化工自动化及仪表

2024年05期

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《化工自动化及仪表》创刊于1965年，是中国化工科学研究院主管，天华化工机械及自动化研究设计院有限公司主办的工业应用性科... 展开

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双月刊

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污染源烟气中湿度现场标定技术现状及应用综述 摘要介绍污染源在线烟气用湿度发生标定装置的技术原理及现状，提出了适用于现场应用的便携式湿度发生装置的要求：发湿响应速度快、大流量、高精度、可量值溯源、便于携带等。对国内外不同机理的便携式湿度发生标定装置进行了比较，并提出了未来发展的建议...

基于状态观测器的增量式预测控制 摘要通过状态观测器的状态估计代替内部模型的状态反馈，推导了基于状态观测器的增量式模型预测控制算法，通过增广状态估计实现实测的输出反馈对内部模型进行修正；其次，当模型预测控制内部模型与实际被控对象存在模型失配时，得到存在模型失配的闭环系统...
基于快速动态矩阵控制的抗积分饱和方法 摘要积分饱和在闭环控制系统中是一个不可忽视且非常常见的工业现象，它会导致闭环系统控制品质降低甚至引起闭环不稳定。传统采用二次规划（QP）的QDMC技术往往会消耗大量计算资源和计算时间，并且难以在嵌入式系统中实现。为此，提出一种基于动态矩...
加热炉差分进化分数阶MPC-PIPD温度控制研究 摘要针对加热炉温度控制系统干扰因素多、参数整定难的问题，提出一种基于模型预测控制和PID控制的稳定高效温度控制策略。首先，通过分数阶微积分原理建立加热炉模型，采用分数阶模型预测控制（MPC）方法对系统进行预测和滚动优化，以适应加热炉温度...
模型预测控制在1 030 MW超超临界发电机组的应用 摘要介绍模型预测控制（MPC）在某1 030 MW超超临界燃煤发电机组中的应用。MPC应用于该机组的协调控制（CCS）和主、再热蒸汽温度控制。所用MPC技术是模型辨识和预测控制一体化控制系统。模型辨识使用自主开发的多变量闭环系统辨识技术...

基于Res2Net-RetinaNet的活性污泥指示性微生物目标检测 摘要活性污泥中原生动物、后生动物等指示性微生物是污水处理运行调控的重要指标。针对活性污泥微生物不同种类之间，小目标类微生物体型较小、微生物个体颜色背景和图像颜色背景相似的现象，提出基于Res2Net-RetinaNet的活性污泥指示性微...
DCS控制器中先导式泄压阀异常泄漏信号检测 摘要在DCS控制器中，由于工作环境复杂，先导式泄压阀的泄漏往往呈渐进过程，其影响的电压信号表现为细微而持续的变化，传统方法基于静态或简单统计特征进行判断，难以捕捉因泄漏引起的微小动态变化，导致早期泄漏的漏检或误报。因此，提出一种针对DC...
基于CNN-WSVM的阀门粘滞检测方法 摘要针对实际中粘滞与非粘滞数据不均衡问题，提出基于卷积神经网络和加权支持向量机融合的阀门粘滞检测方法（CNN-WSVM）。首先搭建仿真控制回路生成不同工况的回路运行数据，然后利用一维卷积神经网络模型提取特征，再使用惩罚项系数可调的加权支...
面向涡轮叶片变形测量的旋转适应性图像匹配方法研究 摘要研究了超临界二氧化碳涡轮发电系统叶片在工作情况下的变形测量方法。对于叶片变形测量可采用三维数字图像相关法技术路线（3D-DIC），但是需要解决由于叶片切向变形和相机触发误差引起的区域旋转图像的匹配问题（2D-DIC部分）。针对旋转图...
基于非局部操作和多尺度特征聚合的图像修复方法 摘要为有效解决修复大范围破损图像时存在的纹理模糊和整体语义信息不连贯的问题，提出基于非局部操作和多尺度特征聚合的两阶段图像修复算法，在第1阶段，边缘重建网络生成整体的边缘结构信息；在第2阶段，引入非局部操作机制进行纹理细节信息的修复。在...
掺氢天然气管道泄漏危险介质激光检测扫描方案研究 摘要为提高掺氢天然气管道危险介质检测效率，以流体力学为基础，进行不同工况下危险介质激光检测路径设置分析，并在不同环境风速下对危险介质流体力学进行仿真研究。研究结果表明：随着风速的不断增大，泄漏口与激光器间隔距离变宽，激光距离5 m时的扫...

基于果蝇算法和卷积神经网络的入侵检测研究 摘要提出一种基于果蝇算法（FOA）和卷积神经网络（CNN）的入侵检测方法。FOA实现训练数据的均衡，并结合新型CNN结构（1个输入层、3个卷积层、2个池化层和2个全连接层）改善不均衡数据对入侵检测的影响。研究使用了OpenStack数据...
基于知识图谱的固体推进剂质量缺陷根因变量识别方法研究 摘要针对固体推进剂生产过程中机理复杂、工艺参数众多，导致质量缺陷频发的问题，提出了一种基于知识图谱的固体推进剂质量缺陷根因变量识别的方法。首先通过历史数据挖掘对质量缺陷进行预测，并通过SHAP模型对预测结果进行具体解释。再将数据挖掘结果...
基于权重估计与混合多标准决策的帕累托最优解筛选 摘要对于多目标优化问题，传统的多标准决策方法在求得帕累托最优解集时就会结束。但在实际问题中，往往需要基于决策者的偏好从解集中选取单一的最优方案。基于该问题，创新性地提出基于最小生成树算法的权重学习方法，用于整合决策者的偏好，并结合层次分...
基于LSTM的多因素石灰窑煅烧带温度预测研究 摘要针对石灰窑煅烧过程易出现燃烧不平衡的问题以及石灰窑煅烧系统的滞后性，提出了大数据分析+神经网络的解决方案。利用大数据分析对石灰窑多源历史数据进行数据融合插补，采用多元线性回归方程分析空间因素对温度的影响，通过时间滑窗提取特征，在此基...
碳系填料环氧树脂导电复合材料老化的电学自监测 摘要为实现环氧树脂导电复合材料老化情况的自监测，在双酚A型环氧树脂中添加不同质量分数的碳纳米管、碳黑、石墨烯，经力学、电学测试，优选出碳纳米管作为优选填料，添加量0.3wt%。之后，对0.3wt%的碳纳米管环氧树脂复合材料进行加速老化实...
基于滑动窗口集成即时学习算法的ALD工艺压强预测 1...
基于性能监测的聚合冷凝器结垢RUL预测 摘要原子层沉积（ALD）设备被广泛应用于半导体、新材料、光伏产业中制备高质量纳米膜。针对制膜过程中关闭真空计，导致压强数据缺失，无法判断反应源是否通入及设备是否正常运行的问题，采用软测量方法预测制膜过程中的压强。为提高软测量对不同工艺条...
基于改进多层感知机的工业过程微小故障诊断方法 1...
基于新型时空双注意力模型的聚乙烯树脂密度软测量建模方法 摘要针对聚合反应气相冷凝过程易造成换热器结垢的问题，基于性能监测，对聚合冷凝器结垢剩余使用寿命（RUL）预测方法建立了在线监测系统。该系统利用实时采集的聚合冷凝器运行参数，对其相变过程性能参数进行计算和监测，并基于性能指标对其低劣化趋势...
多釜逆流硝化反应网络变负荷动态特性仿真 摘要建立甲苯硝化多釜逆流反应网络的动态仿真模型，研究反应过程变负荷时冷却水阶跃调整的方式对反应温度动态稳定的影响。针对冷却水阶跃形式s、冷却水阶跃幅度α、阶跃持续时间tF 3个因素设计仿真实验，利用脚本完成实验变量输入，提出了基于温度偏...
一种炼化装置控制回路与工艺参数故障预警系统 摘要针对炼化装置中关键回路和关键工艺参数的异常，构建了一套故障预警系统。该系统由两部分组成：基于支持向量描述的控制回路异常诊断，基于参数平稳性判定和滚动数据SVDD的参数趋势诊断。前者通过建立支持向量数据描述的超球异常检测模型来诊断控制...

蠕动泵灌装工艺稳定性改进研究 摘要针对制药和食品行业蠕动泵灌装头存在的装量随时间衰减的问题，分析影响灌装精度稳定性的机理，并设计了一款高稳定性的挤压式蠕动泵灌装头。挤压式蠕动泵灌装头包含挤压部分和截止部分，挤压部分由挤压活动块和挤压固定块组成，可以通过调整两个挤压块...
基于多尺度超声成像的缺陷识别与量化分析 摘要基于超声波能量衰减、传播路径等规律对管体赋存缺陷的形状、材质、构型进行研究。利用回波信号特征开展多尺度超声成像机理分析，提取缺陷的灵敏维度特征，可快速实现缺陷识别与定量检测，提高超声自动检测精度，降低误判率。关键词超声成像海底...
渤海油田高温智能分注装置可靠性研究与应用 摘要开展了高温智能分注技术研究，结合永置式井下仪器长效工作的特点，开发了高温智能分注工作筒。采用高温电机驱动、耐腐蚀结构材料、高温耐压密封设计等技术，实现了高温智能分注工作筒在150 ℃高温注水井下的长期有效稳定工作，提高了工艺可靠性，...
基于逆向检测方式的储罐呼吸阀在线检测装置研发应用 摘要储罐呼吸阀在线检测在实际应用中较难实现，主要是由于绝大部分储罐与呼吸阀之间未设置隔断阀和测试端口，导致无法有效隔断和开展检测。针对以上情况，基于呼吸阀的结构原理分析总结了逆向在线检测的可行性，并自主设计组装了一套基于逆向检测方式的储...
管壳式换热器换热过程对温度波动控制的影响模拟 摘要管壳式换热器管道中不同流速和不同流体密度的物质在流动过程中会引起流体不平衡，换热过程复杂，导致部分管道内液体温度出现波动，影响温度控制效果。为了确保管壳式换热器的出口温度达到生产需求，针对管壳式换热器换热过程对温度波动控制的影响模拟...
智能化煤层气井技术研究及应用 摘要通过对煤层气开采的单井全方位感知和全智能控制技术进行研究，形成了完善的煤层气井全自动排采管控模式。从煤层气井智能化的两个方面进行了研究——对调节阀做了改进，对功图算水技术进行了改良。应用结果表明：所提智能化煤层气井技术在煤层气井智能...
安装倾斜对轴系推力轴承润滑性能的影响 摘要针对金斯伯里平衡块式推力轴承，给出了在轴线偏斜时各瓦块的载荷分配方程。建立了推力轴承润滑性能的计算模型，给出了最小油膜厚度、最大温度、流量及功耗等润滑性能参数的计算方法，获得了轴线偏斜下金斯伯里推力轴承润滑性能的计算流程。计算分析了...