PLC在燃料乙醇控制系统的应用

创意与实践文章编号1001-9944(200404008503PLC在燃料乙醇控制系统的应用陈治陈冠雄赵政(天津大学天津300072)摘要:主要介绍了燃料酒精脱水控制系统旳自动控制硏究。燃料酒精脱水整体控制系统采用μLC对脱水装置实施时间程序控制和上位机监控系统其中对系统中纯度为95%酒精进口流量与温度实施神经元网络控制对冷却器压力进行无模型自适应MFA控制。为保证系统稳定同时对酒精蒸气温度和冷却器温度进行MFA控制及蒸发器、成品罐、淡酒罐液位控制系统关键词φLC燃料乙醇神经元网络无模型自适应MFA中图分类号P273文献标志码31引言阀采用油压三偏心金属密封蝶阀(泄漏量<10)筹。用可再生资源(生物源謄代石油资源特别是由生物法生产燃料乙醇作为生物能源具有重要战3控制方案略意义及现实意义。由于PLC的逻辑运算、数值运工艺流程图如图1所示。算、模拟监控、中断和通信等功能在远程监控、过程控制和智E606加热器能领域得到广泛应用。在燃料藻发过热暴乙醇的脱水控制系统中,采用PLC可编程控制器对脱水装置-D OR实施时间程序控制和上机位监控系统。2系统的组成遊料现热C三再生气B807燃料酒精脱水控制系统模拟量输入有温度16点、压力9点、流量6点、液位3点、模拟量输出13点、开关量输入32乙进料点、开关量输出16点;采用西图1燃料乙醇主工艺流程图门子PLC可编程控制器S7300系统;上位机监控系统采用台工业控制机(操作站)温度、压力、流量、液位采中国煤化工精产品,通过酒精用引进组装变送器1751系列0.25级);控制切断进料CNMHG预热后进入蒸发器收稿日期2004-02-16修订日期2004-06-10自动化与秀数据4创意与实践E601在0.39MPa压力下汽化。酒精蒸气通过过热一前馈型网络图3示器E602将温度加热至130℃,自下而上进入正处于吸附状态的分子筛吸附床T601A进行吸附脱水操作。脱水后的酒精蒸气进入冷凝器E-603进行冷xY凝,冷凝液进入成品酒精罐Ⅴ-60l,经成品酒精泵P602、过滤器F601、一级冷却器E604和二级冷却器XE605冷却后送入燃料酒精储罐。囝3前馈型网络T601A吸附操作完成后将进料切入T601B进值得一提的是大量神经元的集体行为并非各行吸附操作,T601A转入解吸操作。打开T601A解单元行为的简单相加而表现出复杂非线性的系统吸管路切断阀开启限流阀PS606T601A开始降压特性研究表明,多层前馈神经元网络(应用最广脱附解吸气经E607冷凝后进入Ⅴ602淡酒罐。当泛〕只要有足够的隐层单元可以反映任意复杂的压力降至一定值后,开启SP607继续进行解吸操非线性映射关系这就是为什么神经元网络能够用作。当压力逐渐降至常压后开启真空管路切断阀来描述复杂非线性关系的理论依据。PS608及PS609进一步脱除分子筛中的吸附水。达神经元网络运行模型的建立是通过学习训练到要求后关闭P608及PS609,将系统与真空泵断来完成的。本控制系统具体应用步骤:根据过程开。T601B脱水后的部分无水酒精蒸气,经过热器情况构成神经元网络的输入、输出层以及过程特性E606加热后自上而下进入分子筛吸附床T601A进选定神经元网络结构。输入层有4个神经元,分别行冲洗。冲洗气经冷凝器E607冷凝后进入淡酒罐是进料温度、岀料温度、压力与进料流量输岀层有Ⅴ602。淡酒罐中的淡酒经r6σ送至酒精精馏工段Σ个神经元,分别是进料预热器温度和酒精蒸气过回收。冲洗操作完成后关闭T60IA下部解吸管线的热器温度。②运用现实采集数据来训练学习通过阀门将T601A充压至0.39MPa做好吸附操作准学习修改权值信息)设定学习次数为1000次误备差限定值为0.01采集大量数据构成网络的训练样本从而最终建立网络模型。③将建立神经元网络4基于神经元网络和无模型自适应的控制模型应用于燃料乙醇实际控制过程之中。系统4.2无模型自适应控制系统4.1神经元网络控制系统冷却器压力控制系统是关系燃料酒精脱水系进料预热器温度和酒精蒸气过热器温度控制统稳定的控制参数,该系统采用无模型自适应是燃料酒精脱水的关键控制参数为提高该系统的(MFA腔制在系统内嵌入MFA控制软件。解决多控制精度和系统稳定可靠在系统內嵌入神经元网因素干扰和耦合的控制方法。络控制技术,解决工业现场大量存在的非线性、时般的二输入二输出无模型自适应(MFA腔控制变、时滞、多变量、强耦合的而无法建模的过程控系统的结构如图4所示。该系统MFA控制器包括制。一个基本神经元数学模型如图2所示主控制器CⅠ、C2及解耦补偿器。过程包括GlOUTIX2×2MFA图2基本神经元数学模型图中Ⅺ2X3为神经元输入量Y为神经元输出θ为门槛阀值,W为权值。中国煤化工数学表达式为Y=X1W1+XW2+XW3-0)CNMHOUT2由大量神经元广泛连接即构成了神经元网络图42×2MFA控制系统方数据Automation Instrumentation 2004(4)创意与实践文章编号:1001-9944(2004)04-0087-0S7-200系列PLC在给排水网络系统的应用吴庆波天津开发区瑞锋科技有限公司天津300457)摘要冾介绍了由PLC及数传电台为核心组成 SCADA系统描述了系统硬件组成、通信机理及全过程自动化实现。系统应用于冀东水泥股份有限公司工业及民用水给水系统中采用西门子公司S7-200系列PLC,由于其高的性价比及为用户提供的自由口编程可使用户根据具体需求实现由用户自己定义的通信协议保证通信数据的安全性与可靠性。另外通过自由口编程模式能够很好地消除通信过程中的生产设备及建筑对通信造成的干扰。这是标准通信协议不能实现的。关键词河编程控制器无线通信据采集与控制管理系统中图分类号P273文献标志码B可编程控制器(PLC胭其可靠性高编程方便,源由各处泵站供给,泵站分散在厂外四周(呈扇面配置灵活在现代工业控制领域得到很广泛的应用,形)相距较远,有高大的生产设备、公路、河流阻由于其独特的设计适应复杂的恶劣环境随着现代隔故铺设电缆很不现实。以前的工作方式是在集水网络技术突飞猛进的发展PLC作为工业控制机网池(外围水井输出水汇集处)一台超声波液位计络功能日趋强大无论是简单的网络还是大型的根据液位高低再派人员到各水源井开泵或停泵并网络系统都能很方便的实现而且为复杂通信网络记录运行期间采出水量存在给水不及时,人员配实现集中数据采集与监控提供了强有力的软硬件备多,人员工作量大外围站点现场运行情况不得支持。而知等问题。为此考虑采用无线通信系统以下介绍 SCADA系统在冀东水泥股份有限公司工业给水系统中的应用实例。该系统为工业生产1系统组成提供给水保障要求其实时性、稳定性较高地下水系统组成∶台主站可编程控制器CPU226+收稿日期003-02-23修订日期2003-10-13G12、G21、C22等子过程,过程输岀变量为OUT1、单与一般的反馈控制系统一样。然而它与传统的oUT2没设定值分别为SPl、SP2。子过程的输岀交叉自整定或模型参考自适应控制器不同不存在模型相加得到两路输出OUTl、OUT2,实际系统中子系或辩识机制。统的输岀是不可测的。对于2×2被控系统控制器输出ul、u2对过程输出OUTl、OUT2均有影响任5结束语控制作用的变化都会使两路输出同时变化本控制系统采用无模型自适应控制系统和神在本系统中设定SP为冷却器出口压力SP2经元网中国煤化工4万t燃料乙醇的为出口温度uT1与0T2分别为进口阀的开度生产工CNMHG产品质量为乙醇含与流量从而实现对冷却器压力的精确控制。量大于995%、酸度小于70×10(以乙酸计)水含无模型自适应(MFA腔控制系统的结构非常简量小于5000×106。自动化学秀数据4