基于改进S^(3)控制结构的批次过程控制系统架构研究

传统的连续过程控制系统不能很好地实现工艺与控制相分离,生产效率低下。针对此问题,提出了一种基于改进调度器、选择器和同步器(scheduler selector synchronizer,S^(3))控制结构的批次过程控制系统架构。该架构在调度层中建立了基于G描述语言的组件描述和基于改进S^(3)控制结构的调度器,使工艺与控制相分离;在数据层中建立了相逻辑接口表;在控制层中基于ISA S88标准和IEC 61499标准建立了离散化的控制功能块,并设计了S^(3)控制结构的选择器和同步器实现工艺的可重构。实验结果表明,所提批次过程控制系统架构在不改变控制程序的情况下完成了不同工艺流程的控制任务,实现了工艺与控制相分离,并缩短了工艺流程修改时间。

面向应用型大学“过程控制系统”的教学改革与研究

“过程控制系统”是自动化类专业的核心课程,涵盖了从理论到实践的广泛内容,涉及化工、电力、石油等多个行业的过程控制技术。面对工业产业升级和先进过程控制技术的引入,本课程的教学面临新的挑战与机遇。本文基于无锡学院的教学改革实践,探讨了“过程控制系统”课程在应用型大学中的教学改革方向。本文首先介绍了课程在自动化专业中的重要地位及其面临的挑战,随后重点分析了课程体系改革、教学方法创新及实验教学的改革探索,旨在现代工程教育认证标准体系下提升学生的实际工程能力和创新素养,推动应用型大学的教学质量提升。

过程控制仪器仪表的运行维护措施分析

过程控制仪器仪表在现代工业生产中的稳定运行与安全维护,能够直接关系到生产过程的效率与安全,因此对过程控制仪器仪表的运行维护措施进行深入分析,对于提高设备可靠性、延长使用寿命以及保障生产安全具有重要意义。本文采用理论研究和实例探析等方法,分析了过程控制仪器仪表的运行维护措施方法,并从发现新现象、研发新系统、创新研究方法、试验新技术,以及强调运行维护实用性的角度提出了相关的运行维护策略与建议,旨在全面提升过程控制仪器仪表的运行维护效果,推动生产行业的创新与发展。

基于二阶价值梯度模型强化学习的工业过程控制方法

为了实现对高延时、非线性和强耦合的复杂工业过程稳定准确的连续控制,提出了一种基于二阶价值梯度模型强化学习的控制方法。首先,该方法在模型训练过程中加入了状态价值函数的二阶梯度信息,具备更精确的函数逼近能力和更高的鲁棒性,学习迭代效率更高;其次,通过采用新的状态采样策略,可以更高效地利用模型进行策略学习。最后,通过在OpenAI的Gym公共实验环境和两个工业场景的仿真环境的实验表明:基于二阶价值梯度模型对比传统的基于最大似然估计模型,环境模型预测误差显著降低;基于二阶价值梯度模型的强化学习方法学习效率优于现有的基于模型的策略优化方法,具备更好的控制性能,并减小了控制过程中的振荡现象。可见该方法能有效地提升训练效率,同时提高工业过程控制的稳定性和准确性。

电化学加工表面均匀性的多变量统计过程控制

零件表面粗糙度对其使用性能有重要影响。为了解决零件表面单一粗糙度参数不能全面反映零件加工表面缺陷的问题,提出一种将基于相关性分析和主元分析的多变量统计过程控制应用于电化学光整加工零件表面均匀性评价的方法。设计无表面缺陷和有表面缺陷两个样件进行对比实验,在电化学光整加工之后记录两个样件的多项表面粗糙度参数,先进行多个参数的单变量统计过程控制,再对多个粗糙度参数进行相关性分析和主元分析,得到综合评价值绘制统计控制图。对比分析结果表明:对于存在局部缺陷的表面,相比单一粗糙度参数,采用综合评价控制图检测零件表面缺陷更准确;基于相关性分析和主元分析的多变量统计过程控制是评价电化学光整加工零件表面均匀性的有效方法。

过程控制工程课程数字化教学体系构建与实践

文章介绍了北京化工大学过程控制工程课程教学团队在课程数字化转型方面的探索与实践。课程教学团队通过建立课程网站、录制授课视频、编写数字化教材等举措来丰富课程数字资源,为学生提供自主学习的生态系统;开发典型化工流程仿真模拟系统,为学生提供接近真实工业环境的学习体验,弥补传统实践教学的不足;借助智慧教学系统进行数字化学情分析,使教师掌握学生的学习动态并及时调整教学策略。这些措施共同推动了教学质量和学生实践能力的显著提升,彰显了工程教育数字化转型的价值。

城市污水处理厂环境生产实习的全过程控制

项目组以城市污水处理厂为例,基于课题化目标管理、强化导师制和突出实习带队教师全过程控制的原则,对环境生产实习流程进行优化设计。2019级环境工程专业环境生产实习实施效果良好,学生实习满意度和团队合作能力得到提高,知识链得以完善。

虚拟-实训递进式综合性实验教学模式探索——以“能源生产过程控制”课程为例

以能源生产过程控制课程实验建设为例,成果导向理念为基础,构建“实训平台实践—虚实结合仿真平台实验—综合创新设计实验”递进式综合性实验教学模式。分别以水箱液位和水箱温度为控制对象,构建简单、串级及前馈-反馈系统,并引导学生直观感受各类控制系统的特点与工程整定方法。同时构建以成果为导向的持续改进质量监督评估体系。对比发现,采用新型教学模式后,学生参与率大幅度提高(50%~80%),同时学生知识掌握程度以及实验报告成绩也大幅度提升。通过虚拟-实训递进式综合性实验教学模式探索,重构专业培养方案实践环节,改进实验课程教学内容。

基于计算机网络技术的工业炉过程控制系统研究

在当今数字化时代,计算机网络技术在各个领域都发挥着越来越重要的作用,其中工业炉过程控制系统作为工业生产的核心组成部分,也在不断受益于先进的计算机网络技术的发展。传统工业炉控制方法存在较多问题,影响控制精度与可靠性。解决这些问题的关键在于引入现代化的计算机网络技术、智能化算法和实时监测系统,以提高工业炉过程的控制精度、适应性、安全性和能源利用效率。工业炉过程控制系统的研究,基于计算机网络技术的不断创新与应用,为现代工业生产带来了巨大的变革和提升。通过对炉内温度、压力、流量等关键参数的实时监测和精准控制,计算机网络技术使得工业炉过程更加智能、高效、可靠。本文基于传统工业炉控制问题研究,讨论计算机网络技术的应用、工业炉过程控制系统设计以及关键技术应用。希望这一研究不仅推动工业生产的数字化和智能化进程,也能为提高生产效率、降低能耗、确保安全生产等方面作出积极贡献。

“过程控制工程”课程体系虚拟教研室建设与探讨

虚拟教研室是“智能+”时代高校教学发展的产物,成为高校专业教学建设和管理的新形态。以自动化类专业“过程控制工程”课程体系的教研室建设为例,探讨在国际工程教育专业认证要求下的虚拟教研室建设方案,包括教学目标、教学资源建设、虚拟化“以赛促教”教学新模式及教学团队建设等,达到提高教学团队整体教学水平、转变教师教学理念、促进学生自主学习能力培养的目的。

基于二项分布的统计过程控制方法在血液质量控制中的应用研究

目的通过引入统计过程控制(SPC)方法,分析去白细胞悬浮红细胞的质量控制项目,以期在血液质量控制数据的有效应用方面取得进展,并为血液质量的持续改进提供循证依据。方法自2020—2022年,收集了重庆地区6家血站的去白细胞悬浮红细胞质量控制项目检测数据。利用Minitab软件进行统计过程控制分析,绘制p控制图,计算各质控项目的不符合率及其95%置信区间,以及过程能力指数(Z值)。结果根据《全血及成分血质量要求》对去白细胞悬浮红细胞的质量控制项目进行评估,得出外观、储存期末溶血率、无菌试验符合率均为100%。然而,容量、血红蛋白含量、血细胞比容、白细胞残留量的符合率未能达到100%,但均≥75%。通过基于二项分布的p控制图,进一步识别了生产过程的受控状态。在总体符合率满足国标要求的情况下,发现容量、血红蛋白含量、血细胞比容、白细胞残留量在不同机构中存在失控点,并呈现出明显的趋势。各质控项目的不符合率虽均小于25%,但在95%置信水平下,B、C、E、F,4家血站的白细胞残留量显示不符合规定(>25%)。通过构建能力评价指标Z值进行计数资料的过程能力分析,结果显示E机构的容量,以及B、C、F机构的血细胞比容和全部6家血站的白细胞残留量Z值均<2,提示存在质量改进的空间。结论基于二项分布的统计过程控制方法,对血液成分质量控制具有较好的应用价值,能够进一步实现对血液采集、制备和储存过程的实时监控和过程改进。

新合成氨装置过程控制“零手动”改造

浙江晋巨化工有限公司新建一套空分装置和煤制合成氨装置,在投料试生产期间开展先进过程控制(APC)改造。该项目采用多变量预测控制、智能控制、软测量和工艺计算等策略,解决了常规比例-积分-微分(PID)控制受干扰和滞后问题,增强了装置的抗干扰能力,提高了装置运行的平稳性,达到节能降耗、减碳减排、提高劳动生产率、降低操作员劳动强度等效果。在煤制合成氨和甲醇装置中实现了全要素数字化交付、全装置全流程“零手动”智能化控制。

多变量统计过程控制技术在药品生产过程中的应用

介绍了多变量统计过程控制(multivariate statistical process control,MSPC)的基本概念和有关背景。描述了MSPC实施的基本流程以及常用统计量与控制图。强调了MSPC在药品生产过程中的重要作用,特别是中药领域,为药品生产过程质量控制方法的选择提供参考。总结了MSPC的优势和不足,并展望了MSPC在药品生产和质量控制方面的发展趋势。

面向过程控制的煤泥浮选机理建模与仿真研究

煤泥浮选过程是变量耦合、时滞及非线性的复杂工业过程,其动态模型的建立是研究煤泥浮选过程智能控制方法的基础。针对现有煤泥浮选过程控制模型难以反映实际煤泥浮选过程全流程运行动态特性的问题,基于质量守恒原理建立了一种煤泥浮选过程全流程仿真模型。首先,通过对煤泥浮选过程各关键设备的机理分析,建立了相应工艺环节的数学模型;其次,为模拟煤泥浮选过程全流程运行状态,联结各模块构建了完整的煤泥浮选过程模型,其中,模型参数采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法辨识得到。最后,通过仿真实验验证了所建模型的有效性,为煤泥浮选过程先进控制方法和优化策略的研究提供了理论基础。

基于认知分层的“过程控制”课程培养模式

针对当前专业课程综合实践教学环节中存在的教学过程对创新思维培养不够系统化的问题,提出基于知识点认知层次递进的创新思维教学方案,并面向三峡大学电气与新能源学院的行业背景,通过电容器特征参数检测平台设计案例呈现实践教学环节的设计内容。教学实践结果表明,学生能够将课程理论知识用于解决电气工程领域的复杂工程问题,并能够在设计环节体现创新意识,相关设计成果已获得同行的认可。

建筑工程造价管理全过程控制研究

建筑工程造价管理是确保建筑工程在预算范围内完成的过程。在建筑工程的整个生命周期中,造价管理是一个持续的过程,需要进行全面的控制和管理。本研究旨在探讨建筑工程造价管理全过程控制的关键因素,包括预算编制、施工成本控制、变更管理、质量控制等方面。通过对相关案例的分析和实证研究,探究如何科学有效地实施建筑工程造价管理,以提高建筑工程的质量、效率和经济效益。

石油化工领域自动化专业过程控制课程群交叉融合教学体系设计

设计一种适合于石油化工类学校自动化专业的过程控制方向课程教学体系。该体系以石油炼化实验平台为依托,将石油炼化这一过程复杂、工艺灵活、形态多样的工程实际问题作为案例贯穿于本科生全阶段学习过程中,使学生循序渐进地掌握系统的专业知识,并具备初步的工程分析与设计等实践能力。教学实践证明该体系效果提升明显,学生的学习能力、团队协作能力、实践能力等均得到显著提升。

基于统计过程控制的药品用量动态监测研究

目的 探索基于统计过程控制(SPC)的药品用量动态监测方法,以提升药品使用过程的宏观监管水平。方法 根据药品费用和国家相关文件建立我院重点监控药品品种目录。以全院、门诊药房和住院药房的重点监控药品品种月度用量数据为监测对象,利用SPC的X控制图、移动极差控制图和指数加权移动平均值控制图建立药品用量动态监测(DMDC)模型,分别从单月用量、极差变化以及用量趋势3个维度进行监测。以瑞舒伐他汀、美托洛尔和美罗培南为例,展示DMDC模型的监测效果。结果 针对全院、门诊药房和住院药房分别建立了包含203、167和200个品种的重点监控药品目录。在排除无法建模及建模失败的品种后,成功为这3个药品消耗区域分别建立了179、116和172个DMDC模型。这3组模型在2024年前4个月的实践中,警示的药品品种数分别为54、32、62个。所建DMDC模型成功监测了全院瑞舒伐他汀、门诊药房美托洛尔以及住院药房美罗培南等药品的月度用量。相较于我院原用的浮动率排序法,DMDC模型的应用显著提升了药品监测的范围和深度,监测品种由原先的约50种大幅扩展至179种,监测维度也从1个维度增加到了3个维度。结论 基于SPC的DMDC模型有效、可行,适用于对月度用量较稳定的药品品种进行监测。

基于统计过程控制(SPC)的烟草制丝工艺设备自动监测系统

以保障烟草制丝工艺质量为目的,该文设计基于统计过程控制(SPC)的烟草制丝工艺设备自动监测系统。获得制丝工序信息特征信息,制定工序级生产计划和质量规划,在烟草制丝工艺设备运行时,采集其现场数据,通过SPC统计获得监测结果,并将该结果反馈到生产过程监测管理模块,获得当前烟草制丝工艺设备产能,经过运行烟草制丝工艺设备自动监测系统,实现烟草制丝工艺设备自动化监控和管理。实验表明,该系统运行稳定,可有效实现烟草制丝工艺设备自动监测,可实现自动化、高效率、高精度监测,从而提高烟草制丝的产量和质量。

基于OBE理念的《过程控制系统》仿真教学改革探索与实践

按照新工科背景下本科高水平应用型人才培养的办学定位及综合能力培养的工程教育专业认证指标,对过程控制系统进行了仿真环节教学改革的探索与实践,采用MATLAB软件对该课程的数学模型、单闭环控制、复杂控制及大作业环节等进行仿真建模与分析,利用仿真中数值计算简便及数据可视化优点,增加学生对课程重点及难点内容的理解程度,提高学生行业软件的计算机操作水平,培养学生使用专业软件及理论知识分析、解决问题的工程能力。实践结果表明,该仿真实验环节的教学改革有利于学生进行自主学习和训练,能够有效地提高学生的学习成果,为后续过程控制系统课程设计等实践环节提供知识和能力储备,也可以为其他相关课程的教学改革提供参考。According to the school-running orientation of high-level applied talents training and programmatic accreditation of engineering education of comprehensive ability cultivation under the new engineering background, the exploration and practice of simulation teaching reform of process control system are carried out. The MATLAB software is used to simulate and analyze the mathematical model, single closed-loop control, complex control and large homework links of the course. By using the advantages of simple numerical calculation and data visualization in simulation, students can increase their understanding of the key and difficult contents of the course, improve their computer operation level of profession software, and cultivate their engineering ability to analyze and solve problems by using professional software and theoretical knowledge. The practical results show that the simulation experiment teaching reform is conducive to students’ self-learning and training, which can effectively improve students’ learning outcomes and provide knowledge and ability reserves for the subsequent process control system curriculum design and other practical links. It can also provide a reference for the teaching reform of other related courses.