本文選題：精餾過(guò)程 + 建模優(yōu)化��； 參考：《北方工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：精餾過(guò)程是廣泛應(yīng)用于煉油,石化和化工等流程工業(yè)中的重要分離方法,精餾過(guò)程中伴隨著典型化工單元的強(qiáng)耦合性,不確定性,非線性等特點(diǎn)。精餾過(guò)程屬于能耗大的單元過(guò)程,在傳統(tǒng)單回路的控制下,能源利用率很低,浪費(fèi)了大量的能源。伴隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái),流程工業(yè)生產(chǎn)向著節(jié)能增效,信息化,智能化方向發(fā)展,對(duì)精餾過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制研究與應(yīng)用變得日益迫切。通過(guò)對(duì)精餾工藝的深入研究,對(duì)精餾過(guò)程進(jìn)行了模型建立和優(yōu)化控制策略設(shè)計(jì),并基于西門(mén)子PCS7 (DCS系統(tǒng)),結(jié)合MATLAB的強(qiáng)大的控制算法設(shè)計(jì)與仿真優(yōu)勢(shì),開(kāi)發(fā)出了精餾過(guò)程優(yōu)化控制仿真系統(tǒng)。首先本文對(duì)精餾過(guò)程對(duì)象進(jìn)行了特性分析,通過(guò)使用CFC, SCL語(yǔ)言和MATALB/Simulink建立了精餾過(guò)程各子系統(tǒng)(精餾塔系統(tǒng),蒸發(fā)器系統(tǒng),回流冷凝器系統(tǒng),塔頂輕餾分系統(tǒng),塔底重餾分系統(tǒng))的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)各子系統(tǒng)對(duì)象特性,設(shè)計(jì)了常規(guī)PID, Fuzzy(模糊控制),DMC(動(dòng)態(tài)矩陣控制)控制策略。其次確定了以西門(mén)子PC-Box為硬件系統(tǒng),以WinAC(軟PLC),PCS7和MATLAB為軟件系統(tǒng)的仿真路線,創(chuàng)新性地將基于模型的設(shè)計(jì)(Model Based Design, MBD)理念應(yīng)用到了仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì),詳實(shí)地介紹了使用Simulink PLC Coder和Simulink Coder代碼生成技術(shù)將MATLAB/Simulink與WinAC的無(wú)縫集成。最后通過(guò)使用仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析,得出DMC控制器對(duì)于處理精餾過(guò)程多變量耦合以及擾動(dòng)問(wèn)題具有快速響應(yīng)特性,體現(xiàn)了DMC優(yōu)化控制的優(yōu)越性。本精餾過(guò)程優(yōu)化控制仿真系統(tǒng)有利于企業(yè)人員培訓(xùn),操作演練,熟悉生產(chǎn)工藝流程；同時(shí)對(duì)企業(yè)的實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)以及后期的先進(jìn)控制系統(tǒng)的實(shí)施有所幫助。
[Abstract]:Distillation process is an important separation method widely used in refining, petrochemical and chemical industries. The distillation process is accompanied by the strong coupling, uncertainty and nonlinearity of typical chemical units.Distillation process is a unit process with large energy consumption. Under the control of traditional single loop, the energy efficiency is very low and a large amount of energy is wasted.With the arrival of the industry 4.0 era, the production of the process industry is developing towards the direction of energy saving, information technology and intelligence. It is increasingly urgent to study and apply the optimization control of distillation process.Based on the deep study of the distillation process, the modeling and optimal control strategy design of the distillation process is carried out. Based on the Siemens PCS7 / DCS system, the powerful control algorithm design and simulation advantages of MATLAB are combined.A simulation system for optimal control of distillation process is developed.Firstly, the characteristics of distillation process were analyzed. By using CFC, SCL language and MATALB/Simulink, the distillation process subsystems (distillation column system, evaporator system, reflux condenser system, top light distillate system) were established.According to the characteristics of each subsystem, the control strategies of conventional PIDand Fuzzy (Fuzzy Control) DMC (dynamic Matrix Control) are designed.Secondly, taking Siemens PC-Box as the hardware system and WinAC (soft PLCU / PCS7 and MATLAB) as the software system, the simulation route of the simulation system is determined, and the model Based design (MBD-based) concept is innovatively applied to the design of the simulation system.The seamless integration of MATLAB/Simulink and WinAC using Simulink PLC Coder and Simulink Coder code generation technology is introduced in detail.Finally, through the experiment analysis of simulation system, it is concluded that the DMC controller has the characteristics of fast response to the multivariable coupling and disturbance problem in the rectification process, which embodies the superiority of the DMC optimal control.The simulation system of distillation process optimization control is beneficial to the personnel training, operation and exercise, familiar with the production process, as well as the realization of intelligent production and the implementation of the advanced control system in the later stage.
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ028.31

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本文編號(hào)：1756651