Application of Neural network PID Controller in Constant Temper-ature and Constant Liquid-level System

Guided by the principle of neural network, an intelligent PID controller based on neural network is devised and applied to control of constant temperature and constant liquidlevel system. The experiment results show that this controller has high accuracy and strong robustness and good characters.

Experimental analysis on adjusting performance of vapor-liquid two-phase flow controller

The vapor-liquid self-adjusting controller is an innovative automatic regulating valve.In order to ensure adjusted objects run safely and economically,the controller automatically adjusts the liquid flux to keep liquid level at a required level according to physical properties of vapor-liquid two-phase fluid.The adjusting mechanics,the controller’s performance and influencing factors of its stability have been analyzed in this paper.The theoretical analysis and successful applications have demonstrated this controller can keep the liquid level steady with good performance.The actual application in industry has shown that the controller can satisfactorily meet the requirement of industrial production and has wide application areas.

基于单片机的造纸用液位自动化控制系统研究

为切实应对以往造纸用液位控制系统依赖于自动控制机理构建控制电路所造成的液位控制精确度低与自动化程度低等问题,由嵌入式技术重焕液位控制系统活力着手,针对造纸碱回收蒸发工段黑液液位控制需求,基于52单片机和超声波传感器搭建了液位自动化控制系统。系统测试结果表明,以单片机与传感器相结合的液位控制系统精准度高、自动化程度高,且安全稳定性更高,不仅可充分适应当前追求无人化、高效化的造纸工业生产体系,还可普遍推广应用于其他工业领域。

室内绿植智能浇水系统

针对盆栽进行智能、合理的维护,解决在栽培过程中无法及时浇水以及无法控制浇水量的问题,设计了一款自动浇水装置。采用单片机作为内部控制器,该装置装配有温湿度传感器和液位传感器等环境参数检测设备,能够智能地响应室内环境和土壤潜在需求。通过PID控制算法来控制进出水泵出水量,将期望出水量设置为SP并实时检测实际出水量PV,通过计算误差并根据PID控制器输出的控制变量U控制相应的继电装置,以实现自动浇水装置的智能化控制。

基于智能控制算法液位控制系统的实现

利用西门子S7-1500系列PLC模组和MCGS触摸屏,实现对双容水箱系统的液位恒值控制和水箱液位的实时监控。在不需要建立被控过程的数学模型的前提下,采用了模糊控制和模糊积分控制两种智能控制算法对液位进行控制,并分析了两种智能算法的优缺点。通过现场实验证明了模糊控制算法存在静态误差,而加入积分控制后误差可以被消除。该系统具有可视性强、控制效果好等优点。

川西北含硫气井分离器液位控制方式优化及仪表选型研究

川西北高压含硫气井投产以来,各采气单井分离器液位调节阀全部采用两位式控制方式,投产初期运行正常,但随后逐渐出现调节阀磨损、阀杆连接件卡阻、卡死不动作等故障。为解决上述问题,从液位检测仪表、分离器调节阀、液位控制方式三个维度开展应用效果对比和适应性分析,总结出一套高压含硫气井分离器液位控制推荐做法。并将研究结果在相似高压含硫气井推广应用,效果良好。这为各类分离器液位调节找到了一个新的解决思路,可为类似装置的方案设计提供参考。

液位控制实训平台设计

液位控制是工业生产中典型的控制系统,为适应高职院校培养高技能应用型人才的需要,该文搭建了一套可灵活拆装的多功能液位控制实训平台。基于该平台,可开展流体管路和电路设计、模块组装、电路的接线、控制器调试与实验、系统检修与维护等操作实训。该实训平台占地小,使用灵活,将现实的液位控制对象集成为教学平台,利于动手、便于教学。该平台为学生提供了设计实验和动手操作的机会,增强了学生的综合能力、创新能力及职业素养,对提高技能人才培养质量具有借鉴意义。

一类复杂工业过程的数据驱动与PID协调控制

针对一类具有强非线性且难以建立精确数学模型的复杂工业过程,提出了一种基于PID与数据驱动的协调控制策略。在系统初始阶段,采用PID控制方法,不需要建立系统的数学模型,就能获得大量系统输入输出(I/O)数据。在系统稳态阶段,提出了多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)无模型自适应离散终端滑模控制(model-free adaptive discrete terminal sliding mode control,MFA-DTSMC)方法,该方法基于系统的紧格式动态线性化数据模型,且伪Jacobian矩阵(pseudo-Jacobian matrix,PJM)估计算法仅取决于被控对象的I/O测量数据。其次,设计了一种协调控制策略,实现了PID与数据驱动控制器之间的协调控制。以双容水箱液位系统为例进行仿真实验,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

基于扰动观测器的双容液位系统RBF神经网络滑模控制

针对双容液位系统存在的外部扰动、模型参数不确定等问题,设计了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDOB)的径向基函数神经网络滑模控制(radial basis function neural network sliding mode control,RNNSMC)方法。建立双容液位系统数学模型,采用积分型滑模面来提高系统的鲁棒性,在常规积分滑模控制的基础上,通过RBF神经网络(RBF neural network,RNN)对系统的非线性函数进行逼近,并设计非线性扰动观测器估计外部扰动,选用Lyapunov稳定性判据证明了控制策略的闭环稳定性。仿真结果表明,所提控制策略与积分滑模控制(integral sliding mode control,ISMC)方法相比,不需要精确的数学模型,且控制精度更高,抗干扰能力更强。

储罐液位控制节能参数仿真研究

在石油化工行业生产过程中,储罐作为一种最普通的设备被广泛应用。为保证储罐安全,储罐液位须限定在一定范围内,液位控制达到稳态的时间,直接关系到系统的稳定性及节能性。针对如何精准确定控制参数这一问题,采用仿真手段对储罐的液位控制进行研究,找到提高液位控制的节能参数,利用WINCC 7.3上位机编程软件搭建上位机工艺流程,在模块中插入C脚本语言,达到与实际运行一致的工艺参数,在STEP7 V5.5软件搭建下位机PID仿真程序,两个软件做联合仿真。仿真结果表明:在同等工况下(1000 m^(3)缓冲罐,直径11.5 m,高度10.725 m,污水外输泵排量85 m^(3)/h),比例值采用10产生的液位变化曲线达到稳态的时间与比例值采用5液位变化曲线达到稳态的时间相比缩短4 min;初步估算,每天每个泵将减少高频运行时间约为2 h,如果按照72 kW功率计算,每台泵每天节能约为72 kWh,每年节能约为2.628×10^(4)kWh,按照0.54元/kWh电价计算,每台泵每年节约运行费用1.42万元。在油田实际生产运行中,优化控制参数能起到较好的节能降耗作用,产生良好的经济效益。

基于内模控制的喷射成形漏包液位时滞控制策略

针对喷射成形漏包液位系统的时滞问题,研究了漏包液位系统的控制策略,提出基于神经网络辨识模型的内模控制方法。根据漏包液位系统存在饱和模块的特点增加辅助控制器,改进了内模控制结构。为了获得系统的正、逆模型,提出基于粒子群优化的RBF神经网络辨识算法。将该控制策略应用到喷射成形生产线,结果表明:在该控制策略下时滞对液位的稳定性影响大幅减小,液位超调量降低至6 mm以下,双包切换时的波动量降低到15 mm以下。

基于Smith预估模糊PID的浮选液位控制系统设计

浮选机内液位高低影响着浮选效果和生产稳定性,针对煤泥浮选中浮选机液位对浮选结果产生的影响,结合浮选液位控制系统的特点及其性能要求,采用了一种将Smith预估控制、模糊控制、PID控制结合的液位控制系统,并利用MATLAB中Simulink模块设计浮选液位仿真模型,进行仿真分析,同时改变液位以测试系统的稳定性。通过对传统PID、模糊PID及Smith预估模糊PID控制算法进行比较可知,液位控制系统采用Smith预估模糊PID算法,其控制效果由于传统PID和模糊PID控制,调节时间更短,稳定性更强,提高了浮选机液位的稳定性,能更好地满足浮选过程对液位的要求。

基于红外热成像的精馏塔冷凝器液位识别装置及算法研发

在传统原油精馏热旁路法控制塔压过程中,当塔顶不凝气含量较高时,塔压控制存在一定滞后,极端情况下存在回流泵抽空损伤、压力失控等风险,严重影响装置安全生产。为了解决上述问题,提出一种热旁路红外液位识别装置设计方案,在热旁路法塔压调节工艺中加入红外液位识别控制流程,当不凝气大量集聚造成操作大幅波动时,自动触发冷凝液位识别控制回路,精准调节液位,从而降低热旁路塔压控制风险,提升装置安全水平。建立的基于数字图像处理算法的液位识别模型,经验证综合准确率达97.63%,能够满足工业需要。

基于模糊自整定PID的双容水箱串级液位控制系统研究

双容水箱串级液位控制具有抗干扰能力强、超调量小、过渡过程较短等特点。传统的PID算法和参数整定方法难以达到期望的控制效果。因此,针对双容水箱串级液位控制,利用模糊推理的方法实现在线自整定PID参数,设计相应的模糊PID控制器,基于Simulink仿真建模,对比传统的PID与模糊自整定PID输出响应曲线发现,该模糊自整定PID系统具有更好的鲁棒性,抑制系统超调以及对控制参数变化的自适应能力更强。

双闭环比值控制系统传感器故障诊断方法

双闭环比值控制系统由于主从回路滞后效应和闭环回路调节作用,使其故障诊断较为复杂。针对该系统传感器故障难以识别的问题,通过分析反映系统动态特性的实时数据,提出一种基于数据驱动的故障诊断方法。利用拉伊达准则标定检测阈值建立故障检测模型;利用传感器故障传播的滞后特性建立故障定位模型;利用突变故障的幅值特性建立了故障估计模型;利用故障调节动态过程的变化趋势建立了故障分离模型;通过在线数据标定获得了故障诊断动态模型。通过实验验证该方法的有效性和高精度。研究结果表明,所提方法适用于一般双闭环比值控制系统传感器的实时故障诊断,其中故障检测准确率可达98.5%,故障定位准确率可达98.5%,故障估计准确率可达99.28%,故障分离准确率可达98%。

基于ECS-700系统宽融合多支持智能控制应用研究

通过分析ECS-700系统优势,得出ECS-700系统是能满足监控与管理、提高仪表控制系统可靠性,保障生产工艺安全的大型高端集散控制系统;针对兰州某公司水性科技产业园项目水性树脂标段中的电气自控工程实际情况,提出基于ECS-700系统的宽融合多支持智能控制应用方案,设计预处理车间和关键设备智能控制流程。结果表明该应用方案满足了生产和实际工程要求,系统安全可靠,极大地提高了维修效率和控制处理效率。

云南某选矿厂浮选机液位自动控制系统改造

为提高云南华联锌铟有限公司选矿厂浮选矿浆液位的稳定性和浮选产品质量,降低设备故障率和设备维护费用,节省人工成本,进行了浮选机液位自动控制改造。改造与应用表明:相较于传统的浮选机手动液位控制,通过增加液位测量装置、液位控制器、气动执行器,对浮选机建设液位自动控制系统,可在DCS远程操作站设置浮选液位系统参数,监控浮选机生产状况,实现浮选机液位的快速、稳定调节。

基于模糊PID连铸机控制系统的研究与实现

为进一步提升连铸工艺在钢铁冶炼的应用效果,保证铸坯的表面质量和避免漏液等事故的发生,在对连铸机设备简单概述及各部分系统分析的基础上,以结晶器为核心开展了系列研究,重点对其液位和振动的控制系统进行了设计,并明确了对应的控制参数。通过实验表明,所设计的结晶器控制系统可对振动位移进行平稳、快速控制,从而确保产品质量满足要求。

一体化污水处理末端清水池用于绿化储水工艺设计

某工程污水处理采用一体化污水处理设备,在工艺的末端设置清水池。由于工程条件的不同,在处理水质的要求、进出水量的控制、水池液位的设置要求也有所不同。论文通过对工程各项条件的分析对比,提出合理的清水池液位控制方案、绿化回用供排水方案。

南海某气田三甘醇接触塔液位控制波动处理

南海某气田天然气脱水采用三甘醇脱水工艺,其主要设备三甘醇接触塔液位存在波动,与其相关的设备及参数也随之波动,影响了脱水系统的平稳运行。为提升三甘醇脱水效果,在排除常规原因后,深入分析三甘醇接触塔、闪蒸罐结构以及烃类对液位控制的影响,充分运用PID的调节规律,制定有效的控制策略。通过定期有效排烃、PID整定等措施,三甘醇接触塔液位实现了稳定控制。三甘醇脱水系统设备的有效排烃,以及存在烃类影响时采取合理的PID调节策略,有效提升了液位控制效果,可在采取同类天然气脱水工艺的气田推广。