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反应与精馏强化过程的自动控制与性能优化技术
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。
南京工业大学 2021-01-12
LED控制器40W智能单色支持光照度
了解更多产品详情,请与我们联系 180 6798 3675 公司官网:https://www.lierda.com
浙江利尔达客思智能科技有限公司 2021-08-23
汽车教具电动低压电器智能网联控制系统
北京智扬北方国际教育科技有限公司 2021-08-23
MMW-1A组态控制万能摩擦磨损试验机
产品详细介绍 MMW-1A组态控制万能摩擦磨损试验机 1、性能特点:         该机引入过程控制原理,将工业控制计算机与组态软件技术、网络技术紧密结合;并采用一体化的结构设计,将嵌入式工业控制计算机、组态软件、采集模块、执行器组合在一个框架内,完成对整个试验过程的控制,所有的试验操作都能在计算机主界面中进行,是国内首次应用该项技术的摩擦磨损试验机,具有组态控制方式灵活、摩擦副种类多、调速范围大、能够模拟高温环境,自动化程度高、使用调整方便的特点。 2、适用范围:         该机在一定的接触压力下,能够模拟滚动、滑动或滑滚复合运动,具有多种摩擦副,能够完成点、线、面摩擦模拟试验。可用来评定润滑剂、金属、塑料、涂层、橡胶、陶瓷等材料的摩擦磨损性能。既能满足传统石化行业用户研制、开发、检测各种中高档系列液压油、内燃机油、齿轮机油的需求,又能满足新兴材料开发、新工艺研究用户进行模拟评定测试的需求。 3、主要技术经济指标   序号 项目 技术指标 1 试验力工作范围 10~1000N(无级可调) 2 试验力示值相对误差 ±1% 3 摩擦力矩测量范围 2.5N.m 4 摩擦力矩示值相对误差 ±2% 5 主轴转速范围 1~2000r/min 6 使用减速装置时: 0.05~20r/min 7 试验介质 油、水、泥浆、磨料等 8 温度控制范围 室温~300℃ 9 试验机主轴与下副盘最大距离 >75mm 10 时间控制范围 10s~9999min 11 计算机及数据处理系统      使用工业控制计算机及组态软件,实现对整机和试验过程的全程控制,实时显示各种参数,自动记录摩擦力—时间曲线和温度—时间曲线
济南竟成测试技术有限公司 2021-08-23
伺服控制系统集成版-金属版人型套装
产品详细介绍 整体功能特点 结构化安装:安装更加高效、简便,连接处采用防松螺母。 布线美观:布线更加整齐、方便,整体美观度大大提升。 固件升级:主控器支持固件升级、伺服马达支持内部固件升级。   基本参数 自由度数量:16 尺寸:489x356x 66mm(横高x身高x 体宽) 材质(结构件):铝合金 直流供电:7.4V高倍率锂电池组(推荐7 V-9V DC) 控制方式:用户自主编程控制(可无线遥控、多机同步启动等) 调试与下载端口:Mini USB 保护设计: 短路保护、电量检测与报警 内部传感器: 声音传感器、2.4G高速通讯模块、3D加速度传感器   伺服马达 控制范围:0-359度控制(带数字反馈) 输入电压:4-9V DC 电流:0-2.2 A 力矩:12Kgf·cm 减速比:1:307 齿轮:高强度金属齿、传动效率高 外壳:高硬度环保材料 寿命:>10万Cycle(5kgf·cm下测得) 信号模式:串行命令模式和传统PWM模式 保护功能:过流、短路保护、过压保护、过热保护 特色功能:伺服马达支持内部固件升级 应用方式:舵机控制方式、减速电机控制方式、编码电机控制方式 接线方式:两边侧面各有一个输入/输出口,用于连接上一级与下一级伺服马达(串行连接方式)   3D人型伺服软件 基于微软.net平台+NXA3.1(微软3D开发平台)开发; 图形化编程与代码编程方式相结合,满足不同层次使用者的需求; 支持在线调试与仿真、支持三维与实体同步仿真、支持与传感器结合编程,扩展功能强大; 带偏差修正功能与常用动作库、程序一致性好、调试方便快捷。 通过调整机器人的动作,可以同时在虚拟和实体中仿真机器人动作,调整伺服马达角度的同时,软件会根据马达调整的角度来进行相应的矫正。
广州中鸣数码科技有限公司 2021-08-23
VE-2301可编程控制器实验装置
产品详细介绍整套装置采用模块化设计,实验内容丰富,结构科学合理,用实验模块模拟了多种采用PLC控制的电气系统.适用在电气自动化、自动控制、机电一体化等专业的配套教学实验.既可以做教材章节后的例行实验,也可用于学期末的课程设计和毕业设计。(1)PLC主机:三菱FX2N-48MR。(2)模拟实验模块:利用开关、按钮、LED各色发光管、LED数码管、指示灯、接触器、继电器、蜂鸣器等电气元件构成,即可进行模拟实验指令训练,也可以带电机负载进行实训操作.可采用其他类型PLC主机进行控制。(3)编程工具:便携式编程器、个人电脑。(4)编程方式:指令表、梯形图、SFC语言。
广东威士邦科技实业有限公司 2021-08-23
锌锭直接轧制方法
简介:本发明提供一种锌锭直接轧制方法,属于金属材料成型与加工技术领域。该方法主要内容是:首先对磨光的轧辊表面进行电镀处理并喷涂除锌液;采用冶炼厂生产的锌锭为原料,经过表面清洗干燥后送电加热炉进行加热,为保证轧制板形良好和提高成材率,在轧制第一块锌锭前应进行“烫辊”,将加热好的锌锭运至热轧机进行多道次分批循环轧制,根据锭坯与成品的尺寸分配轧制道次和道次压下率,热轧锌板经自然冷却至室温后进行纵切、横切、剪切至成品尺寸的锌板经检验、标志、包装后入库。本发明具有:流程短、综合能耗低、生产成本低、生产效率高、产品性价比高等特点。  
安徽工业大学 2021-04-13
菌落自动计数方法
成果与项目的背景及主要用途: 传统的菌落计数器使用时,是将计数笔连接到主机上,打开电源开关,将培养皿放在白光板上,打开白光灯,用计数笔触动计数,LED 显示屏显示所计数量;计数完成可用计数笔在稿纸上暂记总数,重新开关电源,LED 显示屏自动归零,二次计数与稿纸上一次总数比较,数量相同可得较准确的结果。同时,按照细菌计数检验规程规定,一只培养皿中细菌生长数超过 300 个时,应将检验样品稀释重作,以保证计数的准确性,所以,一般的菌落计数器仪器显示计为三位数。 传统的菌落计数方法费时费力并且错误率较大,是一种全人工操作的方法。现在随着科技的进步,菌落计数技术日趋完善。主要体现在配置越来越高,功能越来越全。 技术原理与工艺流程简介: 菌落自动计数方法,包括下列步骤: 1)通过对目标物进行动态视频的检测,判断培养皿是否就位; 2)对培养皿进行多次扫描拍摄取得多组原始目标图像; 3)对原始目标图像进行灰度化处理,将彩色图像的 R、G、B 分量转化为灰度值表 征每个像素点构成的图像; 4)依次进行中值滤波、高斯平滑滤波的预处理,去除噪声; 5)通过对图像的灰度分布进行分析,选用适合的局部阈值分割法对去除了噪声的图像进行二值化; 6)去除培养皿边缘确定菌落图像范围; 7)选用十字形四邻域腐蚀模板,使用多次膨胀和腐蚀结合起来的迭代腐蚀方法对菌落图像中的较大菌落进行极限分割; 8)采用递归标记的方法对连通域进行标记,不同的连通域被赋予不同的标号值,最大标号值就是该图像中连通域的数目,从而得到菌落的数目。 应用前景分析及效益预测: 属于环保领域中污染源自动监控技术领域,涉及一种菌落自动计数方法,包括:通过对目标物进行动态视频的检测,判断培养皿是否就位;对培养皿进行多次扫描拍摄取得多组原始目标图像;对原始目标图像进行灰度化处理,将彩色图像的 R、G、B 分量转化为灰度值表征每个像素点构成的图像;预处理;二值化;去除培养皿边缘确定菌落图像范围;使用多次膨胀和腐蚀结合起来的迭代腐蚀方法对菌落图像中的较大菌落进行极限分割;进行菌落计数。本项目算法简单,速度快且能够精确计数。 技术转化条件:具体面议 合作方式及条件:技术转让或协商 
天津大学 2021-04-11
一种烟道飞灰等速取样器及基于BP神经网络的烟道飞灰等速取样系统和控制方法 (专利号:ZL 20151
简介:本发明公开了一种烟道飞灰等速取样器及基于BP神经网络的烟道飞灰等速取样系统和控制方法,属于烟道飞灰检测领域。烟道飞灰等速取样器,包括取样嘴、取样管、旋风分离器和取样瓶,还包括引射管、调节嘴和排气管,一种基于BP神经网络实现烟道飞灰等速取样系统,包括取样器、PLC控制器、执行器、压力传感器和BP神经网络模块;一种基于BP神经网络的烟道飞灰等速取样系统的控制方法基于BP神经网络实现烟道飞灰等速取样,使用了大量实时测得的数据来预测接近实际的烟道静压,解决了等速采样的滞后性问题,提高取样的准确性,具有计算误差小,数据处理能力强,设计成本低的优点。
安徽工业大学 2021-04-11
基于脑电源定位方法的人体精神状态检测方法
基于脑电源定位方法的人体精神状态检测方法,先进行受试者的选择,后进行硬件连接和软件调试,再采用基于独立成分分析脑电信号特征提取方法进行滤波去噪、伪迹分离和提取脑电数据特征,并在MATLAB平台上画出所有分量的地形图;最后使用通过基于电偶极子理论、正逆演问题的分析以及研究头部模型的确定,得出电偶极子的源定位方法,以应用于脑电信号的源定位;最后对ESL的
西安交通大学 2021-04-14
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