1.项目背景 化学反应器与精馏装置是石化生产过程中使用最为广泛的设备，也是最主要的耗能单元，反应器与精馏塔运行的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。反应与分离强化过程通常由多个单元耦合联接而成，其不仅涉及反应与分离能力的协同机制、多单元组合与系统整体运行效能的关系，而且强化过程具有强非线性、大滞后和多变量耦合特性，以及经济、环境与安全等不确定性因素的干扰，都对强化过程的平稳操作、协同调控与分级优化带来诸多的挑战。 采用反应与精馏强化技术，通过传质与传热的强化、物质流与能量流相互耦合，使强化过程具有大幅度提高反应转化率或选择性，降低生产能耗和污染物排放等优越性。然而这种集成优势只有在反应能力与分离能力动态协同作用条件下才能被充分发挥，而且强化过程具有多稳态、强非线性和多变量强耦合特性，这些都对强化过程的自动控制与优化理论提出了新的挑战。 采用传统控制模式，当系统受到干扰时，很容易引起反应与分离能力动态失调和工况发生大范围波动与偏移，造成产品质量不合格和能耗增加等控制难题。因此，在传统控制模式的基础上，探索反应与精馏强化过程的动态协同调控方法与动态优化理论，对解决集成装置的平稳操作与自动控制难题，切实提高系统运行品质，有效降低装置生产能耗和污染物排放方面具有重要意义 2.项目技术原理 南京工业大学绿色化工研究所，经过多年研究发明了不同工况反应与蒸馏集成技术，可根据不同体系的特殊要求，实现不同工况反应与精馏的最佳匹配，解决了反应与蒸馏操作条件必须一致等问题。本项目在对强化过程机理模型、经济稳态优化和动态特性分析的前期研究基础上，研究反应能力与精馏能力的动态协同调控新方法和强化过程的分级优化理论，提出反应与精馏强化过程一体化设计思想，对传统多单元生产过程具有很好的借鉴作用。项目针对反应与精馏过程自动控制系统设计与性能优化调节方面主要开展以下技术： （1）反应与精馏强化过程多变量自动控制方案的设计与性能分析 在对反应与精馏过程机理建模、经济稳态优化设计和动态特性分析基础上，采用稳态增益矩阵和奇异值分析方法，合理选择过程被控变量和操作变量配对模式，运用传统控制策略设计反应精馏强化过程多变量自动控制方案，采用ASPEN PLUS流程模拟软件和ASPEN DYNAMIC模块进行控制方案的动态模拟测试，并根据实际工艺扰动情况，通过在动态流程模拟系统上分别加入不同幅度和方向的多种扰动和改变系统设定值，评价传统控制模式闭环系统性能，在此基础上，改进自动控制方案设计，确保设计的自动控制方案在实际应用中能够维持平稳有效运行。 （2）生产负荷自动调节和优化技术原理 反应与精馏过程的生产负荷经常随着市场需求的变化进行调整，负荷的变化将可能引起系统工况的波动，产品质量下降，能耗增加等问题，甚至造成系统不稳定而被迫停机。本项目采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制与传统控制相融合方法，实现反应与分离能力动态协同调控；本项目在多变量基础控制系统上，在关键控制回路增加设定值智能调节模块和多变量协调预测控制模块，分别采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制（Error tolerant DMC）与传统控制相融合方法，实现反应能力与分离能力动态协同调控，使系统获得了良好的跟踪性能和鲁棒性。解决传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调，导致产品质量不合格、能耗和污染物排放增加等控制问题。在多变量协调预测控制模块设计中，对于反应器出口成分和产品质量等不可在线测量的关键变量，采用机理模型和经验模型建立产品成分软测量模型，实现对产品成分、反应转化率等不可测被控变量的在线估计。 （3）反应与精馏强化过程的系统性能优化技术 在经济稳态优化设计前期研究基础上，开展多目标多约束动态优化与多变量跟踪控制相结合的分级优化理论研究。在上层多目标多约束的动态优化设计中，是以能耗和操作成本最小为优化目标，以质量、尾气/废液排放和过程动态模型等为约束条件，采用多目标优化算法对强化过程的关键操作参数进行动态优化计算，给出工况最优调节方案。根据多目标动态优化给出的关键参数设定值最优调节方案，采用设定值多步长滚动优化给出多变量预测控制的参考轨迹，通过多变量协调预测控制和基础控制回路的跟踪调节，使系统输出快速跟踪设定值的最佳操作值，实现工况优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性，从源头降低工况大范围波动和事故发生的概率。 3.关键技术路线 项目针对反应与精馏过程，融合了化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术，采取理论研究、模拟实验和工业应用相结合的技术路线，如下图所示。项目分别开展反应精馏过程的多变量基础控制系统设计、反应与分离能力动态协同调控新方法、强化过程分级优化理论研究，并将项目成果融合，开展不同工况反应与精馏强化过程的一体化工程设计，研制一套流程模拟综合实验平台，进行模拟验证和工程应用研究。 4.项目技术特色和创新性 （1）针对反应与精馏强化过程，在传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调和工况偏移，导致集成优势难以充分发挥工程问题，项目提出将设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制、多目标多约束动态优化与传统基础控制相融合的动态协同调控新方法与分级优化理论，在反应与分离动态协同作用下实现工况的优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性。 （2）项目沿着学科交叉与融合方向，将化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术相结合，提出不同工况反应与精馏强化过程流程模拟、控制系统设计与集成优化理论相结合的一体化工程设计思想，并在常压反应与减压精馏集成的甲苯氯化反应精馏工业装置上进行工程应用研究，解决装置自动控制与平稳操作等实际控制问题，发挥强化过程高转化率/高选择性、低能耗的集成优势。

技术成熟度：技术突破 1.原理：结合磁浮列车极端运行工况，充分考虑运行环境的强磁场，深入研究机-电-磁耦合机制，精确调节磁体悬浮姿态，以实现超导磁体在液氮温区（-196℃）自稳定悬浮。 2.创新点： （1）研发国产化低功耗悬浮控制模块，能耗较进口设备降低35%； （2）突破-196℃环境下多系统协同控制技术，填补国内工程化应用空白。 3.应用场景： （1）高速磁浮列车静悬试验台 （2）精密仪器运输平台 （3）航空航天地面测试装备 4.应用案例：前期开发的自由度控制系统，已被合作团队应用且效果较好。

“共用直流母线的电动液压挖掘机”提出一种新的采用分布式的伺服电机驱 定量液压泵，通过改变泵的转速控制液压挖掘机实现节能运行的方法，其 特色是挖掘机动臂下放过程的势能和上车回转制动的动能实时回馈到直流母 线，对这部分能量回收再利用，该方法及大地提高了挖掘机的能量利用率， 同时也适用于港口机械等多种移动自动化装备运行过程制动动能的回收再利 用，本发明较现有技术具有节能、噪声低、整机效率高等多方面的技术优势。

成果描述：研发的抗直流偏置低温烧结铁氧体材料主要参数满足： 烧结温度：900度 磁导率：70±10% 磁导率下降到70%时可承载磁场H70%＞750 A/m 性能还可根据用户需求适当调节市场前景分析：该材料可广泛应用与LTCC大功率和抗大直流偏置的片式功率电感的研发，市场前景非常好。与同类成果相比的优势分析：国内目前仅有一家山东的公司在研发生产同类型的材料，但其生产材料已全部被深圳顺络电子包销，不对外销售。本成果研发的材料抗直流偏置特性比山东这家公司略有提升，且性能稳定，已完成中试，可实现大批量生产。

稀土永磁无刷直流电动机配合相应的数字控制器构成的电力驱动/伺服 系统，可广泛应用于对调速范围及调速精度、高效节能、多驱动/伺服机 构精密协调控制、严酷环境高可靠性伺服驱动、总线控制及自动化要求高 的航空、航天、兵器、船舶等国防领域及机器人、汽车、数控机床、自动 化仪表、风机、医疗动力器械等民用领域的随动系统、跟踪伺服系统、高 性能电力驱动、电动伺服机构等场合。性能指标：

一种直流电流测量装置，属于电工技术中的电流测量设备。本 发明包括传感头，所述传感头为圆环形，包括第一环形检测铁芯、第 二环形检测铁芯、第三环形检测铁芯和第四环形检测铁芯，各绕有检 测绕组的第一环形检测铁芯和第二环形检测铁芯叠加后，在其两侧分 别再叠加拼装第三环形检测铁芯和第四环形检测铁芯，然后整体置于 环形磁屏蔽铁芯由内层和外层组成的环形半空腔中，环形磁屏蔽铁芯 外面绕有反馈绕组。本发明能够实现数万安培工业强直流电流的准确 测量，比例精度达到万分之二以上，而且该系统会自动跟踪而不失衡， 其稳定性、可

输入电压 240-300VDC； 输出电压 8 ± 0.5 VDC ； 输出电流 430A； 效率： ≥91% （满载测试）；输出纹波电压： <50mV；体积： 300×160×28，单位 mm。电源具有恒流功能，输入过、欠压保护功能、输入过流、输出过欠压和过温保护功能。可实现多台并联；采用倍流同步整流及移相软开关技术。

该电源制造采用大连理工大学的两项专有技术：高压集装化技术和高压测流技术，即在工频50Hz经高压变压器升压，再倍压整流，同时将所有高、低压元器件密闭在一铁壳里，无高低压接点暴露，高压采用负极性埋入式输出，控制系统采用调压输出方式，泄漏电流在高压侧采用球型电流表测试。产品型号有60kV／2mA（仅一人就可携带至现场），120kV／2mA，200kV／2mA，300kV／2mA，该产品具有体积小、重量轻、便于携带；操作安全、便捷；测试数据稳定、精准；适合恶劣条件（灰尘、潮湿、炎热等）使用。通过电力部《便携