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有机溶剂回收控制系统的设计和建模研究

2020-12-02阅读(215)

有机溶剂回收控制系统的设计和建模研究

论文摘要

随着工业技术的发展,有机废气污染越来越严重,同时也是对资源的一种浪费。为了保证我国经济的可持续发展,同时也为了合理利用资源,有机溶剂回收已经成为城市发展中不可缺少的配套措施。近年来,国家对空气环境保护意识不断增强,对有机溶剂回收过程自动化程度要求不断提高,利用先进的控制技术和设备对有机溶剂回收过程进行监控是满足上述要求的最有效手段。同时,由于有机溶剂回收过程的吸附和脱附数学模型均较为复杂,求解非常困难,很难应用到实际控制当中去。因此对有机溶剂回收过程进行建模的研究有非常重要的意义。本文以某印染公司涂层布生产为背景,分析了有机溶剂回收工艺流程、工艺特点,根据现场设备及控制对象的特点进行了控制系统的开发,设计开发了一套基于PLC、工业以太网、Profibus总线技术和Internet网络的有机溶剂回收自控系统。系统实现了对设备运行的自动控制、过程参数的采集与监视、数据的分析与处理、核心控制设备的远程监视。控制系统的设计分为四个部分:1) PLC程序设计:根据有机溶剂回收工艺和用户控制要求,针对有机溶剂回收过程各个被控节点的特点,在PLC控制程序设计中采用了不同的控制策略,确保系统安全、稳定、高效地运行。2)上位机程序设计:在InTouch9.5环境下开发的应用程序作为有机溶剂回收控制系统的监控软件,通过与下位机PLC的数据通讯,提供了简易、直观的用户操作界面,方便了对有机溶剂回收过程的监控。3)远程监视程序设计:根据客户要求,设计一套远程监视系统,实现远程监视有机溶剂回收控制系统主要设备的运行状态、远程监视下位机PLC运行状态、远程接收警报等功能,突破了对有机溶剂回收过程监视的地域界限。采用基于支持向量机理论的建模方法,对有机溶剂回收过程建立预测模型。针对支持向量机参数的选择问题,采用量子粒子群优化算法对支持向量机建模过程中重要参数进行优化调整。利用建立的模型对吸附浓度和脱附浓度进行预测,得到合理的吸附时间和脱附时间值,控制系统运行时及时调整这两个值。实现结果表明,通过该方法能提高废气净化率和有机溶剂回收率。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 有机溶剂回收过程的理论及研究现状
  • 1.2 有机溶剂回收控制系统的现状
  • 1.3 有机溶剂回收过程建模的现状
  • 1.3.1 传统建模方法
  • 1.3.2 智能建模方法
  • 1.4 本课题研究内容
  • 第二章 有机溶剂回收工艺分析及测控要求
  • 2.1 有机溶剂回收工艺
  • 2.1.1 吸附工艺的现状
  • 2.1.2 吸附剂
  • 2.1.3 冷凝
  • 2.1.4 有机溶剂回收新工艺
  • 2.1.5 有机溶剂回收工艺操作流程
  • 2.2 回收装置分析
  • 2.2.1 固定床吸附原理
  • 2.2.2 新型吸附器
  • 2.2.3 回收装置总体结构
  • 2.2.4 安全装置
  • 2.2.5 自动分离装置
  • 2.3 有机溶剂回收过程测控要求
  • 2.3.1 测控点要求
  • 2.3.2 控制系统内部连锁关系
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 有机溶剂回收控制系统设计
  • 3.1 控制系统设计方案
  • 3.2 控制系统网络结构设计
  • 3.2.1 工业以太网概述
  • 3.2.2 现场总线概述
  • 3.2.3 有机溶剂回收系统的控制网络设计
  • 3.2 控制系统设备选型和功能介绍
  • 3.2.1 PLC 选型
  • 3.2.2 功能模块的选型
  • 3.2.3 现场仪表及传感器的选型
  • 3.2.4 其它设备选型
  • 3.5 基于STEP7 下位机控制系统设计
  • 3.5.1 STEP7 概述
  • 3.5.2 S7-300 PLC 的硬件组态
  • 3.5.3 S7-300 PLC 的相关控制流程
  • 3.5.4 风压变频控制系统设计
  • 3.5.5 自动保护控制系统设计
  • 3.5.6 废气排放控制系统设计
  • 3.5.7 自动分离控制系统设计
  • 3.5.8 温度控制系统设计
  • 3.6 基于INTOUCH 的上位机程序设计
  • 3.6.1 上位机监控系统基本功能
  • 3.6.2 上位机监控系统设计
  • 3.7 基于SUITEVOYAGER 的远程监视
  • 3.8 本章小结
  • 第四章 基于支持向量机和量子PSO 有机溶剂回收过程建模
  • 4.1 引言
  • 4.2 基于支持向量机概述
  • 4.2.1 标准支持向量回归机
  • 4.2.2 非线性SVR
  • 4.3 基于量子PSO 概述
  • 4.3.1 标准PSO 算法简介
  • 4.3.2 QDPSO 算法简介
  • 4.3.3 参数对（ε, C, σ） 的分析
  • 4.3.4 QDPSO 优化算法优化（ε, C, σ） 参数对
  • 4.4 基于QDPSO 算法的SVM 参数优化
  • 4.4.1 算法描述
  • 4.4.2 算法流程
  • 4.4.3 实验与仿真
  • 4.5 QDPSO 算法参数寻优对基于SVM 的有机溶剂回收过程建模的影响
  • 4.5.1 参数变化对SVM 模型性能的影响
  • 4.5.2 QDPSO 优化调整SVM 建模参数
  • 4.6 基于SVM 和QDPSO 算法的有机溶剂回收过程建模
  • 4.6.1 有机溶剂回收过程建模简介
  • 4.6.2 基于SVM 和QDPSO 算法的有机溶剂回收过程建模
  • 4.7 有机溶剂回收过程建模在控制系统中的应用
  • 4.8 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文

    • 相关论文文献

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