全部分类/
科学普及/
化工自动化及仪表

化工自动化及仪表

2025年03期

《化工自动化及仪表》创刊于1965年，是中国化工科学研究院主管，天华化工机械及自动化研究设计院有限公司主办的工业应用性科技期刊。

扫码免费借阅

目录

快速导航

综述与评论 | 磨矿分级主要参数检测研究现状及其发展

综述与评论 | 磨矿分级主要参数检测研究现状及其发展

摘要磨矿分级过程的精确检测是实现其智能控制的核心技术难题。磨矿分级的关键参数主要包括磨机负荷、矿浆粒度、矿浆浓度及给矿流量，这些参数的检测精度直接决定了生产效率和产品质量。综述了磨矿分级主要参数检测的研究现状与发展趋势,详细阐述了各关键参数的检测内容与方法,深入分析了传统检测技术在实时性、精度及适应性等方面的局限性。同时,重点探讨了现代检测技术的创新进展。通过对现有研究成果和技术进展的总结，旨在为磨矿分级过程的智能化、高效化和精准化控制提供理论支持与技术参考，推动磨矿分级检测技术向更高水平发展。
综述与评论 | 水处理流程药剂智能注入系统的研究进展

综述与评论 | 水处理流程药剂智能注入系统的研究进展

摘要从药剂智能化注入方式、数据预处理技术和智能化模型建立3个方面总结了水处理药剂智能化的研究、应用和社会经济效益。数据收集后在模型训练、测试和验证之前应进行预处理,包含异常值识别和处理、缺失值补充、关联性分析和归一化。药剂智能注入模型分为统计学模型和智能学习模型,为了提高预测准确度,提出了多模型集成学习框架。最后展望了水处理药剂加注智能化的应用趋势。
过程控制 | 基于自适应控制的LNG中间介质气化器温度控制系统

过程控制 | 基于自适应控制的LNG中间介质气化器温度控制系统

摘要针对含有时变、时滞、非线性和不确定干扰的LNG接收站中间介质气化器(IFV)温度控制系统，通过研究基于Prpov超稳定性理论的模型参考自适应控制结合PID控制策略，用Smith预估器解决被控对象参数变化的影响,使得IFV温度控制系统克服了时滞、时变等不确定干扰影响。仿真结果证实了该控制方案对中间介质气化器温度控制的有效性。
过程控制 | 探究再冷凝器液位耦合效应下的LNG接收站低压管网压力控制策略

过程控制 | 探究再冷凝器液位耦合效应下的LNG接收站低压管网压力控制策略

摘要液化天然气(LNG)接收站的再冷凝器系统作为主要的闪蒸气(BOG)回收装置，承担着低压LNG前往高压泵区入口缓冲任务,设有多种控制手段同时稳定再冷凝器内部压力与液位。然而，受BOG压缩机与高压泵工况的影响，不同控制回路间的协同控制引发了再冷凝器液位的耦合效应，造成再冷凝器内部压力波动和液位突变,进而对LNG接收站的低压管网造成不利影响。因此,提出一种LNG接收站低压管网压力控制策略，采用基于自适应的专家控制和基于数据融合的敏捷控制稳定低压管网与再冷凝器的压差。测试结果表明：该控制策略有效解决了再冷凝器的液位耦合效应，稳定了LNG接收站低压管网压力。
检测与仪表 | 基于腔体检波的GD32单片机石油含水率检测研究

检测与仪表 | 基于腔体检波的GD32单片机石油含水率检测研究

摘要为精准测定石油中的含水率，基于GD32单片机结合腔体检波技术设计了一套石油含水率检测装置,通过将原始数据导入到控制单元处理分析后，即可拟合出相应的含水率预测公式。研究中,石油原料A与B的含水率均与移动距离极大值拟合程度较高，其 R² 分别为0.9920和0.9583；同时石油原料A与B预测石油含水率与真实值的标准误差值分别为 0.689% 和 0.854% ，误差均处于可接受的范围内。结果表明所构建的石油含水率预测装置准确率较高,能够实现石油含水率的快速测定,研究对石油含水率的测定提供了新的思路以及数据支撑。
检测与仪表 | 动态质量法高压CO2流量计实流检定方法

检测与仪表 | 动态质量法高压CO2流量计实流检定方法

摘要针对CCUS-EOR注入站的高压 CO₂ 流量计精度无法溯源的问题，提出一种动态质量法高压 CO₂ 流量计实流检定方法，用于工况条件下注入站高压 CO₂ 流量计的检定。采用动态质量法，虽然测量不确定度相比静态质量法要低,但测量速度快、装置也相对简单，更适用于移动式现场 CO₂ 实流检定。以现场工况条件进行 CO₂ 实流检定，可减少流体温度、压力、黏度及密度等因素的影响。同时提出管路 CO₂ 留存质量补偿模型,减小了由于压力、温度变化引起管路留存质量变化导致的误差。最后,给出了装置不确定度的计算方法，在 CO₂ 注入站工况条件下装置不确定度达到 0.2% ,满足对注入站 CO₂ 流量计的检定精度要求（204号 (?3% )。
检测与仪表 | 基于微波法的井下含水率在线监测工具设计

检测与仪表 | 基于微波法的井下含水率在线监测工具设计

摘要利用高频微波测含水原理,设计了一种基于U型天线微波传感器的含水率在线监测工具，可以实现井下原油含水率的在线实时监测。采用AnsoftHFSS三维电磁仿真软件进行了有限元仿真模拟，研究了不同频率、相位变化和幅值变化与含水率的关系，并通过油水动态试验对含水率的测量精度进行验证，确定了仿真结果的合理性，实现油井含水率从 0%～100% 全覆盖的监测，整体测量的误差率在 4% 以内。该含水率在线监测工具为油井的动态生产提供了相对直观的变化情况,为油田层间调整开发提供了新思路。
检测与仪表 | 基于微流控技术的润滑油多参量检测方法研究

检测与仪表 | 基于微流控技术的润滑油多参量检测方法研究

摘要针对传动系统润滑油在线检测的实际需求和目前微流控检测技术中存在的不足，设计了由微流控芯片、传感信号处理电路两部分组成的油液多参量在线检测传感器。采用电荷放大方式将微流控芯片拾取的油液参量信息转换为电信号，经传感信号处理电路进行多通道信号调理，同步采集为数字信号;由传感MCU计算出油液流速、磨粒尺寸、磨粒浓度、磨粒体积百分比浓度、介电常数、水分值。通过教学齿轮箱搭建实验平台,对4种油液样品进行检测，结果表明所提出的传感器及其检测方法能准确检测油液流速、磨粒尺寸、介电常数、水分值、磨粒浓度等参量,为有效评价传动系统运行状态提供了可靠、准确的数据。
研究与应用 | 基于知识图谱与深度学习的抽油机故障诊断

研究与应用 | 基于知识图谱与深度学习的抽油机故障诊断

摘要针对抽油机故障诊断的载荷-位移示功图训练数据有限、图片形状复杂、类型不平衡等导致示功图识别准确率不高的问题,提出一种融合知识图谱的示功图诊断模型。数据准备阶段用深度学习提取专家知识,构建知识图谱;视觉特征提取阶段用基于空洞卷积和深度可分离卷积的卷积神经网络;知识特征提取阶段引入基于多头自注意力机制的图注意力网络；故障诊断阶段设计分类器对视觉和知识特征进行特征拼接形成融合特征，用损失函数完成诊断任务。相比于仅使用视觉特征,知识图谱包含了更丰富的语义信息，可探索不同故障间的关联,提高模型精确性,因此该方法适用于小样本量情况。实验结果表明;融合了知识图谱的示功图诊断模型精度较高、收敛更稳定,满足抽油系统故障诊断需求，为示功图故障诊断提供了有效的解决方案。
研究与应用 | 基于聚类算法与树模型的弹簧钢脱碳质量分析预测方法

研究与应用 | 基于聚类算法与树模型的弹簧钢脱碳质量分析预测方法

摘要弹簧钢的脱碳质量对成品钢的性能至关重要，因此提出了一种基于聚类算法与树模型的弹簧钢脱碳质量分析预测方法。首先，采用K近邻(KNN)算法解决数据稀疏性问题;其次,采用孤立森林(IF)算法应对数据离散度高的问题;接着,采用互信息与随机森林结合的混合式特征选择算法对经过上述两种方法处理后的数据进行特征优选;最后,基于随机森林建立弹簧钢脱碳质量预测模型。通过某弹簧钢脱碳数据对所提方法进行验证,通过KNN与IF算法提升数据质量，基于混合式特征选择结果构建随机森林脱碳质量预测模型，平均准确率为 93.02% ，平均 F1 分数为 87.87% ，验证了所提方法的有效性与应用潜力。
研究与应用 | 考虑钻柱涡动的环空摩阻压降影响因素分析

研究与应用 | 考虑钻柱涡动的环空摩阻压降影响因素分析

摘要环空摩阻压降的准确预测是实现井筒压力精确控制的关键，常规的环空摩阻压降预测往往忽略了钻柱运动的复杂性。采用滑移网格方法，开展幂律流体在层流条件下的流动特性分析,研究钻柱涡动和偏心度对环空摩阻压降的影响规律。结果表明,钻柱涡动和偏心度耦合作用时,在钻柱自转角速度不大于 12.57rad/s ，公转角速度不大于 2.35rad/s 条件下，当偏心度小于0.45时，环空摩阻压降随着偏心度的增大而增大;当偏心度大于0.45时,环空摩阻压降随着偏心度的增大而减小。在钻柱自转角速度和公转角速度大于以上数值时,环空摩阻压降整体上随着偏心度的增大而增大，且钻柱的自转角速度越大，这种增大的趋势越明显。
研究与应用 | 可信控制技术在油气生产作业中的应用研究

研究与应用 | 可信控制技术在油气生产作业中的应用研究

摘要在油气生产作业过程中,广泛存在甲烷、硫化氢等有毒有害气体泄漏的安全风险,需要建立一套稳定可靠的全流程智能监测与预警方法。近年来，基于物联网、大数据、人工智能等技术的智慧安全从端到云的产品和服务，逐渐应用到油气生产作业过程中。工控信息安全给上述服务提出了新要求新课题,工控信息不被窃取、篡改是保证生产安全的关键，目前在本业务领域具备可信安全功能的产品较少，由此带来的工控信息安全问题成为了当前急需解决的重大安全问题。因此提出基于可信控制技术的安全防护硬件设计方法，采用该方法设计了三阶可信安全防护框架，并以气体报警控制器为例,搭建了基于可信控制的三阶安全防护硬件底座,验证了可信控制技术在油气生产作业中应用的可行性。采用研发的基于可信控制的气体报警控制器,在某油气终端处理厂的应用测试结果表明;该产品可以安全报警并及时关断设备，且气体报警控制器满足国标要求,故障响应时间最短达到50s,报警响应时间最短3s。基于可信控制的三阶安全防护硬件可以实现气体监测预警系统运行过程的可信安全监测及主动控制，在具备可信安全功能的同时,也能够满足作业现场报警使用要求,降低了企业数据信息泄露的潜在风险，为油气生产作业现场提供安全可信技术保障。
研究与应用 | 基于LoRa物联网的广域实时监测系统

研究与应用 | 基于LoRa物联网的广域实时监测系统

摘要基于远距离无线电(LoRa)技术提出一种远距离监测系统设计方案。利用节点采集数据,由网关接收节点上传的数据包，并将数据包通过UDP上传至云服务器，供用户对数据进行分析处理。节点采用高性能Cortex-M3架构的ARM处理器，处理器通过SPI总线与LoRa模块实现数据通信。软件部分采用FreeRTOS操作系统，可提高节点工作的实时性。网关间采用分布式布署，通信系统网络采用星状网并发模式。测试表明：通信距离最远可达 950m ;节点采集不同测试点的温、湿度信息和经纬度进行上发，网关接收数据包的成功率平均约 92% 。
研究与应用 | 基于FSA优化CEEMDAN-VMD-BILSTM组合模型的短期负荷预测

研究与应用 | 基于FSA优化CEEMDAN-VMD-BILSTM组合模型的短期负荷预测

摘要由于电力负荷数据的非平稳性和复杂性,传统预测模型难以有效捕捉数据中的关键特征,导致预测精度低,设计并实现了一种基于完全集成经验模态分解(CEEMDAN)和变分模态分解(VMD)的双向长短期记忆网络模型(BILSTM),并使用火烈鸟搜索算法(FSA)优化短期电力负荷预测方法。首先，使用CEEMDAN将目标负荷序列分解为多个本征模态分量(IMF);然后,对高频分量使用VMD进行进一步分解,以提取更多的特征;接着,使用FSA优化BILSTM模型的超参数，利用此模型对分解后的各个分量进行预测;最后,将各分量的预测结果线性相加,得到最终的负荷预测结果。实验结果表明：所提方法的平均绝对误差在 0.6%～0.8% ，并且在平均绝对百分比误差、均方根误差等评价指标上表现优异,相较于传统模型,预测精度显著提高,证明所提方法能够有效处理非平稳性数据，精确获取负荷数据的时间依赖性和空间相关性，提高预测精度。
研究与应用 | 矿用本安电源通信系统设计

研究与应用 | 矿用本安电源通信系统设计

摘要针对矿用本质安全电源多路输出运行状态未知、无法快速定位故障点，生产调试及出厂检验效率低的现状,设计开发矿用本安电源参数通信接口电路、底层驱动软件和监测参数显示上位机软件。底层嵌入式软件开发采用C语言进行编程,硬件设计包含A/D采样电路、光耦隔离RS485通信接口电路、数据处理电路等,根据不同应用场景使用两种不同方法确定通信接口本安参数,按照通信协议规约,把采集到的电源参数通过RS485通信接口传输给分站，然后由分站上传至地面上位机软件，对参数进行解析后存储和显示。该系统的设计,对于本安电源在实际应用中运行状态监测、故障分析诊断、批量生产和维护，效率明显提升。
研究与应用 | 基于IWOA算法的区间二型TSKFLS方法在超声波流量计故障诊断中的应用

研究与应用 | 基于IWOA算法的区间二型TSKFLS方法在超声波流量计故障诊断中的应用

摘要提出一种基于改进鲸鱼优化算法(IWOA)的区间二型TSK模糊逻辑系统(IT2TSKFLS)方法，用于超声波流量计的故障诊断。IWOA算法用于优化区间二型模糊系统的参数，提高诊断精度和鲁棒性。通过对比实验,验证了该方法相较于传统优化算法的性能优势。结果表明,基于IWOA算法优化的区间二型TSKFLS方法，在超声波流量计故障诊断中具有优异的准确性和稳定性。
研究与应用 | 基于SAA-SVM的油田注水管网系统管道故障诊断研究

研究与应用 | 基于SAA-SVM的油田注水管网系统管道故障诊断研究

摘要针对油田注水管网系统不易检修、故障频发的问题,提出了一种基于模拟退火算法(SAA)优化支持向量机(SVM)的故障诊断方法。基于SAA的突跳特性,对支持向量机中的惩罚因子和核函数两个参数进行优化,并将仿真模拟与智能算法训练相结合，计算系统故障工况,得出管段的各故障诊断结果。该方法能准确诊断注水系统故障点位置一级故障、故障类型二级故障及故障程度三级故障，通过实验对比分析验证了方法的高效性，优化后的模型收敛精度提高 48.6% ，且优化后模型对故障点位置的诊断结果误差均值降低 1.31% 。该模型为油田注水网络诊断技术的进一步研究提供思路，可对大型网络诊断提供依据和方向。
研究与应用 | 基于逐批迭代的内检测数据对齐算法

研究与应用 | 基于逐批迭代的内检测数据对齐算法

摘要为了更好地管理内检测数据,提高内检测数据的利用率,利用积累的内检测数据获取管线缺陷的发展趋势,需要对多年份检测数据进行对齐。因此,根据检测数据的特征类型,提出基于逐批迭代的自适应对齐算法，实现了内检测数据的快速对齐。同时,针对大面积缺陷难以通过校正里程实现对齐的情况,提出通过凸包算法拟合缺陷实现校正缺陷里程和周向的方法。实际数据测试表明：该算法可以实现阀门、法兰、弯头、三通的 100% 对齐，环焊缝对齐率高达 99% ,缺陷对齐率均高于 90% 。该方法成功消除内检测数据里程和周向上的差异。
研究与应用 | 基于Copula熵选择多变量LSTM的蒸汽用量预测

研究与应用 | 基于Copula熵选择多变量LSTM的蒸汽用量预测

摘要提出一种基于Copula熵进行变量选择的多变量LSTM蒸汽用量预测模型。首先，获取实际运行数据;其次,对所获取的多个位号数据进行Copula熵评估选择相关变量;最后,使用评估后相关性强的多个变量基于实际运行数据进行LSTM预测模型的训练。对比结果表明,所提方法效果优于单变量和所有变量的LSTM预测。
技改与创新 | 后处理厂设备联锁控制中的故障安全研究与实现

技改与创新 | 后处理厂设备联锁控制中的故障安全研究与实现

摘要针对后处理厂中的典型设备联锁控制建立故障树，通过故障树分析法进行故障分析找出导致顶事件发生的底层事件。为了避免或降低后处理厂生产中发生事故，基于典型设备联锁控制中的可能故障,从安全等级设计、设备本身故障安全设计、冗余设计、故障检测、功能分配等方面提出故障安全的实施方案，通过故障安全的实施来应对故障并使设备或系统处于故障安全位置。
技改与创新 | 基于K-means工况聚类的高效脱硝控制系统

技改与创新 | 基于K-means工况聚类的高效脱硝控制系统

摘要选择性非催化还原技术(SNCR)仍然是目前水泥厂控制NOv排放检测的主流技术之一。以某地日产7200t熟料水泥厂脱硝项目为背景，提出基于K-means算法的工况聚类方法，设计高效脱硝控制系统,实现在不同生产工况下动态调整喷枪氨水分配比例,进而提高氨水利用效率,达到降低氨水消耗的目标。实际应用表明：吨熟料氨水消耗由原来的 2.477kg 降低到 2.120kg ，下降 14.4% ,经济效益显著。
技改与创新 | 一种提高大管径管道废气流量测量精度的方法

技改与创新 | 一种提高大管径管道废气流量测量精度的方法

摘要针对石油石化行业中大管径管道废气流量测量采用插入式匀速管流量计时，对前后直管段的长度要求难以达到的情况，设计了一种加装整流板的方案，整流板经过特殊开孔处理以优化孔隙率。实际应用证明了该方案的可行性。

过往期刊

更多

猜你喜欢

龙源综合阅览室V1.0