甲醇法工艺过程的智能控制策略与工程实现
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摘要
甲醇法生产甲烷氯化物工艺技术以其特有的优势成为国际上采用的主流工艺。沪州北方化工有限公司拥有国内唯一具有自主的知识产权的甲醇法工艺，其产品质量已达到国际水平。
甲醇法工艺的核心是一氯甲烷热氯化反应。由于热氯化反应器的反应过程具有高度的非线性，不确定性，时变和大滞后及多变量耦合等复杂特性，其模型化的研究尚未成熟，还不能用于实时控制，加之反应介质为强腐蚀，原料剧毒，目前的生产过程大多是手动操作，因此，控制精度很差，工艺参数无法优化，应用智能控制技术开发其生产过程控制系统的需求十分迫切。
本文提出了用面向热氯化反应对象的实时专家智能控制系统来控制热氯化反应过程的控制思想。在分析了甲醇法工艺控制上的难点与特点的基础上，指出专家智能控制是甲醇法工艺控制的有效方法；研究了面向热氯化反应对象的实时专家控制系统和智能控制理论，提出了热氯化反应的人工智能专家控制策略；分析了一氯甲烷热氯化反应过程特性和工艺条件的优化，设计构造了热氯化反应过程的智能专家控制系统，并成功地应用于工程实际，取得了良好的经济效益。
Since its advantage, the processes for chlorinated methane have the most important place in the world. Using the process of methanol method whose knowledge copyright is owned by LuZhou North Chemical industry Ltd., the quality of product has reached international level.
The core of the process of methanol method is the heat chlorination of monochloromethane. Because The reactor for heat chlorination characterize nonlinearity, indefiniteness, time-invariant, delay lag and multivariable coupled and reaction medium is corrodent and poisonous material, the research on its model has not matured and model which is used for real time control has not appeared. The reactor for heat chlorination is controlled by hands. So, control precision is poor, process parameter cannot be optimized equipment is corrode
This design put forward the controlling thought, that is, using the real time expert control system to control heat chlorination reaction. First of all, it analyzed the difficulties and characteristics on the control of the processes for methane method, and pointed out that expert control is an effective method of the process of methanol method control; it studies the real time expert system facing heat chlorination reaction and the theory of intelligent control; put forward the artificial intelligent expert control tactic of heat chlorination reaction; it analyzed the feature of the reaction process of the heat chlorination of monochloromethane, process condition
and preferred, designed and framed the artificial intelligent expert control system of the heat chlorination of monochloromethane process and gave the live controlling effect.
甲醇法工艺的核心是一氯甲烷热氯化反应。由于热氯化反应器的反应过程具有高度的非线性，不确定性，时变和大滞后及多变量耦合等复杂特性，其模型化的研究尚未成熟，还不能用于实时控制，加之反应介质为强腐蚀，原料剧毒，目前的生产过程大多是手动操作，因此，控制精度很差，工艺参数无法优化，应用智能控制技术开发其生产过程控制系统的需求十分迫切。
本文提出了用面向热氯化反应对象的实时专家智能控制系统来控制热氯化反应过程的控制思想。在分析了甲醇法工艺控制上的难点与特点的基础上，指出专家智能控制是甲醇法工艺控制的有效方法；研究了面向热氯化反应对象的实时专家控制系统和智能控制理论，提出了热氯化反应的人工智能专家控制策略；分析了一氯甲烷热氯化反应过程特性和工艺条件的优化，设计构造了热氯化反应过程的智能专家控制系统，并成功地应用于工程实际，取得了良好的经济效益。
Since its advantage, the processes for chlorinated methane have the most important place in the world. Using the process of methanol method whose knowledge copyright is owned by LuZhou North Chemical industry Ltd., the quality of product has reached international level.
The core of the process of methanol method is the heat chlorination of monochloromethane. Because The reactor for heat chlorination characterize nonlinearity, indefiniteness, time-invariant, delay lag and multivariable coupled and reaction medium is corrodent and poisonous material, the research on its model has not matured and model which is used for real time control has not appeared. The reactor for heat chlorination is controlled by hands. So, control precision is poor, process parameter cannot be optimized equipment is corrode
This design put forward the controlling thought, that is, using the real time expert control system to control heat chlorination reaction. First of all, it analyzed the difficulties and characteristics on the control of the processes for methane method, and pointed out that expert control is an effective method of the process of methanol method control; it studies the real time expert system facing heat chlorination reaction and the theory of intelligent control; put forward the artificial intelligent expert control tactic of heat chlorination reaction; it analyzed the feature of the reaction process of the heat chlorination of monochloromethane, process condition
and preferred, designed and framed the artificial intelligent expert control system of the heat chlorination of monochloromethane process and gave the live controlling effect.
引文
1．化工部规划设计院．中国甲烷氯化物发展现状及“十五”发展建议．2000．
2．孟详凤．国内外甲烷氯化物工业现状及其差距．中国氯碱1，2000．
3．张相璞．中国甲烷氯化物发展设想及需求预测．中国氯碱2，2000．
4．三氯甲烷调试总结．泸州北方内部资料．
5．周其鉴，李祖枢，陈民铀，智能控制及其展望．信息与控制，16(2)：38-45．1987．
6．陈翰馥．控制理论的现状及对它的期望．信息与控制，23(2)：34-37，1994．
7．蒋慰孙．对智能控制的若干观点．炼油化工自动化，5：39-42，1994．
8．李士勇．模糊控制，智能控制理论和应用．哈尔滨工业大学出版社，1990．
9．蒋新松．人工智能及智能控制综述．自动化学报2：148-156．1981
10．傅京孙等．人工智能及其应用．清华大学出版社，1987．
11．李士勇．模糊控制、神经控制和智能控制论．哈尔滨工业大学出版社，1996．
12．任哲．对大滞后过程的等等看看控制法．化工自动化仪表，14(1)：15-18，1987．
13．王树清、金晓明、荣冈．先进控制技术及应用．化工自动化仪表，26(2)：61-65，1999．
14．王树清、荣冈、王骥程．专家系统在化工生产中的应用(一)．化工自动化仪表，17(3)：58-62，1990．
15．王树清、荣冈、王骥程．专家系统在化工生产中的应用(三)．化工自动化仪表，17(5)：61-65，1990．
16．蒋新松，实时控制中对人工智能的挑战是什么．信息与控制，19(1)：45-46，1994．
17．张钟俊等．智能控制与智能控制系统．信息与控制，5，1989．
18．王骥程．化工过程控制工程．化学工业出版社．1981
19．俞瑞钊．人工智能原理与技术．浙江大学出版社，1993．
20．王永庆．人工智能原理与方法．西安交通大学出版社，1998．
21．陈民铀．一个用于工业回转窑的专家控制系统．信息与控制，4：248-252，1992．
22．俞金寿．复杂工业过程中的先进控制系统．炼油化工自动化，2：46-52，1994．
23．涂序彦，郭荣江．智能控制及其应用．自动化5，1977．
24．陈民铀，周其鉴．PH过程的智能控制．信息与控制，2：1-6，1987．
25． 蒋慰孙.对专家规则控制的若干看法.化工自动化仪表 ,26 (5) : 1-4,1999．
26． Fu K.S. Learning control systems and Intelligent control system: an Intersection of Artifical Intelligence and Automatic Control. IEEE Trans,on Automatic Control.Feb: 404-406． 1971．
27． Kickert.W.J.M.and Van Nanta Lemke H.R.Application of a Fuzzy Controller in a Warm Water Plant.Automation,12: 301-308 1976．
28． Leondes,C.T,Advance in Control System, 1968．
29． O Reilly C.A.Fast if not Real-Time: Designing Effective Real-Time Artificial Intelligence System. BilnoreJ. Fed. Application of, AI,Washington, SPIE,245-247,1985．
30． Ray Shaw. Reasoning in Real-Time.Control Instrum,UK,20(9) . 1988．
31． Velthuijsen H. A Parallel Blockboard Architecture. Third Int.Expert System Conference 1987．
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15．王树清、荣冈、王骥程．专家系统在化工生产中的应用(三)．化工自动化仪表，17(5)：61-65，1990．
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