工业节能减排控制装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种工业节能减排控制装置的控制方法。能源紧缺与环境恶化成为全球面临的问题，食品工业过程通常都有多种约束条件、多变量、强耦合、非线性、大时滞、不确定性、多控制目标等问题，给先进控制技术的实现带来很大困难。本发明专利技术组成包括：框架（1），所述的框架（1）内部安装有传感器（2），所述的传感器（2）与逻辑控制装置（3）连接，所述的逻辑控制装置（3）内部包括控制器（4）、逻辑运算器（5），所述的控制器（4）与逻辑运算器（5）连接，所述的逻辑控制装置（3）分别与以太网控制电路（6）、人机界面（8）、执行机构（9）连接，所述的以太网控制电路（6）与工业计算机（7）连接。本发明专利技术用于工业节能减排控制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种。能源紧缺与环境恶化成为全球面临的问题，食品工业过程通常都有多种约束条件、多变量、强耦合、非线性、大时滞、不确定性、多控制目标等问题，给先进控制技术的实现带来很大困难。本专利技术组成包括：框架（1），所述的框架内部安装有传感器（2），所述的传感器与逻辑控制装置（3）连接，所述的逻辑控制装置内部包括控制器（4）、逻辑运算器（5），所述的控制器与逻辑运算器连接，所述的逻辑控制装置分别与以太网控制电路（6）、人机界面（8）、执行机构（9）连接，所述的以太网控制电路与工业计算机（7）连接。本专利技术用于工业节能减排控制。【专利说明】
： 本专利技术涉及一种。
技术介绍
： 能源紧缺与环境恶化已经成为全球面临的最大问题，而食品工业过程通常都有多种约 束条件、多变量、强耦合、非线性、大时滞、不确定性、多控制目标等问题，给先进控制技术的 实现带来很大困难。我国工业生产仍普遍存在高能耗、高消耗、高污染的问题，钢铁、有色、 电力、化工等高耗能行业单位产品能耗比世界先进水平高40%以上。工业生产企业必须应 用自动化技术科学来保证产品的质量、成本和数量优势的同时，积极开展节能降耗技术应 用。而传统的自动化较少关注节能与环保问题，随着社会和经济的发展，绿色电厂、绿色楼 宇以及绿色化工等与节能环保相关概念被提出，节省能源、减少原材料消耗以及绿色环保 等新的约束对自动化技术提出了更高的要求。而当前的节能已不是简单意义的节约和少用 能源，而是要靠使用先进科学技术，先进管理理念等来提高能源的利用效率。特别是在用高 新技术改造传统产业方面，自动化科学在工业企业的运行与发展中起到非常重要的作用。 在现代生产企业中，先进控制对于企业的节能减排、高效运行起着十分重要的作用，具有许 多显著的优点。 工业节能减排先进控制装置专利技术创造是节能减排绿色可持续发展的大背景下产 生的。随着工业生产日益朝着集成化、大型化方向发展，现代工业过程系统的复杂性不断 增加，节能、降耗、安全、环保成为自动化的首要目标，而食品工业过程通常都有多种约束条 件、多变量、强耦合、非线性、大时滞、不确定性、多控制目标等问题，给先进控制技术的实现 带来很大困难，主要因为控制目标带有多种约束条件，加之对象研究不够、控制方案不够合 理等因素造成的。而这些回路恰恰是影响生产效率，降低能耗的关键点。 利用本工业节能减排先进控制装置可实现降低单位增加值能耗，提高能源使用效 率，尤其是工业过程具有强耦合性、不确定性、非线性、信息不完全性和纯滞后性等特征，并 存在苛刻的约束条件，控制目标多元化，变量数目增多且相关性增强的大型控制系统中。传 统的控制装置和策略已不能完全满足要求，必须应用先进控制手段，工业节能减排先进控 制装置将具有非常广阔的应用前景。对于现代工业的绿色可持续发展带来可观的经济效 益、社会效益和生态效益，具有重要而深远的现实意义。 先进控制是以过程控制计算机系统（DCS、PLC、FCS)及其上位机为实施平台，以常 规控制为基础，以整个生产装置或关键单元为控制对象，实现大型、复杂、多变量和约束过 程的高性能控制的一类优化控制策略，如模型预测控制、智能控制、模糊控制等。目的是解 决常规控制无法应对的过程控制难题，整体提升控制品质；提高主要工艺参数的平稳性，改 善产品质量，降低操作强度；结合操作优化，实现装置的安全、优质、高产、低耗、节能和减 排。先进控制系统能够适应现代工业生产装置普遍处理量大、设备大型化、加热冷却过程 多、用能量大、占加工成本的比例高的特点；现代流程工业生产是连续、多工序、多层次的加 工过程，具有上下游联系紧密、热集成度高等特点；从过程控制的角度，流程工业的多变量、 强耦合、非线性、大时滞、多约束、多目标的特征日趋加强，而过程不确定因素和干扰来源等 也日益增多，已成为现代流程工业企业实现高品质控制和过程优化的主要难题。
技术实现思路
： 本专利技术的目的是提供一种。 上述的目的通过以下的技术方案实现： 一种工业节能减排控制装置，其组成包括：框架，所述的框架内部安装有传感器，所述 的传感器与逻辑控制装置连接，所述的逻辑控制装置内部包括控制器、逻辑运算器，所述的 控制器与逻辑运算器连接，所述的逻辑控制装置分别与执行机构、以太网控制电路、人机界 面连接，所述的以太网控制电路与工业计算机连接。 所述的工业节能减排控制装置，所述的逻辑运算器分别与软测量电路、神经控制 电路、模糊控制电路、矩阵控制电路、PID控制电路、预测控制电路连接。 -种利用上述， 第一步：首先建立标准化的先进控制系统工程实施方案与步骤，建立先进控制系统平 台，设计先进控制装置。 第二步：从复杂实际工程应用中寻找制约产品提升和能源、材料消耗高，污染物排 放高的根源，完善现有先进控制技术提出解决办法，并在控制装置中集成先进控制算法。 第三步：对数据分析、过程机理的综合应用，逐步加强实时数据分析与基于严格机 理的模型相结合，形成完整的先进控制装置。 有益效果： 1.本专利技术是针对现代工业生产过程复杂度高、变量多、控制算法复杂、大滞后、多变量 耦合等特征造成能源消耗大、利用率不高和污染物排放量大的难题提出的，主要适合于冶 金、食品、化工等高耗能、高污染领域的节能减排生产控制。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：装置以先进控制技术为依托，以可 编程逻辑控制器为控制核心，配以各类模糊控制电路、神经控制电路、PID控制电路、矩阵控 制电路、专家控制等先进控制，优化控制电动机、电炉等为执行机构的生产工艺；装置以工 业以太网为通信网络，与上位工业计算机连接传递工业过程数据和控制信息；显示工业生 产过程的工艺状态和能源消耗的真实状态。 本专利技术可以在不改变原有工艺过程的设备、控制系统硬件、软件的条件下，通过先 进控制算法的优化、自调节等优化控制生产过程，达到提高能源使用效率降低污染物排放 从而提商生广效益的目的。 本专利技术针对流程工业工艺过程的特点，以食品工业加工过程为例作为研究目标， 通过深入研究食品工业的工艺机理、详尽分析其操作模式，并结合相关文献资料，基于多变 量预测控制、专家控制和软测量等先进控制技术，全流程模拟和优化技术，开发通用性强、 功能完善、稳定性好的食品工业先进控制系统，将解决食品加工先进控制系统应用中的多 项难题。 .本专利技术提出累积预测误差算法、专家控制与多变量预测控制结合算法，并将这两 种算法应用在食品加工生产中； 6.本专利技术提出特殊区域多变量预测控制电路实现食品加工工艺过程的平稳控制。 .本专利技术提出软测量校正技术中的校正算法，并将其应用在连续食品加工在线软 测量中。 【专利附图】【附图说明】： 附图1是本专利技术的结构示意图。 附图2是本专利技术操作系统电路图。 附图3是本专利技术模糊控制电路图。 附图4是本专利技术矩阵控制电路图。 附图5是本专利技术神经控制电路图。 附图6是本专利技术预测控制电路图。 附图7是本专利技术PID控制电路图。 附图8是本专利技术软测量控制电路图。 附图9是本专利技术控制器的第一部分电路图。 附图10是本专利技术控制器的第二部分电路图。 附图11是本专利技术PID本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业节能减排控制装置，其组成包括：框架，其特征是：所述的框架内部安装有传感器，所述的传感器与逻辑控制装置连接，所述的逻辑控制装置内部包括控制器、逻辑运算器，所述的控制器与逻辑运算器连接，所述的逻辑控制装置分别与执行机构、以太网控制电路、人机界面连接，所述的以太网控制电路与工业计算机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明清，李喜东，邓广龙，赵寒涛，刘彤军，田力，张迁礼，牛健，张博文，吴冈，张宇，王刚，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23