基于知识管理的精馏塔智能化控制模型
高真空蒸馏塔的自动控制与智能化改造

高真空蒸馏塔的自动控制与智能化改造高真空蒸馏塔是一种常见的化工设备,广泛应用于石油化工、化学工程等领域。
为了提高生产效率、降低能耗和人工操作风险,自动控制和智能化改造成为高真空蒸馏塔发展的重要方向。
自动控制系统的引入使得高真空蒸馏塔的操作更加方便、稳定和精确。
传统的高真空蒸馏塔操作依赖于人工调控,存在人为因素干扰的可能性,操作误差难以避免。
而自动控制系统能够根据预先设定的参数,实时监测和调节高真空蒸馏塔的操作,提高生产效率和质量,减少人为干预的风险。
首先,自动控制系统可以实现高真空蒸馏塔的温度控制。
高真空蒸馏塔的温度控制对于产品质量至关重要。
传统的控制方法依赖于人工调节阀门和加热器功率,存在操作误差和时间延迟。
而自动控制系统可以通过温度传感器实时监测塔内温度,并根据预设的温度范围自动调节阀门和加热器功率,使得温度控制更加准确和稳定。
其次,自动控制系统可以实现高真空蒸馏塔的压力控制。
在高真空蒸馏过程中,塔内的压力需要按照一定的规律进行调节,以达到预设的蒸馏效果。
传统的压力控制采用手动调节排气阀门,容易受到人为因素和外界干扰的影响。
而自动控制系统可以通过压力传感器实时监测塔内压力,并通过自动调节排气阀门的开度,控制塔内压力稳定在预设范围内,提高蒸馏效率和产品质量。
此外,通过智能化改造,高真空蒸馏塔可以实现更高的自动化程度和智能化水平。
智能化改造可以将人机交互界面优化,提升操作者的体验和工作效率。
例如,引入触摸屏操作界面和人机对话系统,操作者只需要点击屏幕上的指令或进行语音识别,就能够实现对高真空蒸馏塔的各项参数进行控制和监测,减少操作的复杂性和出错的可能性。
更进一步,随着人工智能技术的发展,高真空蒸馏塔可与数据分析算法结合,实现智能化优化运行。
通过对塔内各项参数的实时监测和数据分析,可以建立预测模型和优化模型,实现对高真空蒸馏塔运行状态的预测和优化。
例如,通过分析历史数据和模型训练,系统可以预测出塔内温度和压力的变化趋势,并及时采取措施进行调节,减少能耗和损失,提高生产效率和质量。
基于人工智能的精馏塔冷凝器智能调试方法及调试装置[发明专利]
![基于人工智能的精馏塔冷凝器智能调试方法及调试装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2eb2829268dc5022aaea998fcc22bcd126ff423b.png)
专利名称:基于人工智能的精馏塔冷凝器智能调试方法及调试装置
专利类型:发明专利
发明人:严文荣,王丹,张阳,郑学伟,杜金苏,杨晓月,琚琳琳,李杰光
申请号:CN202210394545.X
申请日:20220415
公开号:CN114470842A
公开日:
20220513
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供一种基于人工智能的精馏塔冷凝器智能调试方法及调试装置,具体包括:将冷凝器的制冷功率调节至预设制冷功率工作第一预设时间后,获取冷凝室内的第一冷凝温度;获取精馏塔的精馏室内当前蒸馏气体的第一蒸馏温度,根据第一蒸馏温度、预设冷凝温度得到温度变化数值;获取传输管道的当前气体流量值,根据当前气体流量值、传输管道的属性信息生成第一气体量值;将温度变化数值与预设温度变化数值计算得到温度变化趋势值、将所述第一气体量值和预设气体量值计算得到量值变化趋势值;根据温度变化趋势值、量值变化趋势值对所述预设制冷功率调试得到调试制冷功率,根据调试制冷功率对冷凝器控制以使冷凝室由第一冷凝温度至第二冷凝温度。
申请人:中建安装集团有限公司
地址:210046 江苏省南京市栖霞区文澜路6号
国籍:CN
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智能化蒸馏系统的设计与控制研究

智能化蒸馏系统的设计与控制研究近年来,随着工业化的进程和科学技术的快速发展,人们对于工业生产的要求越来越高,智能化蒸馏系统也应运而生,成为了工业制备生产中的重要组成部分。
本文将从智能化蒸馏系统的设计与控制方面进行研究与探讨。
一、智能化蒸馏系统的概念智能化蒸馏系统,是指利用计算机及智能控制器等先进的仪器设备,对传统蒸馏设备进行升级优化,增加自动化与智能化的功能,能够实现对于蒸发、冷凝、分馏等流程的自动控制和监控,提高蒸馏精度和效率,保证生产质量和工业安全。
二、智能化蒸馏系统的设计1.系统构成智能化蒸馏系统主要由以下部分组成:(1)物料输送系统(2)加热系统(3)冷却系统(4)蒸发系统(5)冷凝系统(6)传感器系统(7)计算机控制系统整个系统具有高度自动化和智能化的特点,其中物料输送系统、加热系统、冷却系统、蒸发系统和冷凝系统紧密相连,协同工作,确保了系统的稳定和可靠性。
传感器系统检测物料的状态和流程控制,计算机控制系统实现对系统的自动调节和监控,保证系统落地生产的效率和质量。
2.系统原理智能化蒸馏系统的工作原理分为以下几步:(1)通过物料输送系统将待处理的物料输入系统;(2)加热系统提供蒸汽,蒸发系统将物料进行蒸发;(3)冷却系统降温,冷凝系统将蒸汽冷凝成液体,收集分离出的纯净物质;(4)传感器系统和计算机控制系统对系统进行自动控制和监测,确保系统的自动化和智能化管理。
三、智能化蒸馏系统的控制研究1.控制方法智能化蒸馏系统的控制方法一般分为传统PID控制和模型预测控制。
(1)传统PID控制PID控制器是一种更为传统的工业控制器,将测量的值与设定值进行比较,自动调节控制参数,控制系统的稳定性和精度,但是由于传统PID控制设备对系统参数变化适应度差的问题,有时会导致系统稳定性差,对于复杂的控制流程难以有效实现。
(2)模型预测控制模型预测控制是基于对物料流程的多项式建模实现的,通过对系统流程进行精细的建模,可以实现对系统的更准确控制,保证系统的稳定性和可靠性。
精馏塔机理模型 matlab

精馏塔机理模型 matlab
精馏塔是化工工业中常见的一种分离设备,它通过蒸馏原理将
混合物分离成不同成分。
在化工工程中,使用Matlab建立精馏塔的
机理模型可以帮助工程师分析和优化精馏塔的操作。
建立精馏塔的
机理模型涉及到多个方面,包括热力学、传质动力学、流体力学等。
首先,建立精馏塔的机理模型需要考虑塔内的物质传递过程。
这包括了液相和气相之间的质量传递和热量传递。
在建立模型时,
需要考虑不同组分在塔内的浓度分布以及塔板上的传质过程。
通过Matlab可以建立相应的传质动力学模型,包括质量平衡方程和能量
平衡方程。
其次,建立精馏塔的机理模型还需要考虑流体力学方面的因素。
这包括了塔内气液两相流的特性,如压降、流速分布等。
在Matlab
中可以建立相应的流体力学模型,通过求解Navier-Stokes方程和
质量守恒方程来描述塔内流体的运动状态。
此外,建立精馏塔的机理模型还需要考虑热力学方面的因素。
这包括了塔内的温度分布、热量平衡等。
在Matlab中可以建立相应
的热力学模型,包括热平衡方程和热传导方程。
综上所述,建立精馏塔的机理模型涉及到多个方面,包括传质
动力学、流体力学和热力学。
通过Matlab可以建立相应的数学模型,并进行数值求解和仿真分析,从而帮助工程师深入理解精馏塔的运
行机理,并进行优化设计。
希望这些信息能够对你有所帮助。
基于PLC的化工精馏塔控制系

随着科学的发展和工业需求的工业自动化解放生产力越来越高。国内的蒸馏控制配套也日趋完善,对于需要的监测点信号的采集,而且也能够在上位机的辅助下检测,从而进行控制整个系统。研究的主要内容是基于自调整PID控制的PLC控制系统设计的蒸馏塔。包括控制系统总体结构、现场总线控制节点的硬件和软件设计和整体控制系统的优化设计。
我的设计主要任务是是根据一个具体化工精馏塔设计的要求,运用PLC来完成控制。在此设计中要做的具体工作是详细了解精馏塔的工艺过程和它对控制系统的要求,根据精馏塔的要求来进行PLC的选型,过程控制的选择与设计,输入输出量的确定,并且能够画出具体的设计图,还有软件程序的编写。最终要达到的效果是能够编出PLC程序,并且能够在计算机上模拟运行。
Key words:Chemical rectification column,PLC control,cascade control, PID algorithm
第一章 绪论
精馏塔的基本原理就是化工原料混合物在高温加热的情况下根据各种纯净物沸点和挥发度的不同来提纯。可见温度在整个精馏过程中必须的维持相对稳定,且应该具有较高的精确度。在整个的精馏过程中最主要的设备就是精馏塔,再沸器,冷凝器,回流泵等也起着辅助作用以将温度,在各种设备的配合中达到精馏产物纯度高,产量稳且多的要求。精馏对于工业生产来说起着举足轻重的作用,但是精馏塔的温度,流量,压力等各因素在这个复杂的系统中却往往得不到很好的控制,所以一直以来精馏塔控制系统的研究一直是化工行业中研究的热点。现在国内外已经针对工业生产中中运用最普遍的PLC控制的精馏塔系统做了很多研究,从PLC的开发到PLC与精馏塔各个设备的结合问题,目前已经相对完善。基本的温度,流量等因素的控制已经能稳定控制。但是所不足之处就是PLC的研究与现实生产中的PLC还存在着脱轨现象,而解决这种现象就要要求一是将研究投入到生产,而是需要改善生产系统的设计,使之能够适应PLC的性能。本设计做的就是第二方面,根据精馏塔的要求,来选择最优的设计方案。相对于国内来说,国外精馏系统发展的相对比较先进。国外现在无论是在塔的处理能力还是塔的处理效率方面都已有了先进的技术,例如他们发明的能增加板的处理面积的将MD塔板的悬挂降液管技术移植到常规板式塔上的技术,另外在PLC的开发方面,现在工业生产中大部分都用一直在不间断更新的西门子系列的PLC。国内也紧跟时代的步伐,不断的将世界上的新技术运用到我国的生产中,并且根据自己的情况在不断地完善,根据实际情况,用科技引领工业使我们国家现在发展工业的宗旨。但是目前的控制系统虽然具有控制精度高和硬件简单的特点,但是很多PLC的强度功能仍然存在着很大的局限性,因此如何进一步将PLC的功能在精馏塔的控制当中还需要做更多的研究。
精馏塔控制方案

精馏塔控制方案引言精馏塔是一种常用的化工设备,广泛应用于石油、化工、制药等行业。
精馏塔的控制是保证塔内蒸汽、冷凝液、流体等流动的关键,能够有效地提高产品纯度和产量。
本文将介绍一种精馏塔控制方案,以提高塔的稳定性和效率。
1. 控制策略1.1 温度控制精馏塔的温度控制是塔内液体和蒸汽相平衡的关键。
通过控制塔顶和塔底的温度,可以调节塔内液位和物料的分离。
常见的控制策略有:•温度比例控制:根据塔顶温度的偏差与目标温度之间的比例关系,调整塔底的回流液流量。
•迭代控制:根据塔底液位的变化,通过反馈调整塔顶温度控制器的参数,以逐步达到温度的稳定。
1.2 压力控制精馏塔的压力控制主要是为了控制蒸汽流量和流体的分布。
压力控制可以通过以下策略实现:•PID控制:利用压力变送器测量塔内压力,并通过PID控制器调节废气量或提升风扇的转速,以保持塔内压力稳定。
•模型预测控制:利用塔内流体的数学模型,预测下一时刻的压力,然后通过调节控制器输出,实现精确的压力控制。
1.3 液位控制精馏塔的液位控制是控制塔内液体高度的重要环节,液位控制的好坏影响着塔内液体的扩散和分离效果。
常见的控制策略有:•PID控制:通过测量塔内液位高度,并根据设定的目标值进行反馈调节,保持液位稳定。
•前馈控制:通过预先计算液位的变化趋势,利用前馈信号及时调整液位,以提高液位的控制精度。
2. 性能评估为了评估控制方案的有效性和稳定性,需要对精馏塔的控制系统进行性能评估。
常用的评估指标有:•稳态误差:指控制系统在稳定状态下与目标值之间的偏差,稳态误差越小,说明控制系统越稳定。
•动态响应:指控制系统对于输入信号的响应速度和抑制扰动的能力。
动态响应越快,说明控制系统的响应速度越高。
•系统稳定性:通过计算系统的闭环传递函数,判断系统是否稳定。
如果传递函数的特征根都具有负实部,说明系统稳定。
3. 控制优化为了进一步提高精馏塔的控制效果,可以采用控制优化的方法。
常见的控制优化技术有:•模型预测控制:利用精馏塔的数学模型,预测未来一段时间内的塔内流体状态,并根据预测结果进行控制器的调整。
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影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰。 一般情况下精馏塔塔釜的温度 , 我们是通过控制精馏塔 釜内灵敏板的温度来控制的 。 以往调节只是采用灵敏板 温度调节器单一 回路调节 ,调节反应慢 , 时间滞后 ,对 精馏操作而言 ,产品的纯度很难保证 。精馏塔的控制最 终目标是: 在保证产品质量的前提下 ,使回收率最高,
能耗最小 , 或使总收益最大 。在这个情况为了更好实现 精馏的目标就有了提馏段温度控制系统的产生。
精馏塔提馏段基本方案
——精馏塔提馏段单回路温度控制方案
在再沸器中 , 用蒸汽加热塔釜液产生蒸汽 ,然后在塔釜 中与下降物料进行传热传质 。为了保证生产过程顺利进
行 , 需要把提馏段温度θ保持衡关系 对提留段内任一塔板j作物料平衡计算 ,其组分的物料平 衡关系为:
式中 ,Vs表示各层塔板的上升蒸汽量 ,Yj为塔板 上气相 的轻组分浓度 , Ls为提留段内各层踏板的下流液体流量, Xj- 1是从j- 1 快塔板留下的液相中轻组分浓度 ,B为塔釜 采出量 ,X为塔釜采出物轻组分的浓度。
工艺流程图
硬件
控制系统硬件采用可靠PLC总线工业
控制机为主控机, 下挂多回路智能调 节器方式.其结构设计为直接数据采 集、冗余并行分布式控制结构.该系 统硬件结构设计框图如上图所示.工 业控制机和智能调节器都可作为直 接控制级设备完成控制任务, 工业控 制机还执行对全部过程参数的监测 等功能. 工业控制机和智能调节器都 具有自诊断和智能逻辑判断功能, 二 者之间采用多路智能通讯硬件支持 下的标准R s 一2 3 2 c 通讯方式传递 信息.工业控制机通过自诊断和逻辑 判断可自动选择, 或由操作人员人为 选择某一种控制级设备的控制信号 输出到现场, 从而实现自诊断功能和 智能判断功能支持下的冗余并行控 制.
精馏塔的自动控制

精馏过程是石油和化工生产中应用极为广泛的生产过程,它是利用混合液中各组分挥发度的不同,将各组分进行分离以提取达到规定纯度要求的产品。
精馏过程是一个非常复杂的过程,其关键设备是精馏塔,。
在精馏操作中,被控变量多,可以选用的操作变量也多,它们之间又可以有多种不同组合。
所以,控制方案繁多。
一、工艺要求和约束条件要对精馏塔实施有效的自动控制,必须首先了解精馏塔的控制目标。
精馏塔的控制目标一般从质量指标、产品产量和能量消耗三方面考虑。
任何精馏塔的操作情况同时受约束条件的制约,因此,在考虑精馏塔控制方案时一定要把这些因素考虑进去。
1.质量指标质量指标(即产品纯度)必须符合规定的要求。
一般应使塔顶或塔底产品之一达到规定的纯度,要求另一个产品也应该维持在规定的范围之内,或者塔项和塔底的产品均保证一定的纯度要求。
如果产品质量不合格,它的价值就将远远低于合格产品。
但决不是说质量越高越好。
由于质量超过规定,产品的价值并不因此而增加;而产品产量却可能下降,同时操作成本主要是能量消耗会增加很多。
因此,总的价值反倒下降了。
由此可见,除了要考虑使产品符合规格外,还应同时考虑产品的产量和能量消耗。
2.产品产量指标在达到一定质量指标要求的前提下,应得到尽可能高的产量,从而使产品的回收率提高。
这对于提高经济效益显然是有利的。
产品的回收率定义为产品量与进料中该产品组分的量之比。
即:Ri =P/Fzi(8)生产效益除了产品纯度与产品回收率之间的关系,还必须考虑能量消耗因素。
由精馏原理可知,用精馏搭进行混合物的分离是要消耗一定能量的;要使分离的产品质量越高,产品产量越多,所需的能量也就越大。
3.能耗要求和经济性指标精馏过程中消耗的能量,主要是再沸器的加热量和冷凝器的冷却量消耗;此外,塔和附属设备及管线也要散失部分能量。
在一定的纯度要求下,增加塔内的上升蒸汽是有利于提高产品回收率的;同时也意味着再沸器的能量消耗要增大。
且任何事物总是有一定限度的。
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l t li e tz d Co r l o l fDitl to o e sBa e n Kno ldg a a e e n e lg n ie nt o de sil i n Pr c s s d o M o a w e eM n g m nt
J X , Z ULd ̄ F NY nfn , Z AOF n , T N i -u Iu H ii A u- g H e eg A GJ nh a a ( ol e f hmi l n i ei , i unU iesy C eg u60 6 , hn ) C l g C e c g er g Sc a nvri, hn d 1 0 5 C ia e o aE n n h t
o f u e o t c b rt h q e f mo e b t ci ,e p e s t g r u y e - c i u s o d l a s a t n x r s in a d a p iai n i e n r o o n p l t ,wh c S s i be t e c o ih i ut l t a o h
.
e h i rl z t t t t bet l , n a pi e dl l e ru h r r tcnq et ai es a g , eojc asae t l s do t zdmo e c s r bo g towa u o e e h re h y c S g c a S n mi a we S f d
类 、主动实体 ( 能体) 智 类和最优化模 型类 ,通过知识 推理将三个类关联形成 精馏塔管控 一体化的知 识化 智能平台 ,其
中知 识推理采用 了基于人工 神经 网络的数据挖 掘技术 。实际应 用证 明该体系结构是可行的。 关键 词:知识管理 ;神经 网络控制 ;数据挖 掘;面向智能体
中图分类号:T 2 .;T 3 P 8 Q0 18 PI ;T I 文献标识码 :A
e gn eig c c msa c . d n rec l sl a a t g s ae yWa s dt e r n n l eyteo t z d n ie r i u t e Od ev l ef d i t tg S u e d t mieo -n l pi e n r n e - p n r o e i h mi
b s g a e t re t d mo ei g me o . u te o e a l in me o S s b i e ik t e t r e y u i n in d l t d F r r r , n g o e n h hm n i a o t d Wa e t l h d t l h e l t h a s o n h k n s o l st n t c e itl g n l t fd si a in t we n o l g Th l t S i d t e i id fc a c sr t n el e t o i l t S o o u t h i p o tl o o rc t l n . ep o o r i Wa ame r a z o le it g ai n o n r o fma a e n d p o s o to l g a d t n u e t e d si ai n p o e st p r t sb s e t n g me ta r c sc nr l n , n e i n e s r i l t r c s o e ae a i e t o h tl o o t t p o t h o e g l i n Wa h a t r e y d t n n a e n n u a n t r s Th a S r f .T e k wld e i a o S c a c i d b a a mi i g b s d o e r e wo k i n l t r e z l e f me Wa l
o t l n a me s o sd r t i c t c n o l g p a tr c n i e i g ma r s p r i g c s d mak t c n i o As n i o ra t r i r e n e a o ,o e an t a r e l t o n o dt n i a mp tn
Absr c : I r e o r s a c h p i z d c to l g me o rd si ai n p oc s n e e u e ti t a t n o d rt e e r h t e o tmie onr li t d f it lto r e su d rt nc ran n h o l h
cr u tn , g n r lc n o t t ge f i i a in p o s r n y d a d t e i tl g n i d c n o i ms c c ae e e a o t ls ae iso s l t r c s we e a a z , n e l e t r r d tl o e l e h n i e o r z t l
识管理 的智能化控制框架 。框架引入知识管理 体系结构,解决 了模型构建 、表述 、引用等更适应 于工程 化应用的信息 化处理 技术 ,采用单神经元 自适应 控制策略 , 确定不 同条件下动态优 化的馏 出物组成 , 进而确定 各控 制点的控制参数 。 并研 究精馏 塔知识管 理的模型表达方式 , 在面 向对象建模方法基础上 , 采用 面 向智能体 的建模 方法, 建立 了客 体( 对象)
l meb s d o o e e ma g me tWa r p e l s t d Kn wld e ma g me tWa it uc fa a e n kn wldg na e n Sp o os d a d i u tae . o e g n a e n S n od e d n l r r
Au . 2 0 g 0 6
文 章 编 号 : 1 0 -0 52 0 )40 2 -6 0 39 1(0 60 -6 80
基 于知识 管理 的精馏塔 智能化控 制模型
吉 旭, 朱立 嘉, 范云峰, 赵 丰, 唐建 华
(四川 大学 化 工学院, 四川 成都 606 105)
摘 要 :为解决多变操 作环境下精馏塔在线控 制调优 问题,分析 了精馏塔传统 的控 制策略与缺 陷,提出精馏塔基于知
维普资讯
第2 O卷第 4期 2 0 年 8 月 06
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