本文研究了危险环境安全检测的基本方法和理论。分析了危险环境安全检测的检测参数,为危险环境安全检测系统提供检测手段;讨论了检测系统的可靠性技术和影响检测系统可靠性的问题及其一般的解决办法。还研究了危险环境中的光纤传感技术。从传感器的本质安全特性出发,论述了危险环境对传感器的防爆特性要求。介绍了光纤传感器的原理和分类,比较了几种不同类型的光纤传感器的性能。并重点讨论了光纤光栅感温火灾报警器及光纤光栅感温火灾报警系统、光纤光栅应变传感器、光纤液位计、光纤气体探测器等危险环境光纤检测技术的主要设备。同时还研究了危险环境光纤传感器的信号采集和传输技术,并研究了基于MODBUS现场总线技术的光纤传感网络数据传输技术。这是危险环境光纤传感安全监测技术的基础。在此基础上本文研究了基于光纤传感的危险环境安全监测系统理论。论述了基于光纤传感的危险环境安全监测系统的基本组成,以多种光纤传感器为安全信息获取手段,以计算机网络技术为平台,建立安全监测系统体系结构。重点研究了光纤传感安全监测系统中的光纤光栅解调技术、多光纤传感器系统集成、信号传输技术及系统软件的实现技术和方法。最后讨论了系统的可靠性和具体的抗干扰措施及防雷措施。本文最后研究了危险环境光纤传感安全监测系统的工程应用技术。研究了危险环境光纤传感安全监测系统数据采集和传输、冗余网络设计、OPC技术和远程维护等关键技术,提出并研究了利用光纤液位计和光纤光栅温度传感器联合实现泄露检测、光纤光栅火灾报警器和视频监视器联合实现视频联动安全监测的应用方法。并以光纤传感安全监测系统在油田、油库、隧道的典型应用为例,验证了基于光纤传感的危险环境监测方法和技术的可行性、实用性和安全性。

李琨[7]2013年在《基于示功图的游梁式抽油机井下故障诊断方法研究》文中研究指明游梁式抽油机采油系统属于有杆泵采油,是目前国内外油田主要的采油方式。由于抽油泵工作在数千米的井下,工况十分复杂,工作环境极其恶劣,故障发生率很高。示功图可以真实地反映井下的实际工作状况,是油田生产中分析井下工况的主要手段。油田生产中主要以人工分析为主,根据结论判断停井修井还是调整油井生产参数,但是这种人工检井的方式很难做到实时监测,不能保证油井处于稳定的、高效率的连续生产中。因此,实现油井井下工况的实时监测和分析,采用及时的措施改善生产,对提高抽油井的生产效率具有十分重要的意义。随着计算机通信和人工智能技术的不断进步和对抽油井生产自动化要求的不断提高,实现基于示功图的井下工况的计算机诊断,由计算机取代人对抽油井井下工作状况进行实时监测是非常有意义的。可以根据井下工况及时调整生产参数以及对故障进行预警,从而保证采油作业安全、稳定、高效的运行。本文以游梁式抽油机井下故障的计算机诊断为研究背景,以提高示功图诊断的全面性和准确性为目标,对示功图的特征提取方法、故障定位方法和由图形不规则引起的不确定性问题等进行了更深入的研究。主要研究工作如下:针对故障图形的多样性和不确定性,采用了更为细化的特征提取方式,结合油田生产中人工分析的“四点”法,将图形分为4个部分,每个部分体现了抽油泵工作的不同状态;采用曲线矩理论计算每一条曲线的7个不变特征矩,从而“放大”曲线的局部特征;由28个不变曲线矩特征向量表达示功图的特征,在进行分类时更能体现不同图形的差异。采用了支持小样本训练的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)方法作为分类器,同时采用粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)优化误差惩罚参数C和核函数参数g。人工诊断示功图是一种定性分析的过程,而计算机的诊断则是一种定量分析的过程。示功图图形的不规则性使得故障类型和图形特征之间存在着不确定性关系,单纯的“是”和“非”来进行故障诊断存在一定的局限。只有采用定性和定量相结合的方式,才能得到较为客观的诊断结论。针对这一问题,提出了基于物元可拓理论的井下工况的诊断方法,从定性和定量两个角度同时出发,由28个不变曲线矩特征向量构造各故障类型的物元模型,特征向量的特征值为一个区间(由训练样本确定),通过计算待诊断样本与各故障类型的关联度得到其相对于各类型的发生程度。提出了基于Freeman链码和指定元分析的井下多故障诊断方法。Freeman链码通过提取数据点变化的曲率,可以更形象的表达曲线的走势。仔细分析典型故障类型的示功图,发现它们都具有一些明显的特征,各种故障的发生一般可以表达为这些明显特征发生了异常。对此,通过分析典型故障示功图的特点,将相关的典型特征发生的程度作为特征向量。根据理论知识和人工经验,建立了典型故障类型的指定元模式集,首先由正常样本确定各模式集上的上下控制限,然后将待诊断样本向各模式集进行投影,如果投影点落于上下控制限之间,认为没有发生该类型故障,反之,则认为发生了异常。为了解决有监督学习依赖训练样本的不足,本文提出了基于改进模糊ISODATA的动态聚类算法,使数据通过一种自我学习的方式,发现全局分布模式和数据属性之间的关系,实现各故障类型数据的自动聚类。由Hsim相似性函数取代欧式距离,解决计算高维数据间的距离时存在的不足;为了确定最佳分类数,避免穷举搜索的方法带来的巨大运算量,且不能保证得到全局最优解,引入“合并”和“分裂”机制,实现聚类数目的动态修正,通过分析“两分类间最小距离(Md)”参数、聚类数目(c)、有效性指标(XB)和准确率之间的关系,采用具有全局最优求解的模拟退火(Simulated Annealing, SA)算法,通过搜索最优的Md和XB,可以得到满意的聚类结果。单一的诊断方法可能会造成误诊断的情况,为了提高诊断结论的准确性和全面性,采用基于D-S证据理论的多专家集成诊断,将不同方法的诊断结论进行融合决策。所存在的一个重要的问题就是对冲突结论的合成。对此,提出了基于权重优化的证据合成方法,首先提出了一种证据间支持度的计算方法,并由其计算证据的可信度;然后采用AM衡量证据的不确定度,并利用负指数函数来抑制不确定度,使证据变得清晰;最后由证据的可信度和不确定度计算各条证据的权重,并根据Dempster组合规则进行合成。为了避免产生可信度小而证据权重大的情况,给出了约束条件,认为证据的可信度大权重就大,从而保证证据合成的结果是合理的。通过一个实例验证了所提出的集成诊断方法所得到的诊断结论是可靠的。

张文昌[8]2012年在《全自动酶免分析系统加样过程监控技术研究》文中指出酶联免疫吸附试验(enzyme linked immune-sorbent assay,ELISA)是一项方法成熟、技术可靠、操作简便的常规检测技术,它具有不可替代的临床应用价值。随着新技术、新方法的不断出现,酶免分析系统正朝着自动化、高效率的方向迅速发展。其中加样模块是全自动酶免分析仪前处理系统的重要功能模块,加样过程监控作为加样模块一个关键技术,包括液位探测、压力监控和防滴漏监控。只有确保加样量的精确才能够保证最终检验结果的正确性。因此,加样过程监控技术的研究对全自动酶免分析系统的研制具有重要意义。本论文主要目的是建立全自动酶免分析仪加样过程监控系统,实现液位的快速、准确探测,吸/分液过程的异常现象判定,以及移液过程中液体防滴漏。论文主要工作体现在以下几个方面:(1)设计基于电容和压力传感器原理独立的多模式液面探测系统。提出并实现了探针式电容传感器动态法对极性液体液位探测;实现了压力法对非极性液体的液位探测。(2)实现气动置换加样过程,并通过压力传感器对加样枪内的气压进行监测,通过对压力曲线中关键点幅值及关键时间段内斜率变化,实现对样本量不足、堵针、样本中有气泡等加样过程中异常现象的实时判断,并且实时报警,为全自动酶免分析仪检测结果的准确性提供了可靠的保证。(3)设计加样过程监控系统硬件电路。主要包括对电机运动控制、电容传感器液位探测、压力监控及异常判定、防滴漏等功能模块电路进行设计并完成调试。(4)设计加样过程监控系统软件部分,引入灰色动态滤波算法对电容传感器及压力传感器的输出值进行滤波,并在下位机对比加样过程压力曲线中幅值及关键时间段内斜率变化,对加样异常现象进行判定并报警。

李强[9]2007年在《反重力铸造装备PLC控制技术的研究》文中进行了进一步梳理反重力铸造方法是生产大型优质构件的理想方法,反重力铸造液面加压控制系统是反重力铸造设备的核心,是获得优质铸件的关键。本文针对反重力铸造设备PLC控制系统的特点和方案进行了研究,结合多功能大型反重力铸造装备的开发与应用项目,设计了电气控制、PLC程序控制和计算机监控叁个系统。 本文首先对反重力铸造加压工艺进行了分析。从控制角度对充型和凝固过程进行了定义,确定了实现过程控制所需的入口工艺参数,剖析了关键参数对成形加压工艺和铸件质量的影响,研究了不同情况下的加压工艺,为反重力铸造成形过程控制的实现提供了基础。 采用S7-200系列PLC,运用与其配套的STEP7-Micro/WIN编程软件,使用STL和LAD两种编程语言编制了下位机的控制程序,从而使该系统可以按照工艺要求完成现场采样、数据处理和控制输出等过程。 在反重力铸造装备上位监控系统的设计中,利用组态软件设计了参数设置、过程监控、数据处理、故障定位和系统动画等具有Windows风格的人性化动态操作画面,实现了现场数据实时监控与记录。 最后针对不同铸件的特点设计了反重力铸造装备的控制回路。在此基础上,采用PID+模糊控制算法实现了反重力铸造成形的过程控制。试验结果表明:系统运行可靠,跟踪性能好,控制精度高,调节方便。

参考文献:

[1]. 设备监测控制系统的研究及其在温度液面监控中的应用[D]. 朱蓉川. 四川大学. 2001

[2]. 《棉纺织技术》第1期-第500期总目次[J]. 佚名. 棉纺织技术. 2013

[3]. 基于PROFIBUS的铀水冶DCS的研究与设计[D]. 高巧玲. 河北科技大学. 2013

[4]. 微量液体处理技术的研究及其在自动化核酸分析系统中的应用[D]. 邬燕琪. 东南大学. 2016

[5]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2010

[6]. 基于光纤传感的危险环境安全监测方法和关键技术的研究[D]. 祁耀斌. 武汉理工大学. 2009

[7]. 基于示功图的游梁式抽油机井下故障诊断方法研究[D]. 李琨. 东北大学. 2013

[8]. 全自动酶免分析系统加样过程监控技术研究[D]. 张文昌. 北京信息科技大学. 2012

[9]. 反重力铸造装备PLC控制技术的研究[D]. 李强. 西北工业大学. 2007

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