1、隨著化工科技水平的不斷進步，化工工業(yè)近年來取得了飛速發(fā)展，在國民經濟中所占的比重越來越大。作為化工領域非再生能源消耗的主力軍，合成氨工業(yè)的生產過程自動控制一直是化工領域研究的重點，而在合成氨工業(yè)中，煤造氣工段是整個工序中能耗最高的工段。進行造氣工段工藝與自動控制研究，將會提高煤造氣工段的生產效率，降低能源浪費，對合成氨工業(yè)的發(fā)展起到重要的推動作用。
　　間歇性煤造氣工段的過程控制研究難度主要在于：造氣工藝比較復雜，與生產狀況密切關

2、聯(lián)的實時數(shù)據和數(shù)據關系不斷發(fā)生變化，適合于化工實時生產的控制傳遞函數(shù)和控制模型難以建立。目前這一領域的研究一直較為薄弱，工藝技術人員一般都根據自身生產經驗對造氣生產過程進行操作控制，甚至一些中小型規(guī)模的化工企業(yè)基本采用手動遠程人工控制，這導致化工操作人員難以對造氣階段的異常情況作出及時準確處理，造成合成氨工業(yè)原材料浪費、產能低下、環(huán)境污染嚴重等重要問題。因此，如果能夠對造氣工段的歷史生產數(shù)據進行分析研究，并以此對實際自動化生產進行指導，

3、間歇性煤造氣自動控制系統(tǒng)的控制精度與控制智能化將大大提高，從而提高化工生產效率，降低能源浪費，為合成氨化工企業(yè)帶來更高的利潤。
　　本文即是在現(xiàn)行中小型合成氨化工企業(yè)面臨此種困境的前提下，以順昌富寶實業(yè)有限公司合成氨生產線的間歇性煤造氣工段的自動控制整改項目為研究對象，以企業(yè)間歇性煤造氣爐的歷史生產數(shù)據為基礎，對人工遠程控制下采集的間歇性煤造氣爐的歷史生產數(shù)據進行生產分析及異常診斷與識別研究，為企業(yè)基于原始工藝流水線下的自動控制整

4、改提供指導意見。
　　綜上所述，本文的主要研究內容如下：（1）對采集的歷史生產數(shù)據進行缺失處理、異常處理和去噪處理。（2）在數(shù)據預處理的基礎上，采用模糊 C均值聚類法對造氣爐單爐生產配方監(jiān)控指標值進行聚類分析，得出造氣爐的最佳生產配方監(jiān)控指標值及最佳生產狀態(tài)數(shù)據，為PID自動控制及后續(xù)異常監(jiān)測診斷研究提供數(shù)據參考。（3）采用因子分析法對造氣爐單爐生產環(huán)境監(jiān)測指標進行分析，得出生產環(huán)境抽象監(jiān)測因子。（4）采用基于PCA與KPCA的方

5、法對間歇性煤造氣爐進行生產異常診斷與識別研究，并得出適用于間歇性煤造氣爐的生產異常自動診斷與識別方案。（5）構建多元回歸模型尋找對間歇性煤造氣爐產氣量產生關鍵監(jiān)控作用的監(jiān)控指標，并基于實際造氣爐設計，提出改進其指標采集位置的方案。
　　研究結果顯示：（1）采用閾值分別為1.4556、1.823、2.768的三層小波給定軟閾值去噪法能夠去除歷史生產數(shù)據中包含的大量干擾白噪聲，同時能夠很好的保留原始數(shù)據的尖峰點和特征點。（2）間歇性煤

6、造氣爐的最佳生產配方監(jiān)控指標數(shù)據為爐頂溫度289個單位、爐底溫度218個單位、吹風循環(huán)時間118個單位、空程高度1.4863個單位、夾套液位18個單位、爐篦轉速218個單位，在控制整改方案中可將其作為最佳生產配方監(jiān)控指標值，為 PID自動調控提供參考。同時，這一生產配方監(jiān)控指標值所屬類數(shù)據即為造氣爐的最佳生產狀態(tài)數(shù)據，可將其作為后續(xù)異常監(jiān)測診斷模型的對比及學習數(shù)據。（3）在因子分析得出的抽象因子中，因子 Y1可用來衡量造氣過程中各生產階

7、段產物是否符合工藝生產要求，因子Y2可用來衡量造氣爐的生產環(huán)境溫度是否符合造氣生產要求，因子Y3可用來衡量造氣爐造氣結果是否達到下一工段操作要求，因子Y4可用來衡量造氣爐生產系統(tǒng)中各閥門的反應靈敏度，因子Y5可用來衡量半水煤氣產量和后續(xù)工段半水煤氣使用平衡情況。操作人員可通過監(jiān)測以上5個抽象因子是否處于正常水平對間隙性煤造氣的生產環(huán)境狀況進行大范圍監(jiān)測和整體判斷。（4）間歇性煤造氣爐為線性生產系統(tǒng)，可用PCA異常監(jiān)測診斷法對其生產過程進