聚合物配制站自动化控制系统设计及实现

摘要

该文针对油田生产过程中的聚合物配制站的生产工艺过程自动控制,提出了我们的解决方案,并且在大庆油田第三采油厂北十四联合站成功实现了数据的采集、生产过程的监测和自动控制.聚合物生产过程中工艺复杂、测控点多、对控制精度和自控系统的要求较高,为了满足以上要求,我们设计了由可编程逻辑控制器(PLC)构成的分散式控制系统.聚合物配制站的分散装置部分是整个自控系统的中心环节,它控制的好坏,直接影响整个系统的控制质量.这个部分存在不同程度的时变、滞后现象,针对这一情况,该文设计了一种仿人智能策略的前馈加反馈组合模糊控制器.这种控制器的最大特点是借鉴了人在控制大滞后对象时的操作思路,着重解决对象的大滞后问题,但同时通过采用可调参数的模糊控制器,以适应分散装置的非线性与时变性.采用仿人智能控制策略协调系统的操作,在各种组合控制方式之间进行切换.通过调试阶段的运行情况来看,这种控制方法是可行的.聚合物配制站的清水供给系统中,水泵出口压力具有机理复杂、难以建立精确的数学模型、纯滞后、工艺上要求频繁启停等特点,我们设计了具有简单专家系统的模糊控制器,完全能够满足系统要求.该文还介绍了控制系统可靠性设计原则及采用的方案,对于组态过程也做了介绍.经现场调试及生产运行表明,聚合物配制站控制系统工作稳定可靠,控制器算法能够满足各项控制要求.

目录

文摘

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第1章绪论

1.1聚合物配制站介绍

1.1.1清水供给系统

1.1.2聚合物溶液混配溶解系统

1.1.3聚合物溶液熟化系统

1.1.4聚合物混合液的存储及外输系统

1.2聚合物配制控制系统的发展现状

1.2.1控制算法发展现状

1.2.2控制工程发展现状

1.3本文的主要工作

第2章控制系统软硬件组成

2.1控制系统选型设计

2.1.1 ControlLogix硬件系统介绍

2.1.2编程环境

2.2控制方案

2.3控制流程

2.3.1分散部分

2.3.2熟化部分

2.4小结

第3章清水系统控制器设计

3.1清水系统分析

3.1.1水泵特性

3.1.2系统的不确定因素

3.2专家型模糊控制器

3.2.1控制器结构

3.2.2模糊控制器的设计

3.2.3专家系统

3.3小结

第4章分散装置系统控制器设计

4.1 比值控制系统简介

4.2对象特性分析

4.3智能控制器设计

4.3.1控制器结构

4.3.2仿人智能控制策略

4.3.3参数反馈模糊控制器

4.3.4基于遗传算法的参数优化方法

4.4小结

第5章系统可靠性设计

5.1设计原则

5.1.1硬件冗余技术

5.1.2信息冗余技术

5.1.3时间冗余技术

5.2设计方案

5.3软件实现

5.3.1控制权的裁决和转移

5.3.2两块CPU模块的同步控制

5.4小结

第6章组态过程

6.1监控的功能及实现方法

6.2监控画面组成

6.3趋势图及故障报警

6.4报表处理和打印管理

6.5系统扩展

6.6小结

结 论

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致 谢

参考文献

附录

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