牟婷婷[1]2012年在《先进控制与通讯技术在DCS中的应用研究》文中指出近年来分散控制系统（DCS）在我国工业过程中得到了广泛的应用。这为先进控制策略在生产过程中的应用提供了良好的条件。由于热工过程的复杂性，以及对安全性和可靠性的要求独特，先进控制技术在电厂的热工过程控制中的应用受到了限制，进展比较缓慢。本文以DCS为中心，先后对自适应预估控制和PROFIBUS进行了研究。不论是对先进控制算法的理论研究还是通信技术的实际应用，本文始终紧密结合我国电厂控制的实际情况，以热工过程的控制问题为出发点，抓住大滞后的特点，依据DCS，对解决大滞后对象控制的问题进行了一点探索工作。本文的主要研究内容概括如下：1.分析smith预估补偿方法和自适应控制算法。运用仿真结果表明常规smith在大滞后过程控制中的缺陷，从而推进下一步的探索。将smith模型参考自适应算法进行理论分析，并进行仿真，与常规的补偿方法相比较，体现先进算法的优越性。2．将smith预估算法、模型参考自适应算法和smith-fuzzy相比较，进行仿真研究。3．对控制算法尤其针对先进控制策在DCS中的应用途径进行探索研究。4．简单介绍现场总线，通过例子来介绍PROFIBUS在DCS中的应用。论文总体可分为两部分：第一部分为先进算法在DCS中的应用，包括先进算法的理论分析、仿真，及其在DCS中的实现途径；第二部分为PROFIBUS在DCS中的应用，该部分主要是依靠例子来进行详细介绍。
杨秀利[2]2009年在《基于预测模型的模糊PID控制理论及其仿真与试验研究》文中指出温度是过程工业中的重要参数之一,温度控制尤其对石油化工行业意义重大。电加热锅炉的温度可近似为一阶惯性加纯滞后环节,且有受其他干扰因素影响严重的特点,所以电加热锅炉的温度控制是过程控制中难度较大的课题。本文实现了几种典型的先进控制技术在AE2000过程控制装置中的应用,并在此基础上研究了基于预测模型的模糊-PID控制的理论及该方法在电加热锅炉中的仿真。引进了浙江中控公司研发并生产的AE2000过程控制装置及JX-300集散控制系统。研究对象是电加热锅炉的夹套温度,该对象不仅具有大惯性及大滞后的特点,而且受环境影响严重。在该对象原有的常规PID控制基础上,又进一步实现了Smith预估控制、内模控制、模糊控制及动态矩阵预测控制,并得到相应的曲线图。通过对上述几种先进控制曲线图的比较,分析出针对该对象的几种先进控制方法的优点与不足。在上述工作基础上,针对电加热锅炉的特性设计了基于预测模型的模糊-PID控制方案。首先,在Matlab中实现了PID控制与Fuzzy-PID控制的仿真,通过仿真可以看到加入了模糊控制规则的控制器比常规PID控制器响应时间减少了600 s左右、超调量基本不变,且加入20%的扰动后,输出仅用了原来50%的时间就达到了基本平衡。其次,在该控制模型中加入了预测模型,预测模型可以预测未来时刻的输出值。用预测输出与设定值的偏差及偏差变化率作为模糊控制器的输入,改善了滞后的影响。最后利用模糊规则来反馈校正预测模型,使加入了预测模型的模糊-PID控制器超调量由原来的3%降低到几乎没有,稳定性更好。仿真曲线表明,该控制方案下的控制效果较好。
王昀[3]2004年在《预测控制与变频控制技术在DCS中的应用和研究》文中研究表明随着现代控制理论的发展和多年的实践摸索，先进控制技术已经成熟，而预测控制策略因其预测模型、滚动优化、反馈校正叁大特征符合工业过程控制的实际需要，尤其是对无法准确建立数学模型的现代工业更为适用，故成为当代的研究热点。本文是基于先进控制算法在DCS系统中的设计和开发并以液位过程控制构成实验系统，对预测控制中的动态矩阵控制(DMC)进行了研究。主要内容包括： 1、在阅读大量文献的基础上，从自动控制理论的发展历程入手，对预测控制的基本思想和发展状况进行了综述性描述。 2、详细讨论了基于对象阶跃响应的动态矩阵控制(DMC)算法，分析了其预测模型、反馈校正和滚动优化的叁大特点。 3、建立一个多容液位过程控制试验装置，该装置采用了先进的计算机集散控制系统(DCS)，控制方案采用预测控制的DMC算法，利用SCX语言开发出DMC控制程序，根据性能指标及反馈校正方法实现在线滚动优化。通过对实际对象进行控制，观察其控制效果，得出预测控制系统中各项较佳参数值。 4、利用及研究了变频控制技术，操纵变量采用变频调速技术控制流量，变频器根据负载的变化使电机实现自动、平滑的增速或减速，将传统的固定转速拖动改为变频调速拖动，从而具有高效、节能和智能自动化的优点。 本课题研究可方便地应用于实际工业生产，具有一定的指导意义，同时作为实验室过程控制装置，通过教学示范和演示，为广大学生进一步了解现代控制理论和先进控制技术提供了方便。
袁振东[4]2006年在《DCS在炼油催化装置生产过程的应用与研究》文中认为DCS系统在我国各行各业得到了广泛的应用。在石化企业，随着国际竞争的加剧，需要提高产品的质量，降低人工成本和原材料消耗，必须提高生产过程自动化程度。无论新建装置还是老装置改造，DCS得到了普遍的应用。并且，以DCS为基础的先进过程控制(APC)的开发与应用为提高企业的核心竞争力增强了后劲。因此，DCS成为从事石油化工过程控制专业技术人员的主要研究对象之一。日本横河CENTUM系统DCS具有较强大的控制功能和完善的软硬件结构，但是，实际应用水平的高低并不取决于DCS系统的先进性，要确保DCS充分发挥系统的可靠性和良好的性价比，实现其先进的控制手段，需要工程技术人员对特定的控制对象、复杂的控制要求及系统的软硬件功能作深入的研究，以提高DCS的应用水平。 本文在消化引进设备和技术的基础上，结合炼油催化裂化装置生产实际应用，进行了以下内容的研究： 1．分析研究日本横河Centum系统DCS的软硬件资源的功能，为系统的二次开发提供技术支持。 2．研究选择性控制系统的特点，结合实际应用，不断改进了DCS实现催化裂化装置反应器温度选择控制功能的策略，组态方案得到了优化。 3．经过DCS与变频控制技术的结合应用与研究，实现了生产过程控制中调频电机与调节阀的无扰动切换。 4．研究了DCS的多参数运算功能，与生产装置工艺技术结合，实现了生产工艺过程先进控制，并对软测量技术与应用进行了研究和探讨。 5．与智能仪表技术的结合，对单回路变送器双冗余技术进行了开发和应用研究，探讨了DCS运行中的问题和定期维护的策略与方式。
林志勤[5]2007年在《RMPCT在催化裂化DCS系统中应用研究与实践》文中进行了进一步梳理催化裂化装置是炼油厂的重要生产装置,它的运行状况直接关系着炼油厂的安全生产及经济效益。所以,人们对如何控制好该装置非常关注,除了正常的精心操作、设备维修和不断地改进工艺外,还开发了旨在提高操作水平和装置效益的先进控制软件。在石油化工等流程过程工业中,先进控制技术是在工厂已采用DCS等设备,完成常规控制之后经常采用的自动化措施之一。本文主要总结了Honeywell的鲁棒多变量预估控制技术在炼油厂催化裂化装置的应用研究与实践。针对在原有DCS设备的基础上应用先进控制技术的模式,结合DCS系统的特点,提出了先进控制系统在DCS中应用的解决方案。本文主要从先进控制系统功能设计,接口设计及软件组态等几个方面阐述了先进控制系统在DCS中的应用。论文内容如下:1.阐明了催化裂化及DCS应用的发展现状,提出目前催化裂化发展的主要问题,通过采用先进控制方案来提高催化裂化经济效益。2.简单介绍了先进控制技术和进展,对RMPCT技术进行了详细的介绍,包括RMPCT控制器的构成,功能结构及技术特点。针对催化裂化的生产过程和控制要求,介绍了催化裂化的工艺过程,结合先进控制多输入多输出的特点,给出RMPCT在催化裂化装置上的先进控制系统的功能设计与应用方案。3.RMPCT是建立在原有常规控制DCS系统的基础之上,该装置DCS系统采用的FOXBORO公司的I/A系统,RMPCT与DCS之间的接口是实现RMPCT控制器对生产过程的实时控制的关键。首先介绍了I/A系统的技术特点和网络结构,以及催化裂化DCS系统结构。根据I/A系统的特点,在充分考虑系统安全性和可靠性的基础上,提出了详细的系统结构和功能模块的设计方案以及DCS的组态方法,确保了RMPCT与DCS形成一个完备的控制系统。4.基于先进控制系统,介绍了I/A DCS系统控制回路和人机界面的组态策略,通过现场实践,取得了良好的效果。通过理论指导和实际应用,充分显示了RMPCT在催化裂化装置中较传统控制方式的明显优势,体现了RMPCT在I/A DCS系统功能设计的正确性和可靠性,不失为RMPCT在第叁方DCS上实现的成功典范。
李炜[6]2004年在《先进控制技术在DCS中的应用与研究》文中认为神经网络是一个新兴的学科领域，作为先进控制技术的一个分支，她是随着计算机技术和生物技术的进步在经典控制理论和现代控制理论的基础上发展起来的。与传统的控制理论相比，神经网络控制对于环境和任务的复杂性有更大的适配程度。它不仅仅是对建立的模型，而且对环境和任务能抽取多级的描述精度，进而发展了自学习，自适应和自组织等概念，所以能在更广泛的领域中获得应用。 集散控制系统中的温度系统是一个大惯性，大迟延的不稳定系统，一般很难得到其精确的数学模型，进而对其无法进行有效的控制。集散控制系统是当今应用最为广泛的计算机控制系统，但多数企业的DCS还停留在常规控制，因此对其先进控制算法的研究具有重大的意义。 本文首先深入分析了神经网络的思想精髓，主要算法，特点及应用发展，并举例说明了神经网络在温度控制系统中的应 太原理工大学硕1:学位论文用。接着利用神经网络对温度对象进行建模，用该模型代替原温度对象，验证其模型的精确性。 神经网络最典型的一个功能就是通过庞大的神经元实现高度非线性，从而能够逼近任意L:空间中的函数，本文正是利用神经网络的这一特点实现了对大惯性，大迟延复杂非线性系统较为精确的建模。通过比较精确非线性模型阶跃响应曲线和前馈反向传播网络模型阶跃响应曲线，证明该建模方法简单有效。
廖芳芳[7]2005年在《DCS系统设计及先进控制在DCS系统中应用探讨》文中研究说明随着生产过程的自动化,DCS已越来越广泛应用于各工业领域,并将会成为工业控制系统应用的主流。而DCS是一个庞大、复杂的系统工程,作者根据自己对DCS的开发与应用经验,将对DCS的研究化分为DCS结构和DCS组态两大部分,而DCS的结构又可细分为现场控制站和DCS通讯网络两个层次;将DCS的组态细分系统网络组态、系统设备组态、操作画面组态和控制策略组态四个方面。控制算法及其参数整定是DCS核心,论文中分别对单回路控制、串级控制、比值控制、选择控制、前馈控制等进行了较为深入的研究。 西南石油川中油汽公司50万m~3/d天然气净化厂DCS系统的技术改造项目和乐山和邦集团8万吨/年合成氨和20万吨/年联碱新建厂DCS项目是作者亲自参与开发和设计的两个中、大型DCS项目。作者根据两个厂的不同的工艺流程和控制规模,在充分考虑系统安全性与可靠性的基础上分别选用了Foxboro公司的I/A’S系统和Honeywell公司的EPKS系统。论文中对两套系统的选型和各自的特点等进行了详细的分析与比较,并对两套系统进行合理的系统设计、可靠设计和控制回路设计等。目前两套系统均已投入生产,系统运行情况良好,也充分证明了作者对两套系统的DCS系统选型、DCS系统配置和DCS系统设计的正确性和可靠性。 在工业生产过程中DCS系统对具有强耦合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特征的被控对象控制效果并不理想,究其原因,主要是DCS中主要以PID控制为主,基于此作者将先进控制技术引入DCS中,并提出了一种基于BP神经网络的PID自整定算法,通过Matlab仿真与传统PID相比较,其效果明显优于传统PID控制。不失为一种新的先进控制算法,有在DCS中推广的可行性。
王帅[8]2015年在《延安石油化工厂60万吨/年气分装置工艺控制系统优化研究》文中指出本文以自动控制理论、检测技术、优化控制技术、现场总线网络通信技术等理论为指导,以实际生产数据为依托。根据延安石油化工厂60万吨/年气分装置,采用Adcon模型预测控制技术,结合装置的实际情况,结合智能软件测量技术,开发出精馏塔系的先进控制方案。本文研究了60万吨/年气分装置工艺过程,通过分析装置内各个塔在常规操作中的控制方案和控制回路状态及整个工艺的操作目标,为后续的先进控制策略提供支持。在进一步的研究中,基于鲁棒多变量预测控制技术和60万吨/年气分装置的工艺现状,确定了基于脱丙烷塔、丙烯精馏塔及脱异丁烯塔的先进控制器的设计范围,分析了叁塔的操作变量,干扰变量和受控变量,简化了先进控制系统的设计。最后,介绍了气分装置先进控制体系的硬件平台和软件平台,阐述了先进控制器的设计方案,对先进控制系统在60万吨/年气分装置的实施前和实施后的结果进行了对比分析。先进控制投用后,提高了气分装置各单元的综合自动化水平,各关键工艺指标均实现了自动控制,对于相关干扰因素具有一定的抑制能力,平均波动幅度减小30%以上,丙烯产品质量均值达到99.8%,系统投运率达到90%以上,操作人员劳动强度大大降低了。
王吉锋[9]2007年在《基于PLC与DCS的过程控制系统集成方案的设计与实施》文中研究指明计算机、自动控制、总线技术及网络技术在生产现场的应用,使自动控制领域发生着翻天覆地的变化。控制器技术的发展也从逻辑走向综合,从单机走向网络化。在具体项目实施中,就要根据实际情况选择合适的控制器,合适的网络以及符合要求的组态软件系统以适应自动控制系统集成的需要。针对这一要求,本文首先分析了当前过程控制系统的特点,根据需求方集成的要求选择出以S7-300PLC为主控器,在windows2000操作系统上以step7作为控制器编程软件,以Simatic wincc6.0+SQL SERVER2000为上位机组态监控软件,来二次开发组态糖化部分自动控制系统,用和利时MACSV DCS来构建发酵部分控制系统,从而适应构建企业一体化系统网络结构。DCS, PLC等设备在并入企业网及INTERNET过程中,OPC技术是解决这一关键问题广泛采用的技术手段。传统的DCS系统依然被广泛使用,DCS与FCS集成具有广泛的市场空间,DCS和PLC还可以通过网关实现数据交换,或者在DCS的上层LAN上实现两者的互联。
曹纯桢[10]2012年在《丙烯腈装置先进控制技术及其应用研究》文中研究表明丙烯腈是我国丙烯的第二大衍生物,是叁大合成的重要单体。目前主要采用氨氧化法生产,包括丙烯腈反应器、精馏塔等关键生产单元。在过程运行中,存在着反应器丙烯腈温度不稳定、回收能耗高、乙腈精馏塔无法稳定控制等问题。本文针对反应器部分的问题,采用DMCPlus软件开发了反应器单元的先进控制模型,使用AspenIQ技术开发了反应器的丙烯腈收率软仪表模型,从而提高了反应器的丙烯腈收率,减少了“U,,管切换过程反应器温度的波动；然后针对装置的能耗大户回收塔进行了优化,降低了低压蒸汽的用量；最后对乙腈精馏塔进行优化控制,减轻了操作人员的工作负荷。本文采用Aspen的DMCPlus软件对上述部分进行优化控制,采用OPC技术实现了上位机软件与DCS的通讯；本项目实施后,反应器进料负荷在103%的基础上增加到105%,反应器单元的丙烯腈收率软仪表实现了良好的优化控制,收率增加明显由先前的80.523,增至80.641；反应器温度的波动明显降低,标准偏差由0.725223,减低为0.227269；回收塔低压蒸汽用量降低了1.912吨/小时；乙腈精馏塔由占用操作人员50%的时间现交由先进控制管理,效果明显。本项目的投资回收周期为叁个月,每年的经济效益为787.79万元。因此,设计方案可行,项目成功。
参考文献：
[1]. 先进控制与通讯技术在DCS中的应用研究[D]. 牟婷婷. 青岛科技大学. 2012
[2]. 基于预测模型的模糊PID控制理论及其仿真与试验研究[D]. 杨秀利. 燕山大学. 2009
[3]. 预测控制与变频控制技术在DCS中的应用和研究[D]. 王昀. 南京林业大学. 2004
[4]. DCS在炼油催化装置生产过程的应用与研究[D]. 袁振东. 武汉理工大学. 2006
[5]. RMPCT在催化裂化DCS系统中应用研究与实践[D]. 林志勤. 上海交通大学. 2007
[6]. 先进控制技术在DCS中的应用与研究[D]. 李炜. 太原理工大学. 2004
[7]. DCS系统设计及先进控制在DCS系统中应用探讨[D]. 廖芳芳. 西南交通大学. 2005
[8]. 延安石油化工厂60万吨/年气分装置工艺控制系统优化研究[D]. 王帅. 西安石油大学. 2015
[9]. 基于PLC与DCS的过程控制系统集成方案的设计与实施[D]. 王吉锋. 山东大学. 2007
[10]. 丙烯腈装置先进控制技术及其应用研究[D]. 曹纯桢. 华东理工大学. 2012
标签：自动化技术论文; dcs论文; 过程控制论文; 模型预测控制论文; 预测模型论文; 仿真软件论文; dcs系统论文;