目前存在的技术难题：自动化设备及应用方面实施的不理想

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。

一种采用自动调心轴承的轴系实验台架，属于船舶轴系实验台架，解决现有船舶轴系试验台架艉轴承装卸困难，操作不便的问题。本发明包括电机、齿轮箱、中间轴承、艉轴承和变频器，所述艉轴承由轴套、轴瓦和多根键条构成，轴套由形状相同的上半轴套和下半轴套组成，上、下半轴套的半圆弧面上具有轴向上通槽；轴瓦由一体的筒体和法兰盘构成，筒体内壁具有三道环形凹腔，筒体外壁开有轴向键槽，用于容纳所述键条；所述键条包括刚性键条和弹性键条，分别用以模拟刚性支撑工况和弹性支撑工况。本发明结构简单，装卸方便，能简单快捷地实现自动调心艉轴承与普通刚性轴承的转换，实现轴系在两种不同支撑工况下的静动态特性对比试验研究。

该项目的关键技术已获批国家自然科学基金项目 2 项，江苏省科技厅社会发展项目 1 项，浙江省科技厅优先主题项目 1 项。 1、项目简介 我国是酿造生产大国，传统酿造包括酱油、醋、酒，而酒的份额又占其中的大头，仅白酒黄酒去年销售收入已超过 3000 亿元，而其生产过程目前还处于手工和半机械化生产模式，其科技进步缓慢，自动化程度低，工人劳动强度大，劳动力成本上升，土地资源日益紧张，生产过程高水耗、高能耗与当今社会倡导的低碳循环经济发展模式产生剧烈冲突。因此，采用自动化技术的生产方式迫在眉睫。本项目在已完成的几个酿酒企业的自动化应用示范基础上，进一步研究并解决其中一些关键及共性问题，通过利用计算机、智能控制和物联网技术，推进酿酒生产过程的自动化、信息化，促进传统酿酒企业的科技创新与生产转型。 2、创新要点 实现黄酒发酵过程的多总线分层递阶的控制系统结构；将图像、动画和声音与 LabVIEW 软件结合，PLC 采集的设备实际运行信号转化为 3 维动画显示，实现多媒体控制的黄酒前后酵软件。将智能控制技术引入传统控制系统，根据轻工发酵过程非线性、时变、大滞后的特点，完成动态系统辨识、建模仿真，多变量模型预测控制等技术。 3、效益分析 通过项目的示范应用，预计到“十二五”末白酒、黄酒自动化改造直接经济效益将超过 100 亿元，税利超 1000 亿元，减少酿酒用工，提高产能。强化资源和能源的循环利用，缓解劳动力成本不断攀升、能源短缺等制约酿酒行业持续发展的问题，促进传统酿酒产业生产方式的创新与转变。资金需求总额约 300 万元。 4、推广情况 浙江绍兴女儿红酿酒有限公司；浙江古越龙山绍兴酒股份有限公司；劲牌有限公司劲牌山南健康产业园；江苏今世缘酒业股份有限公司；香格里拉酒业（秦皇岛）有限公司。 授权专利： 一种黄酒开耙控制系统及其应用 201010248472.0 黄酒前发酵过程温度控制系统 201010248471.6 黄酒生产中间罐液位控制系统及控制方法 201010551020.X 

本项目旨在替代具有污染的电镀技术，开发了新型纳米环保型涂层及涂覆工艺，实现废水、废气零排放，并研发了五轴联动自动喷涂设备。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 本项目旨在替代具有污染的电镀技术，开发了新型纳米环保型涂层及涂覆工艺，实现废水、废气零排放，并研发了五轴联动自动喷涂设备。目前本项目开发的轴瓦涂料已在汽车行业得到认可，性能超过国外产品，取得较好效益，而针对高盐高湿蚀环境开发的船舶涂层材料也已经通过全套测试，项目已具备量产能力。 产品目前已得到安徽美达机电实业实业有限公司、中国万宏集团、宁波连通设备制造有限公司、上海祥生贝克轴瓦有限公司推广使用。其中安徽美达机电已实现销售利润600万，上海祥生贝克轴瓦有限公司采用新技术产品实现利润1000万，中国万宏集团采用本机本项目技术实现销售利润400万。

本发明是一种教学实验样品的生产和使用链，属于教育产业领域，特别是一种基于自动识别技术的教学实验样品的生产和使用链。基于自动识别技术的教学实验样品的生产和使用链，包括样品分析与优化环节、样品生产与运输环节、样品分配与使用环节，每份样品或者样品的包装上随机贴上包含有唯一性编码信息的标签，每份样品的定量特性数值和对应的唯一性编码信息录入定量特性数据库并建立关联。本发明提供的方法极大地提高了学生对待实验的认真程度、投入程度，督促学生负责地完成实验，提高学生的实验能力和水平。本发明提供的方法极大地降低了实验指导教师的劳动强度、提高了实验指导教师的工作效率。可以广泛应用于教育行业，经济和社会效益显著。 

本发明公开了一种用于窄间隙焊接的能自动调节导电咀伸出长 度的焊枪，尤其适用于激光-电弧复合焊。它包括喷咀、气体分流器、 导电咀、高度传感器、中央处理器以及执行机构；气体分流器上开有 裸露在外的出气孔，气体分流器通过保护喷咀的紧箍力防止滑落；导 电咀呈扁平状，与气体分流器相连，在导电咀端部安装两个对称布置 的高度传感器，用以检测它与焊缝表面之间的距离；中央处理器根据 高度传感器的采集信号控制执行机构以调节导电咀的伸长和收缩。本 发明可以通过高度传感器检测焊缝底部与导电咀之间的距离，以自动 调节导电咀伸出的长度，保证焊丝干伸长在合理的范围内，使得在激 光-电弧复合焊过程中电弧能稳定存在，最终实现厚板的高质量焊接。

1.电子、电器线路的图纸设计、技术指导 2.操作程序自动化的设计 研究

本系统是一种可以自动传送粮食的称量系统。为了实现在农村 房顶晒粮过程中将粮食作物安全、便捷的从地面运送到房顶，本系统提供了一 种粮食自动传送称量系统。该系统以 MSP430F149 单片机为主控模块，主要包括 粮食输送模块、按键控制模块、称重模块、无线通信模块、显示模块、报警模 块等。通过该系统用户只需在地面上将粮食放到粮食输送板上，可根据实际情 况，通过选择手动、自动和遥控三种模式的一种，将粮食从地面运送到房顶。 同时，称量系统能在运送过程中实现粮食的称重、重量显示、电机调速、无线青岛农业大学科技成果介绍 2017 －62－ 控制、超重报警、系统异常报警等功能。本系统可以有效提高农村晒粮过程中 向房顶运送粮食的效率、解放劳动力，对于促进现代农业的粮食生产具有重要 的实际意义和应用价值。 

仪器以“8核”螺旋流道惯性分选芯片为核心，集成了被动流量调节阀，使得仪器可以采用低成本的隔膜泵作为进样驱动。仪器具有多次分选、回液、富集浓缩及自动清洗等多种模式。可全自动实现血液中肿瘤细胞的高通量自动分选和浓缩。两次分选后血细胞去除率99[[[%]]]，癌细胞回收率80[[[%]]]以上。该仪器无需复杂的生化标记，有望为癌症转移的早期诊断和有效预后评估提供重要工具手段。