TE化工过程优化控制仿真系统研究

发布时间：2018-01-24 09:25

本文关键词： TE化工过程仿真系统 PCS7 MATLAB MBD WinAC　出处：《北方工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着经济的发展,工业生产规模越来越大,进而企业工厂对能源资源的需求也越来越多,与之对应所耗费的资金日渐增多,因此,企业之间的竞争力也急剧增加。另外,随着工业生产规模逐渐增大以及其生产过程也越来越复杂,所以企业对复杂工业控制及优化技术越来越看重,而TE过程就是对田纳西-伊斯曼化工公司实际生产工艺流程的模拟仿真,包含了工业中主要控制单元,如反应器、气液分离器和汽提塔等,所以对TE过程的优化控制技术逐渐成为操作优化领域研究的新焦点。通过对TE化工过程工艺的深入研究,完成了TE过程的建模及最优化优设计,然后,在SIMATICPCS7软件系统的基础上,利用MATLAB仿真软件的强大设计和计算功能,完成了TE化工过程模拟仿真系统的构建。本文对TE模型的过程对象和控制回路进行了系统分析,然后使用PCS7软件中CFC块,SCL编程语言和MATLAB软件完成了TE模型各单元的机理模型构建,包括反应器系统、冷凝器系统、气液分离器系统、汽提塔系统等,再根据各子系统对象特性,设计了控制回路的比例、串级、分成等基础PID控制策略。最后,以西门子工控机为基础平台,利用WinAC软件为控制器,PCS7系统搭建控制回路,再将MATLAB软件作为辅助计算工具,建立了全集成的仿真系统。文章在设计仿真系统时,还融合了基于模型的设计(Model Based Design)思想,系统而详细地将MATLAB中模块代码生成技术和TE模型集成技术进行了介绍,还通过OS站对模型监控画面进行了组态,仿真界面友好美观,不仅可以进行实时仿真,还可以对数据历史曲线进行分析。最后,通过仿真系统实验分析,使用PID TUNER对反应器控制回路参数进行了优化,优化后系统在快速响应特性和抗干扰能力显著提高。此TE化工过程优化控制仿真系统为学者研究控制算法、验证控制策略以及现场员工模拟培训等提供了良好的平台;装置控制方案设计和故障诊断也可以基于此平台进行验证;尤其对于化工行业研究员研究现场工况条件和评价系统性能有着重要的意义。
[Abstract]:With the development of economy , the scale of industrial production is getting more and more , and the demand of enterprise factories to energy resources is more and more , so the competition among enterprises is becoming more and more complex . The verification control strategy and on - site employee simulation training provide a good platform ; the device control scheme design and fault diagnosis can also be verified based on this platform ; especially for the chemical industry researchers , it is important to study the field working condition and evaluate the performance of the system .

【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ018;TP391.9

【参考文献】