氢气提纯塔切塔技术专家系统的研究

摘要

随着化工产业的发展以及高纯度氢气用量的日趋增加，对氢气提纯过程中故障处理的自动化程度要求也日益提高。本论文在对专家系统技术进行深入研究的基础上，研究了氢气提纯切塔技术专家系统。
　　 本文分析了专家系统的特性、结构和功能。对氢气提纯工艺进行深入分析，得到了正常六塔状态下各个提纯塔的步序，以及在故障情况下切除一塔，剩余五个提纯塔的步序。设计了切塔专家系统的总体结构，深入研究了氢气提纯过程中故障处理专家系统的知识表示方法及推理策略。针对切塔过程的时序性和规范性要求，将切塔知识库分为塔状态库和切塔规则库两部分，并采用产生式规则和框架式两种知识表示法对其进行描述；在切塔状态的推理方法中应用了不确定性推理方法中的基于概率推理的方法；在此基础上确定了正反向混合推理的故障处理推理策略。建立了五塔诊断模型及六塔恢复诊断模型，使用本文设计的专家系统模拟可能的切塔情况，对吸附塔在不同状态下进行切除的仿真结果表明：系统能够很好地对各种情况做出分析、判断，并给出合理有效的切塔决策。
　　 本文利用Visual Basic和Access数据库，开发了氢气提纯切塔专家系统软件。Access数据库设计了专家系统的状态库和规则库，Visual Basic实现了推理过程和操作界面。所开发的故障分析系统和故障处理专家系统具有友好的人机界面。
　　 通过OPC技术实现了氢气提纯专家系统与DeltaV系统的数据通信。经过离线故障分析处理测试，结果表明所开发的氢气提纯专家系统能够实现预期的功能，满足设计要求。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 氢气提纯技术的发展现状

1.2 切塔技术的现状

1.3 本文的主要研究内容

2 专家系统简介

2.1 专家系统概述

2.2 专家系统的定义

2.3 专家系统的功能与结构

2.3.1 专家系统的功能

2.3.2 专家系统的结构

2.4 专家系统的基本特征

2.5 专家系统的开发步骤

2.6 基于知识的推理

3 氢气提纯塔切塔技术专家系统核心问题的研究

3.1 氢气提纯塔工艺分析

3.2 切塔技术专家系统的总体设计

3.3 切塔专家系统知识的表示

3.4 切塔专家系统推理机的建立

3.4.1 推理方法

3.4.2 推理控制策略

3.5 氢气切塔控制专家系统的仿真研究

3.5.1 切塔动作的仿真研究

3.5.2 切除塔恢复的仿真研究

4 切塔控制专家系统软件设计

4.1 专家系统软件的选择

4.1.1 操作系统的选择

4.1.2 编程工具的选择

4.1.3 数据库软件的选择

4.2 VB访问数据库技术

4.3 切塔专家系统人机界面的开发

5 氢气切塔技术专家系统在DeltaV系统给中的实现

5.1 DeltaV系统介绍

5.1.1 集散控制系统的介绍

5.1.2 DeltaV系统的特点

5.2 氢气提纯系统在DeltaV中的开发研究

5.2.1 氢气提纯顺序控制的研究

5.2.2 氢气提纯系统操作员界面设计

5.3 OPC技术的运用

5.3.1 OPC技术介绍

5.3.2 切塔专家系统中的OPC技术的运用

6 总结

参考文献

攻读硕士期间发表论文

攻读硕士期间参加的工程项目

致谢