工控系统中间件研究兼论OPC

扼要分析了中间件原理,对Windows平台下通信技术的核心思想进行了集中解剖,得出两者共同的核心价值都在于分离。通过对Windows平台下通信技术的研究,指出了过程控制对象链接嵌入式技术OPC(OLEforProcessControl)的不足,并根据当前工控系统互联的现状,从中间件角度对工控系统互联的核心技术进行了探讨,对工控系统互联技术的发展方向提出了合理见解,认为开发真正开放的工控系统中间件规范是实现分布式工控系统的有效途径。

控制系统计算机仿真课程教学改革的CDIO实践

本文从教育创新大背景出发,以CDIO理念为指导,提出"仿真是一种基于模型的CDIO活动",进而在此理念指导下调整教学内容,改革教学方式,在三年来的教学实践中取得了良好的效果。

1000MW超超临界机组激励式仿真系统

介绍一种在1 000MW超超临界机组上取得成功应用的激励式仿真系统。该系统基于虚拟分布式过程单元,具有与现场完全一致的操作界面与控制逻辑,实现全部控制逻辑和控制参数在投入现场运行前系统的技术测试和验证,可用于运行人员培训和试验研究.应用结果表明:该系统显著提高了控制系统的可靠性,减少了现场试验工作量和对机组寿命的影响,并降低了现场试验的风险和成本.

基于灰度聚类的光伏红外热斑图像分割方法

针对光伏红外热斑检测问题,提出一种曲线拟合结合图像聚类的热斑红外图像处理方法。首先,将图像灰度变换处理后,采用高斯最小二乘拟合确定聚类中心点;然后,针对传统模糊C均值噪声鲁棒性较差的特点,加入邻域空间影响以及用核距离代替欧式距离的模糊C均值算法对热斑图像进行聚类;最后,根据拟合图进行灰度多阈值分割。实验结果表明:该方法能将光伏组件损坏程度进行量化,区域进行分层,抑制红外图像噪声,提高检测热斑效率的同时,分割准确率可达86%以上。

热工控制系统MATLAB仿真与实践教学改革的创新性研究

本论文研究了热工自动化MATLAB仿真与实践课程的创新型教学改革,提高了学生以MATLAB为工具获取热工自动化专业信息并交流信息的能力。在MATLAB教学中鼓励学生多对生活中的实际问题建立程序的概念,培养学生平时要有意识地通过多读、多熟悉程序语法、提高编程水平,加强解决工程MATLAB实践问题的能力。在实践教学环节中,通过互动,让学生对热工控制系统MATLAB语言的应用领域及专业词汇有深入认识。

基于KLD信息距的过热汽温建模数据提取方法

提出一种基于KLD(Kullback-Leibler Divergence)信息距的建模数据提取方法,首先利用运行数据构建KLD序列,然后对KLD序列进行线性分段,再根据分段结果提取建模数据。利用大型火电机组过热汽温仿真数据和运行数据进行了数据提取和建模验证。结果表明:采用所提方法取得了较好的建模效果,检验了该方法的有效性。

基于神经网络的燃烧优化建模

建立了基于RBF神经网络的燃烧优化模型,实现了最佳给煤量和实发功率的寻优。同时利用MATLAB建立仿真模型,并进行了仿真研究,仿真结果表明:在稳定运行时,当锅炉负荷、电厂用的煤质(即煤发热量的不同)、燃烧所给的送风量和引风量变化时,基于RBF神经网络的锅炉燃烧系统非线性模型能够很好地实现给煤量和实发功率的寻优,所得的结果对锅炉的燃烧优化控制奠定了基础。

工控系统数据访问中间件的研究与设计

通过对现有OPC规范的研究,提出了在现有的各种规范之上增加“中间件层”,从而建立一种真正开放的工控系统中间件规范的建议。针对工控系统的特点和数据访问中间件的需求分析,提出了工控系统数据访问中间件的3层C/M/S(Client/Middleware/Server)体系结构,并建立了系统模型。最后阐述了数据访问中间件的设计思路,也给出了实现方案。

基于偏最小二乘法的气动执行机构故障诊断研究

气动调节阀是工业生产中重要的控制装置,其故障诊断技术越来越受到重视。基于DAMADICS平台建立气动阀门仿真模型,利用DABLib模块生成故障数据。提取故障数据的主元向量,构建PLS模型,将多变量的高维空间影射到低维空间,对数据进行压缩和标准化处理。借助Hotelling T2和SPE统计检测法对平台生成的测试数据与实际数据的残差进行分析。仿真结果表明,该方法实现了对阀门故障的诊断和分类,效果明显。

基于BP神经网络的蓄电池充电控制优化研究

为了对蓄电池的充放电控制过程进行优化,根据其物理模型和化学反应机理,在Simulink环境中搭建铅酸蓄电池的三阶动态仿真模型。设置不同的实验测试条件,分析不同条件对蓄电池端电压和荷电状态(SOC)的影响。依据马斯最佳充电理论,基于BP神经网络算法控制蓄电池的充电电流,并与分阶段变流充电方式进行对比。实验和仿真测试结果表明,所建模型的准确率高,新型充电控制策略能更好地逼近马斯充电曲线,达到提高充电效率和延长蓄电池使用寿命的目的。

基于改进模糊控制和优化Boost电路的光伏MPPT方案

针对光伏电池的物理模型和输出特性,分析扰动观察法的原理和不足,提出一种基于改进模糊控制优化Boost电路的光伏MPPT实现方案。对模糊控制器的输入和隶属函数的选取以及隶属函数的分段进行优化改进,通过调节Boost电路的占空比来寻求光伏电池的最大功率点。在MATLAB中建立系统仿真模型,设置不同的实验测试条件,比较2种MPPT方案在动态速度和稳态精度上的控制效果。仿真结果表明:当光照强度和环境温度发生突变时,新型MPPT控制的跟踪精度和响应速度均高于传统方法,可控性好。

钒液流电池监控系统可靠性设计

目前,钒液流电池是大容量蓄电池领域最新型的技术之一,需要依靠循环泵的动力运行,并对一些关键参数进行监控。全钒液流电池在运行过程中尤其是在充放电状态下决不允许循环泵停转,这就对钒液流电池监控系统的可靠性提出了极高的要求。首先对改进前的钒液流电池监控系统进行了结构分析,建立了监控系统结构图,并利用可靠性框图、故障树分析法、Blocksim软件对监控系统进行了可靠性分析,找出系统的关键点,并对关键点进行了改进,并通过改进前后的可靠性指标对比,表明改进后的监控系统的可靠性有明显提高。

全钒液流电池监控系统开发

针对某变电站试验用钒液流电池,开发出基于PLC的监控系统,在系统运行维护中发挥了重要作用。

AGC模式下协调控制系统PID型并矢控制器的设计与优化

本研究提出一种基于PID-DC(PID型并矢控制器)的优化设计方法。所提出的PID-DC由常规PID控制器对角阵及其前后各一个常数阵构成,对其常数阵根据对象模型的近似并矢展开式进行计算,采用遗传算法对其参数进行寻优计算,其目标函数为新提出的区间ITSWE指标。应用所提出的方法对某机组70%负荷工况点设计CCS(锅炉与汽轮机的协调控制)系统,并以100%负荷工况点进行了鲁棒性检验,获得了优良的AGC(自动发电控制)性能和鲁棒性能,优于现有控制系统。

基于改进遗传算法的电站锅炉汽包水位控制系统优化设计

针对电站锅炉汽包水位控制系统优化设计问题,从控制结构和控制器参数优化两方面均提出了改进方法。针对某汽包水位三冲量控制方案的研究表明,所提的方法获得了良好的控制性能,优于参比方法。

基于牛顿定律设计的无模型不确定性控制系统

在工程实践中,针对工业过程的不确定性设计便于使用和维护的控制器具有重要意义.牛顿定律是广大工程技术人员最熟悉的物理定律之一,文章基于牛顿定律提出了一种无模型不确定性控制系统及其设计方法,该方法通过构建被控系统的位置、速度和加速度三个状态变量,应用卡尔曼滤波器理论设计了牛顿运动力学观测器ONLM,并基于观测到的位置、速度和加速度设计了闭环系统补偿器,构成MFCNLM(Model-Free Control based on Newton’s Laws of Motion)无模型控制系统,使得系统输出跟踪期望的输出轨迹.本文更进一步地提出了PID(Proportional Integral Derivative)控制器设计的牛顿力学原理,分析和论证了MFCNLM控制方法与PID控制方法在控制系统设计上的牛顿力学统一性原理.文章所提出的设计方法不需要被控对象的数学模型,仅需控制工程师给出闭环控制系统期望的过渡过程时间T.文章给出了4个仿真研究和工程应用例子,具体展示了基于牛顿定律的MFCNLM控制系统与PID控制器的设计方法,结果表明所提方法对不确定系统具有良好的控制品质和鲁棒性能.