多模态数据驱动的城市固废焚烧过程验证平台设计与实现

鉴于城市固废焚烧(municipal solid waste incineration,MSWI)过程控制系统的封闭特性与工业现场的安全性要求,如何实现离线多模态数据的时间同步发布和如何搭建数据驱动预测模型的类工业现场验证环境,是实现智能建模算法落地应用需首要解决的关键问题。该文开发多模态数据驱动的MSWI过程验证平台,由多模态历史数据同步子系统和多模态历史数据驱动建模子系统组成。首先,结合现场领域专家预测关键工艺参数过程的抽象化描述,设计验证平台的结构;然后,建立以炉膛温度、烟气含氧量和锅炉蒸汽流量为输出的多模态数据驱动预测模型;最后,搭建硬件环境并开发相应的软件系统,实现子系统间的协同运行。利用实际过程数据与火焰视频验证该平台能够解决多模态数据驱动预测模型构建中存在的采样难、同步难、匹配难等问题,能够提供可靠的工程化验证环境。

城市生活垃圾焚烧过程监控半实物仿真平台研发

为了城市生活垃圾焚烧过程建模、控制、优化等方法的研究测试,将实物控制系统与虚拟对象结合起来研发了一种具有三层结构的半实物仿真平台。该平台的实物控制系统由智能控制优化层和基础控制层组成;虚拟对象层包括软件模拟的仪表、执行机构装置和焚烧过程模型。开发了人机界面、设备与参数的监控、焚烧过程模型以及OPC通讯等软件。测试了智能控制优化层和基础控制层的各项功能,结果表明:该平台的软、硬件部分运行稳定而可靠,能够有效而正确反映焚烧过程的变化。

城市生活垃圾焚烧过程模型操作软件开发

为了给城市生活垃圾焚烧过程参数控制与优化方法的研究提供便捷的操作环境,开发了一套可以对该过程模型运行状态进行操作的软件。在分析功能、数据等需求的基础上,根据模块化编程思想设计了由人机界面、后台模型和模块通讯组成的三层软件架构,并采用基于.Net平台的C#语言、Unity3D引擎、MATLAB、OPC等工具实现了各功能模块及其通讯软件。实验测试结果表明该软件可正常显示和操作垃圾焚烧过程参数与设备的运行状态,为研究城市生活垃圾焚烧过程的运行机理和控制方法奠定了基础。