生活用纸企业生产和能源智能管理平台的工程设计及应用
发布时间：2021-04-07 14:34
造纸是能源密集型工业,生活用纸的制造是造纸工业的重要组成部分,并直接与人民生活相关。随着生活用纸行业集中度的不断提高和“工业4.0”的提出,从工业数据中提取信息,结合优化算法建立数学模型,进行行业的智能生产和管理,能够提高生活用纸企业的生产管理效率,避免生产过程中的资源分配过量,降低企业生产成本,从而获得环境和经济效益。本文以集团化生活用纸企业为对象,针对其生产过程的现状和特点,建立了生活用纸企业的智能管理平台和能源智能管理平台,并在生产智能管理平台引入了供应链管理系统,对生活用纸行业的供应链管理调度进行优化,并通过实践证明了平台和系统的实际应用价值。本研究总结了典型生活用纸生产过程中原纸生产过程以及后加工过程的特点和工艺流程以及自动化程度,对集团化生活用纸企业的生产过程的具体特征进行分析,包括当前存在的问题,为后续建立平台的需求分析提供依据。以上述特征为基础,研究采用硬件和互联网信息技术结合的方式对生产智能管理平台和能源智能管理平台进行了设计,利用智能优化算法建立数据和优化模型,与工业实际模型结合互补,能够实现设备管理、能源管理、生产过程管理、预警、优化等多项功能。相关平台项目均已应...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
大数据平台构架
第三章生产智能管理平台设计及工程应用35络的风险。以防火墙为中心可将所有安全软件配置在防火墙上。（2）工业安全网闸（网络安全设备）工业安全网闸是使用带有多种控制功能的固态开关读写介质连接两个独立主机系统的信息安全设备[104]。工业安全网闸用于生产运营管理系统与DCS、QCS、SCADA等生产过程控制系统进行安全隔离通讯，确保生产安全，广泛应用于电力、石化、化工、造纸、钢铁、水泥、玻璃等行业生产过程数据实时采集。典型的工业安全网闸结构和功能如图3-8所示。图3-8工业安全网闸功能（3）权限管理根据角色来分配权限，相应的角色只能查看和操作对应的数据和画面。生产智能管理平台客户端可设定每个角色可以看到的画面和基础数据修改的权限，特别是工艺参数的修改的权限，除此之外系统还可以设定修改人员和批复人员，保证数据的安全。WEB客户端，也可以设置每个角色的相应权限。系统支持多层级系统管理员授权机制：即支持管理权限的逐级授权。生产智能管理平台中基础数据的修改需要相关人员的审核才能生效，以保证数据的安全性。监控系统提供调试工作状态，在该状态下操作人员可以修改相关参数。关闭调试状态后，系统只能按照工艺人员事先确定的配方、工艺路线、工艺参数运行，操作人员不
华南理工大学博士学位论文38图3-10基于管理业绩维度的生产过程管理针对两个维度的生产过程管理需求，生产智能管理平台的功能设计主要包括了数据采集与设备监视、物料管理、设备效率监测、质量管理、能源管理和生产信息统计等六个功能，下文将进行详细说明。3.2.1数据采集与设备监视在数据采集服务器上安装ProficySCADA以及驱动IGS，通过OPC、MODBUS等通信协议将生产控制系统、视觉剔废系统、包装线系统以及智能电表等的数据采集、集中。现场数据存储通过安装在数据采集服务器的实时历史数据库ProficyHistorian完成。实时历史数据库负责存储来自数据采集接口机的生产现场实时数据，形成历史数据仓库。采集到的数据还需进行加工与处理，才能转换成实际有用的数据。利用数据挖掘等技术将ProficyHistorian数据库中的数据进行加工与处理，并将结果存入SQLServer数据库，方便前台调用。数据的采集、存储、处理与展示的关系如图3-11所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]扬克烘缸干燥能耗与干燥速率的软测量模型及应用[J]. 张维,李继庚,满奕,洪蒙纳. 中国造纸. 2019(05)
[2]基于卷积神经网络的滚动轴承故障诊断[J]. 贺思艳,任利娟,田新诚. 兵工自动化. 2019(03)
[3]基于非线性整数规划的卷纸分切排产方案优化算法研究[J]. 付常洋,王瑜,刘茜,邢素霞,肖洪兵. 中国造纸. 2019(03)
[4]改进遗传算法PID参数优化在吹贯蒸汽流速控制中的应用[J]. 汤伟,杨润珊,孙振宇. 中国造纸学报. 2019(01)
[5]基于PSO-LSSVM算法的造纸过程短期电力负荷预测模型[J]. 胡雨沙,李继庚,洪蒙纳,满奕. 中国造纸学报. 2019(01)
[6]关联规则技术在中医药中的应用现状及思考[J]. 闫蔷薇,王至婉,李海霞. 中医学报. 2019(03)
[7]废水处理系统的动态过程监测[J]. 刘鸿斌,陈琴,张昊,杨冲. 中国造纸. 2019(02)
[8]城镇污水进水COD的预测模型与工业应用[J]. 胡雨沙,李继庚,洪蒙纳,满奕,刘梦茹,吴志京. 造纸科学与技术. 2019(01)
[9]基于梯度增强回归树算法的磨浆过程打浆度软测量模型[J]. 孟子薇,洪蒙纳,李继庚,满奕. 造纸科学与技术. 2019(01)
[10]基于变论域模糊PID的纸浆浓度控制系统研究[J]. 胡亚南,宁奎伟,赵锦文. 中国造纸. 2019(01)
博士论文
[1]面向生活用纸企业敏捷制造的APS系统关键技术研究[D]. 曾志强.华南理工大学 2018
[2]基于数据驱动的造纸过程能量系统能耗异常诊断研究[D]. 张燕忠.华南理工大学 2018
硕士论文
[1]基于键合图理论的磨浆过程建模优化及故障诊断研究[D]. 佘都.陕西科技大学 2018
[2]基于粒子群优化的大时滞过程PID控制算法研究[D]. 袁志敏.陕西科技大学 2018
[3]基于时间序列的污水负荷预测模型研究[D]. 蔡威.华南理工大学 2017
[4]分布式控制系统在造纸中的应用与控制实现[D]. 徐苏明.浙江理工大学 2017
[5]焦化部生产数据信息化系统的设计与实现[D]. 郑瑞龙.北京工业大学 2016
[6]染整CPPS中大数据管理与分析[D]. 张倬.东华大学 2016
[7]基于多元线性回归模型的缺失浮动车数据填充研究[D]. 刘璐.哈尔滨工业大学 2015
[8]传感器网络基站的数据存储与査询算法研究[D]. 吴骅跃.长安大学 2015
[9]基于Petri网的Web服务组合的分析与验证[D]. 高海燕.南京邮电大学 2015
[10]复卷检品机控制系统的设计与实现[D]. 王薇.武汉理工大学 2014
本文编号：3123674
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
大数据平台构架
第三章生产智能管理平台设计及工程应用35络的风险。以防火墙为中心可将所有安全软件配置在防火墙上。（2）工业安全网闸（网络安全设备）工业安全网闸是使用带有多种控制功能的固态开关读写介质连接两个独立主机系统的信息安全设备[104]。工业安全网闸用于生产运营管理系统与DCS、QCS、SCADA等生产过程控制系统进行安全隔离通讯，确保生产安全，广泛应用于电力、石化、化工、造纸、钢铁、水泥、玻璃等行业生产过程数据实时采集。典型的工业安全网闸结构和功能如图3-8所示。图3-8工业安全网闸功能（3）权限管理根据角色来分配权限，相应的角色只能查看和操作对应的数据和画面。生产智能管理平台客户端可设定每个角色可以看到的画面和基础数据修改的权限，特别是工艺参数的修改的权限，除此之外系统还可以设定修改人员和批复人员，保证数据的安全。WEB客户端，也可以设置每个角色的相应权限。系统支持多层级系统管理员授权机制：即支持管理权限的逐级授权。生产智能管理平台中基础数据的修改需要相关人员的审核才能生效，以保证数据的安全性。监控系统提供调试工作状态，在该状态下操作人员可以修改相关参数。关闭调试状态后，系统只能按照工艺人员事先确定的配方、工艺路线、工艺参数运行，操作人员不
华南理工大学博士学位论文38图3-10基于管理业绩维度的生产过程管理针对两个维度的生产过程管理需求，生产智能管理平台的功能设计主要包括了数据采集与设备监视、物料管理、设备效率监测、质量管理、能源管理和生产信息统计等六个功能，下文将进行详细说明。3.2.1数据采集与设备监视在数据采集服务器上安装ProficySCADA以及驱动IGS，通过OPC、MODBUS等通信协议将生产控制系统、视觉剔废系统、包装线系统以及智能电表等的数据采集、集中。现场数据存储通过安装在数据采集服务器的实时历史数据库ProficyHistorian完成。实时历史数据库负责存储来自数据采集接口机的生产现场实时数据，形成历史数据仓库。采集到的数据还需进行加工与处理，才能转换成实际有用的数据。利用数据挖掘等技术将ProficyHistorian数据库中的数据进行加工与处理，并将结果存入SQLServer数据库，方便前台调用。数据的采集、存储、处理与展示的关系如图3-11所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]扬克烘缸干燥能耗与干燥速率的软测量模型及应用[J]. 张维,李继庚,满奕,洪蒙纳. 中国造纸. 2019(05)
[2]基于卷积神经网络的滚动轴承故障诊断[J]. 贺思艳,任利娟,田新诚. 兵工自动化. 2019(03)
[3]基于非线性整数规划的卷纸分切排产方案优化算法研究[J]. 付常洋,王瑜,刘茜,邢素霞,肖洪兵. 中国造纸. 2019(03)
[4]改进遗传算法PID参数优化在吹贯蒸汽流速控制中的应用[J]. 汤伟,杨润珊,孙振宇. 中国造纸学报. 2019(01)
[5]基于PSO-LSSVM算法的造纸过程短期电力负荷预测模型[J]. 胡雨沙,李继庚,洪蒙纳,满奕. 中国造纸学报. 2019(01)
[6]关联规则技术在中医药中的应用现状及思考[J]. 闫蔷薇,王至婉,李海霞. 中医学报. 2019(03)
[7]废水处理系统的动态过程监测[J]. 刘鸿斌,陈琴,张昊,杨冲. 中国造纸. 2019(02)
[8]城镇污水进水COD的预测模型与工业应用[J]. 胡雨沙,李继庚,洪蒙纳,满奕,刘梦茹,吴志京. 造纸科学与技术. 2019(01)
[9]基于梯度增强回归树算法的磨浆过程打浆度软测量模型[J]. 孟子薇,洪蒙纳,李继庚,满奕. 造纸科学与技术. 2019(01)
[10]基于变论域模糊PID的纸浆浓度控制系统研究[J]. 胡亚南,宁奎伟,赵锦文. 中国造纸. 2019(01)
博士论文
[1]面向生活用纸企业敏捷制造的APS系统关键技术研究[D]. 曾志强.华南理工大学 2018
[2]基于数据驱动的造纸过程能量系统能耗异常诊断研究[D]. 张燕忠.华南理工大学 2018
硕士论文
[1]基于键合图理论的磨浆过程建模优化及故障诊断研究[D]. 佘都.陕西科技大学 2018
[2]基于粒子群优化的大时滞过程PID控制算法研究[D]. 袁志敏.陕西科技大学 2018
[3]基于时间序列的污水负荷预测模型研究[D]. 蔡威.华南理工大学 2017
[4]分布式控制系统在造纸中的应用与控制实现[D]. 徐苏明.浙江理工大学 2017
[5]焦化部生产数据信息化系统的设计与实现[D]. 郑瑞龙.北京工业大学 2016
[6]染整CPPS中大数据管理与分析[D]. 张倬.东华大学 2016
[7]基于多元线性回归模型的缺失浮动车数据填充研究[D]. 刘璐.哈尔滨工业大学 2015
[8]传感器网络基站的数据存储与査询算法研究[D]. 吴骅跃.长安大学 2015
[9]基于Petri网的Web服务组合的分析与验证[D]. 高海燕.南京邮电大学 2015
[10]复卷检品机控制系统的设计与实现[D]. 王薇.武汉理工大学 2014
本文编号：3123674
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