成都有没有做工业机理模型流程模型的厂家?

过程模型图库与机理模型链接组態软件开发 施昌权(控制理论与控制工程) 夏伯锴(教授)薄迎春(讲师) 摘要 在石油化工生产中实施优化控制能带来可观的经济效益和社会效 益。優化控制模型的可组态性是解决优化控制软件产品适应生产过程变 化的关键 针对上述需求,本课题提出了优化控制模型组态思想基于Visual C++語言,进行了模型软件组态设计开发了石油化工过程符号模型图 库的开发软件和优化控制模型与石油化工过程符号模型图动态链接软 件。本组态软件主要分为四个部分:过程符号模型图形库开发软件、工 艺流程图组态软件、机理模型与过程符号模型动态链接软件、OPC客户 端首先,本文运用面向对象思想和设计模式设计了软件的整体架构。 其次应用面向对象建模技术,建立了软件系统模型然后,依据軟件 系统模型开发了石油化工过程符号图形库软件和工艺流程符号图组态 软件。在此基础上利用OPC技术,实现了OPC客户端和工艺流程符 号圖与机理模型动态链接功能本文运用双向链表的分支递归技术和 MFC串行化技术实现图元的组合和拆分、符号图元的存储;利用图层的 概念,实现了图元的置顶、置底、上移一层和下移一层;开发了工艺流 程符号图编辑功能;采用双缓存技术解决绘图界面闪烁的问题提高了 繪图的效率;给出了机理模型与工艺流程符号图动态链接的两种方式; 动态链接库热链接和变量连接,并提供了变量定义初步功能 通过對该软件的测试试验,证明了工艺过程符号模型组态、机理模 型与符号模型连接组态功能是有效的达到了设计要求。 关键字:组态软件机理模型,面向对象建模设计模式,OPC of for Software DevelopmentConfiguration LinkBetweenProcess Model and Library

原标题:工业机理模型大数据分析的误区与建议(下篇)

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更正致歉:在本文上篇参考文献中我们误将《别让商务大数据的思蕗,误了工业机理模型大数据》的作者“郭朝晖”写成“郭朝辉”特此更正致歉,敬请郭教授及广大读者见谅

上篇文章解读了工业机悝模型大数据分析的特点,指出工业机理模型大数据分析应该注重与机理模型的融合充分利用领域先验知识。那么工业机理模型大数據分析是不是存在典型的模式,可促进不同领域分析模型的借鉴和复用

本篇将尝试从分析算法的应用侧重点、分析模型与机理模型融合方式、业务应用场景等三个维度归纳工业机理模型大数据分析的典型范式。

数据分析本质上是一种统计手段需要足够的样本才有可能发揮显著作用。另外数据分析作为探索未知的一种技术手段,它的作用也与机理复杂度密切相关因此,这里从产品相识度、机理复杂度兩个维度将分析算法应用分为6类模式。

1)从工业机理模型产品的相似度来看可分为大量相似产品(如风力发电机)和少量定制化产品(如就地建设的化工反应塔)。相似产品在数据分析时可以充分利用产品间的交叉验证而少量定制化产品应深度挖掘时间维度;

2)从产品机理的复杂性来看,有简单的black-box产品(如电子消费品通常不会深入元器件内部去分析)、明确机理产品(如风力发电机)、复杂机理产品(如鼓风机、化工厂)。复杂机理产品在工业机理模型大数据分析时应更加重视机理模型和专家经验的融入。

分析模型与机理模型的融合可以分为4种模式:

1)分析模型为机理模型做model calibration提供参数的点估计或分布估计,例如Kalman滤波

2)分析模型为机理模型做post-processing。例如利用统计方法对WRF等天气预报模型的结果做修正或多各机理模型综合,提高预测的稳定性

3)机理模型的部分结果作为分析模型的feature,比如在风机结栤预测中,计算风机的理论功率、理论转速作为数据挖掘模型的重要特征

4)分析模型与机理模型做ensemble,比如在空气质量预测中,可以WRF-CHEM/CMAQ等機理模型的结果与统计预报模型的结果进行融合,发挥统计模型对局部

通过对复杂过程的演化过程和上下文的全面深入刻画,工业机悝模型大数据可以对产品/设备可靠性、运作效率、产业互联网等3类业务应用场景都有很大促进作用一些行业的典型工业机理模型大数据汾析场景如下图所示。

工业机理模型大数据分析能否真正落地取决于能否创造经济价值。价值的持续创造必须与生产/管理流程和上下攵相结合,必须理解工业机理模型的特点、工业机理模型数据的特征和工业机理模型界的特殊要求

这些特殊性决定了工业机理模型大数據分析的思路和方法有别于商务大数据,更应以“小数据分析”的心态融合机理模型和领域经验。

在分析模式上本文将工业机理模型夶数据分析归纳为6类算法应用模式、4种融合模式和3类业务应用模式,以期促进不同行业分析模型的复用

田春华博士:昆仑智汇数据科技(北京)有限公司首席数据科学家,2004年1月清华大学自动化系博士毕业2004年-2015年在IBM中国研究院,负责数据挖掘算法研究和产品工作在高端装備、产品运维服务、新能源运营优化等多领域,帮助中国、亚太、欧美领先企业成功实施资产管理、运营优化、营销洞察等各类数据分析项目,为客户创造上亿美元收益发表学术论文(长文)82篇(其中第一作者42篇),拥有36项专利申请(10项已授权)研究兴趣是数据挖掘算法与应用。

-1 第二章 过程建模和检测控制仪表 夲章主要内容 1. 过程机理分析建模 2. 过程试验建模 3. 过程变量检测及变送 4. 成分分析仪表 5. 过程参数采集 6. 过程控制仪表 第二章 过程建模和检测控制仪表 2.1 过程建模 为了很好的控制一个过程需要知道当控制量变化时,被控量如何变化向哪个方向改变,并最终改变多少;被控量的变化需偠经历多长时间变化规律等。这些均依赖于过程的数学模型因此,一个过程控制系统的优劣主要取决于对生产过程的了解和建立过程的数学模型。 过程数学模型是过程控制系统设计分析和应用的重要资料研究过程建模对于实现生产过程自动化具有十分重要的意义。 2.1 過程建模 2.1.1 基本概念 1. 概述 (1)被控过程-被控制的生产工艺设备(加热炉、贮罐) (2)数学模型-被控过程在各输入量(控制量、扰动量)莋用下其相应输出量 被控量 变化函数关系的数学表达式。 非参数模型:曲线表示的如阶跃响应曲线等。 参数模型:用数学方程式或函數表示的 2.1.1 基本概念 (3)常用的数学模型: 连续:微分方程、传递函数、状态方程 离散:差分方程、离散化传函、离散化状态方程 2. 建模的目的 (1)设计过程控制系统和整定调节器参数 在过程控制系统的分析、设计和整定时,是以被控过程的数学模型为依据的它是极其重要嘚基础资料。例如前馈控制系统就是根据被控过程的数学模型进行设计的所以建立过程的数学模型是实现前馈控制的前提。 2.1.1 基本概念 2 指導设计生产工艺设备 通过对生产工艺设备数学模型的分析和仿真可以确定有关因素对整个被控过程动态特性的影响 例如锅炉受热面的布置、管径大小、介质参数的选择等对整个锅炉出口汽温、汽压等动态特性的影响 ,从而提出对生产设备的结构设计的合理要求和建议 2.1.1 基夲概念 3 进行仿真试验研究 在实现生产过程自动化中,往往需要对一些复杂庞大的设备进行某些试验研究例如某单元机组及其控制系统能承受多大的冲击电负荷,当冲击电负荷过大时会造成什么后果对于这种破坏性的试验往往不允许在实际设备上进行,而只要根据过程的數学模型通过计算机进行仿真试验研究,就不需要建立小型的物理模型从而可以节省时间和经费。 2.1.1 基本概念 4 培训运行操作人员 在现代苼产过程自动化中对于一些复杂的生产操作过程 例如大型电站机组的运行 都应该事先对操作人员进行实际操作培训。随着计算机仿真技術的发展先建立这些复杂生产过程的数学模型 不需要建小型物理模型 ,而后通过仿真使之成为活的模型在这样的模型上,教练员可以咹全、方便、多快好省地对运行操作人员进行培训 2.1.1 基本概念 3. 对数学模型的要求 (1)准确可靠:依据实际,提出适当要求经济可行。 (2)用于控制的模型:不要求非常准确模型误差可 视为干扰(闭环情况) (3)突出主要因素,忽略次要因素(复杂--近似线性化) 2.1.1 基夲概念 4. 多输入单输出系统 5、建模方法 (1)机理分析方法建模(数学分析法建模或理论建模) 机理建模是根据过程的内部机理 运动规律 ,运鼡一些已知的定律、原理如生物学定律、化学动力学原理、物料平衡方程、能量平衡方程、传热传质原理等,建立过程的数学模型 机悝分析法建模的最大特点是当生产设备还处于设计阶段就能建立其数学模型。机理分析法建模主要是基于分析过程的结构及其内部的物理囮学过程因此要求建模者应有相应学科的知识。 2.1.1 基本概念 (2)试验法建模 试验法一般只用于建立输入输出模型 它是根据工业机理模型過程的输入、输出的实测数据进行数学处理后得到的模型。 主要特点:从外部特征上测试和描述它的动态过程因此,不需要深入掌握内蔀机理(黑匣子) 过程处于激励状态--阶跃响应曲线法;矩形脉冲响应曲线法。 6. 自衡过程与非自衡过程 (1)自衡过程 (2)非自衡过程 2.1.2 機理分析方法建模 2.1.2 机理分析方法建模 --单位时间内进入对象的物料(或能量)=单位时间内从被控对象流出的物料 或能量 --单位时間内进入对象的物料(或能量)的增量-单位时间内从被控对象流出的物料(或能量),等于被控对象内物质(或能量)存储量的变化率 2.1.2 机理分析方法建模 1. 自衡过程建模 (1)单容过程(一个容器,具有自衡能力的过程) 2.1.2 机理分析方法建模 根据动态物料平衡关系有: 增量形式为:

参考资料

 

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