2026年 第67卷 第15期

• 基于数字孪生的智慧隧道 PLC控制系统参数自整定优化研究
  梁彦龙

  摘要：在智慧隧道 PLC控制系统参数优化过程中，传统方法通常依赖现场实测数据进行参数整定，但该类数据所反映的信息较为片面，导致优化后控制系统仍存在较严重的超调问题。为此，提出一种基于数字孪生的参数自整定优化方法。首先，构建与智慧隧道对应的数字孪生三维模型，以感知隧道内亮度、通风等环境状态的变化；其次，以设备运行能耗最小化为目标，构建 PLC控制系统参数自整定优化的目标函数，并根据环境感知信息设定参数优化的约束条件；最后，采用免疫思维进化算法进行迭代搜索，获取满足优化要求的控制参数整定结果。实验结果表明，经该方法优化后，隧道亮度控制的超调量降至 2%以下，显著提升了智慧隧道控制质量。

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• 基于强化学习的冷水机组负荷分配控制研究
  张万英，赵希凤

  摘要：在大型中央空调系统中，冷水机组能耗占比较高，负荷分配的合理性直接影响系统能效与运行稳定性。针对传统控制方法难以适应动态负荷变化、无法实现全局优化的问题，提出一种基于强化学习的冷水机组负荷分配控制方法。首先，建立冷水机组能耗模型与负荷响应特性模型，分析多机组并联运行下的能耗分布规律；在此基础上，将负荷分配问题建模为马尔可夫决策过程，设计状态空间、动作空间与奖励函数，采用深度 Q网络算法进行离线训练与在线控制。仿真结果表明，所提方法在不同负荷率工况下均能实现能耗最小化，平均系统能效比( EER)提升 12.8%，负荷响应时间缩短 18.6%，且具备良好的自适应性。该方法突破了传统技术瓶颈，通过精准调控与按需供能显著提升系统能效，为实现“双碳”目标提供了有力支撑。同时，该方法为建筑智慧运维提供了可行的技术路径，并推动了人工智能与暖通空调领域的交叉融合，具有重要的实践价值与理论意义。

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• 感知驱动照明控制系统在工业生产线中的应用
  王珏，赵吕银，王籽楗

  摘要：针对卷烟厂制丝车间单层跨度大、粉尘与烟丝纤维悬浮物浓度高以及照明能耗占比高的特点，传统人工管理或单一传感器控制难以实现高效节能，且易受复杂工况干扰。鉴于该场景对照明均匀度与显色性精度要求相对适中，但对电气控制系统的耐用性、抗干扰能力与节能效益要求极高，设计了一种基于机器视觉与 PLC协同的工业照明控制系统。该系统利用实时目标检测算法( YOLOv8)构建视觉感知网络，通过 TCP/IP与 PLC交互，结合制丝生产线运行信号实现对人员与物流设备的精准识别。针对大功率发光二极管( LED)灯具启动时的容性浪涌冲击，选用固态继电器( SSR)作为执行单元，从根本上解决了传统机械触点易熔焊的问题。工程实测表明，该系统在烟丝粉尘环境下的人员识别准确率超 98%，综合节电率约 45%，实现了制丝车间照明系统的智能化管理与设备的长周期稳定运行。

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• 基于 PLC的 RGV系统的设计与研究
  刘洪志，季敏，卢宁

  摘要：为降低制造车间的运输成本、提高生产效率并实现工厂自动化，提出了一种集外部环境监测、产品抓取与检测功能的新型有轨制导车辆( RGV)系统，并设计了配套的电气控制算法。在完成系统总体布局与工作与原理的基础上，详细阐述了 RGV的机械设计方案与电气硬件系统设计，最后完整介绍了软件控制方案的设计与实现。研究结果表明，该 RGV系统运行稳定、集成度高、自动化程度优异，满足实际应用需求，为同类 RGV的设计人员提供了一定参考。

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• 智能化 PLC控制立体仓储堆垛机结构与控制集成设计
  齐乐乐

  摘要：为应对柔性制造环境下传统堆垛机运行平稳性差及定位精度受限等问题，以智能化立体仓储系统为研究对象，设计了一种双立柱门式机械结构，并集成了 PLC多轴协同控制算法。在此基础上，提出基于 S型曲线速度规划与最短复合行程准则的调度策略。结果表明，该方案能够有效消除加减速过程中的冲击现象，显著提升货叉定位精度与作业周转效率，实现了机械结构与智能控制的深度耦合，为自动化立体仓库的高效稳定运行提供了可靠的技术支撑。

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• 核电站 DCS仪表质量位触发逻辑优化对策研究
  王婷婷

  摘要：仪表质量位作为核电站分布式控制系统(DCS)中信号有效性的关键标识，其触发机制直接影响系统自动控制的连续性与安全性。针对质量位在分系统试验中频繁触发联锁逻辑导致设备退出自动控制的问题，以西门子 T2000系统为例，提出一种基于逻辑优化的技术对策。通过引入质量位控制的选择模块与安全侧常数值替代机制，在保证系统安全的前提下，实现了故障期间自动控制的持续运行。仿真结果表明，优化后系统抗干扰能力显著提升，人为干预频率降低，系统运行更加稳定可靠。该对策可为核电站 DCS信号故障处理提供可推广的工程优化路径，对工业控制系统的逻辑设计具有借鉴意义。

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• 基于 CNN-LSTM的水厂机电设备状态监测与故障预测研究
  韩烨

  摘要：针对水厂机电设备传统运维模式预警时间滞后及成本高的问题，以某城市供水公司第三水厂为例展开讨论，通过构建多维状态监测指标体系，分析基于卷积神经网络( CNN)-长短期记忆网络( LSTM)模型的故障预测方法。该模型融合 CNN与 LSTM，实现了对设备健康指标( HI)的提取以及对剩余使用寿命( RUL)的预测。实验结果表明，该方法能有效捕捉性能退化趋势，在故障预警准确率和预警提前时间上均优于传统阈值方法，为水厂智能化运维提供可靠的技术支撑。

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• 基于 PLC的回旋管器件真空储存柜设计
  杨海波，刘本田，陈波，丁鹤，刘吉祥，武子昂

  摘要：针对回旋管器件严格的储存需求，设计了一款真空储存柜，并介绍了一种以三菱 FX3U系列和顾美 PLC一体机组合控制为核心，能实现真空度检测和保持的控制系统。在回旋管制造过程中，零件储存是其工作的基础条件。零件污染不仅会影响电子注聚焦、阴极发射、输出功率及噪声电平，而且会使管内真空度变差。所设计的真空储存柜通过 PLC控制实现真空度循环检测，避免了因零件氧化、污染等造成回旋管性能下降的风险，满足了制管过程中的储存条件。

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• 基于 PLC控制的原料厂一键供料系统的研究
  朱嘉齐

  摘要：为降低生产成本，提高生产效率，提升自动化技术应用水平已成为企业的主要手段。以原料场自动供料系统为载体，设计了一套基于 WinCC组态软件的多料线一键供料实时监测与控制系统，有效保障了供料流程的安全与效率。针对长距离带式输送机故障点位信号定位难题，采用带式输送机综保仪对拉绳、跑偏、撕裂等五保设备的状态进行不间断轮询，经由网关将 MODBUS_RTU信号转换为 MODBUS_TCP并与 PLC控制系统进行通信，同时通过 WinCC组态软件实现设备单动控制、料线一键启停、操作记录归档、数据记录查询及报警提示等功能。工厂验证结果表明，该系统运行操作简单、可靠性高，具有较高的推广价值。

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• 掘进机智能截割控制系统的设计与应用
  胡海滨，李泳佺，朱兆兴(

  摘要：针对综掘工作面人工截割轨迹不稳、负载波动大和断面超欠挖偏差较大的问题，设计了一种掘进机智能截割控制系统。该系统采集截割电流、油缸压力、油缸位移、振动和机身姿态等参数，结合截割负载评价、截割头位姿解算和模糊 PID控制，对回转油缸、升降油缸以及截割臂摆速进行闭环调节。现场连续 5个班次试验表明，截割头轨迹误差由 0.18~0.24 m降至 0.06~0.09 m，控制响应时间由 0.45~0.70 s缩短至 0.15～0.20 s，电机过载报警次数由每班 5~ 7次降至 1~2次，巷道断面超欠挖偏差由 0.16~0.22 m降至 0.07~0.10 m，运行故障率由 2.6%降至 1.1%。试验结果表明，该系统可改善截割控制精度和运行稳定性，具有一定使用价值。

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• 基于模型预测控制与强化学习融合的人形机器人运动控制方法研究
  叶国阳

  摘要：人形机器人在复杂环境中的稳定行走与高效运动是机器人控制领域的核心问题之一。传统模型预测控制方法在系统稳定性与约束处理方面具有显著优势，但对精确模型依赖较强，泛化能力有限；强化学习则具备较强的自适应能力，能够通过数据驱动学习复杂的控制策略，但在实际应用中仍存在稳定性不足、训练成本较高以及安全性难以保障等问题。针对上述问题，提出一种融合模型预测控制与强化学习的人形机器人下肢运动控制框架。该框架以模型预测控制为基础，保障系统在动态环境中的稳定性与安全性，同时，引入强化学习，以实现对未知地形及负载变化的在线自适应调节。结果表明，所提方法通过模型驱动与数据驱动方法的有机结合，在机制上具有较强的鲁棒性与泛化能力，可为复杂环境下人形机器人运动控制提供一种有效的技术路径。

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• 基于机器视觉的热控操作行为识别方法研究
  朱信桦，丁佳成，李柯枢，李玉升，潘丹华，张志农，张中林

  摘要：热控操作行为识别中存在动态环境下成像质量退化的问题，且动作类内差异与类间相似性易导致特征混淆，降低识别精度。为此，提出一种基于机器视觉的热控操作行为识别方法。首先，利用专业设备获取图像视频，采用高斯滤波、自适应亮度校正与直方图均衡化进行图像增强，以抑制噪声与光照波动，提升图像质量与细节清晰度，从而缓解动态环境下成像退化对结果的影响程度。然后，从姿态模型中提取动作的速度、方向、幅度等多维度时序特征，以刻画动作的动态演变与结构特性，克服类内类间特征混淆的识别瓶颈。最后，在机器视觉环境下，基于支持向量机(SVM)构建分类超平面，实现行为特征与操作类型间的高判别性映射，提升模型在复杂场景中的分类鲁棒性。实验结果表明，该方法在不同样本规模下均表现稳定；在大样本数情况下，该方法的识别精度可达 94.7%，具有较强的稳定性和准确性。

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• 基于吹管系数达标要求的蒸汽吹扫回路优化设计
  刘飞云

  摘要：当前蒸汽吹扫回路普遍存在吹管系数分布不均、远端区段达标难、能耗与周期双高等问题，严重影响管道清洁度与设备运行安全性。因此，以吹管系数达标为核心目标，结合高温气冷堆核电站工程案例，从回路结构、介质参数、临时设施 3个方面构建优化方案。具体措施包括:通过路径简化、合并吹扫与分支优化降低阻力；采用 215 ℃温度与 1.2~1.6 MPa分级加压策略提升蒸汽动能；同步排查并整改临时设施隐患。结果表明，优化后关键区段吹管系数达标率由 65%提升至 98%，吹扫周期缩短 41.7%，蒸汽消耗减少 30%，为同类工程提供了高效可行的技术参考方案。

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• 基于临界微脉冲电源的火电除尘系统仿真与效能研究
  乔兴业

  摘要：为探究临界微脉冲电源在火电除尘系统中的效能优化路径，基于 COMSOL Multiphysics软件建立线 -管式电极结构的空气脉冲放电等离子体模型，研究电极尺寸与气体温度对放电特性及除尘效能的调控机制。仿真结果表明，减小电极直径可显著增强电极表面电场强度，从而强化粉尘荷电过程。同时，气体温度升高通过降低气体密度、增大电子平均自由程以及激发热电子发射效应，协同促进了放电空间中带电粒子密度的增长与高密度等离子体区域的扩展。

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• 基于自适应调压控制的长距离气力输灰稳定性优化研究
  苏宇

  摘要：针对火电厂长距离气力输灰系统运行过程中因灰量波动导致的管道堵塞和压力失稳问题，以某电厂 2×600 MW机组灰渣输送系统为研究对象，通过建立综合考虑压力匹配偏差与能耗的目标函数，构建基于状态空间方程的稳定性优化模型，然后运用 Lyapunov理论推导参数自适应律实现管道阻力系数在线辨识，并结合线性二次型调节器( LQR)方法生成动态调压控制律。现场对比实验结果表明，该方法显著改善了压降跟踪误差、风机功率消耗、压力超限次数及调节响应时间，解决了传统定压控制模式下供给压力与输送工况失配的矛盾。

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• 火电厂闭式循环冷却水系统废热梯级利用与节能优化技术
  刘京喆，王峰

  摘要：针对火电厂低温环境运行中闭冷水存在“高能低用”的能源浪费问题，提出“废热梯级回收 +开式水两级精准控制”的节能优化方案。基于热力学第二定律及分析理论，建立发电机机组废热回收利用模型，通过闭冷水换热器开式水侧电动调节阀改造与分级控制策略，实现闭冷水温的精准调控。结合某电厂 600 MW超超临界机组分析理论及现场试验数据，论证该方案的技术可行性与经济性。结果表明，改造后闭冷水温度稳定控制在 28~36 ℃，辅机加热器启动频次降低 100%，单台机组年节约运行费用 50.4万元、厂用电费用 8.54万元，秋冬春季冷态启动单次节约 1.3万元，供电煤耗率降低 0.026 g/(kW·h)。该技术通过低品位废热替代高品质电能加热，投资回收期短、改造难度低，为同类火电机组节能改造提供了新路径。

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• 基于关联分析的 GEPG9351FA机组能耗效率下降原因精准定位方法
  成诚

  摘要：针对 GE公司 PG9351FA型燃气 -蒸汽联合循环机组在长期运行中存在的能耗效率波动问题，提出一种融合关联规则挖掘与因果评分机制的能耗异常定位方法。该方法基于 3年实际运行数据进行特征构造与规则学习，建立从指标异常到源头变量的解释路径，并以国能浙江余姚电厂工程数据为例进行验证。结果表明，改进算法在多个运行区段中的平均准确率达 83.9%，较原始模型提升 12.9个百分点，有效增强了故障识别的稳定性与推理能力。

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• 基于数值模拟的火电机组精细化喷氨设计与分析
  郑伟平，刘艺苗，袁国刚，邹志文，栗志豪

  摘要：为适应日趋严格的环保要求及调峰运行工况，对火电机组选择性催化还原法( SCR)脱硝系统进行精细化喷氨设计。首先，采用数值模拟方法对脱硝烟道进行流场设计，在烟道变径、转弯及流场不均匀位置布置导流板，以得到较均匀的流场分布，同时要求首层催化剂前流速及氨氮摩尔比分布偏差满足要求。然后，对喷氨进行合理分区并进行对应性和分区氨氮混合验证，确保出口测点能够反映调阀的动作。在烟道出口测点处安装氮氧化物在线监测仪表，得到具有实时性、连续性和同源性的数据源。结合控制系统对喷氨总量及各分区调阀进行自动调控，以确保脱硝出口氮氧化物排放达标且均匀度低。

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• 基于自动化控制的电厂化学水煤油试验流程优化技术
  黄灿

  摘要：随着火电机组运行工况日益复杂，传统水煤油试验流程在时效性与协同性方面难以满足精细化运行需求，因此有必要引入自动化控制技术对其进行优化。针对电厂化学试验流程中存在的采样滞后、数据离散以及多任务冲突等问题，从流程机理分析入手，构建了基于在线监测与滑动窗口判异的预警触发机制，提出了面向多任务并发的调度优化模型，并设计了试验数据智能校核与闭环调控架构。在某 600 MW燃煤机组的应用验证中，对比分析了单类试验时效与精度以及全流程协同运行效能，结果表明，所提方法能显著缩短检测周期、提高资源利用效率并增强异常响应能力。

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• 面向深度调峰的燃煤机组云边协同数据驱动控制系统研究与应用
  张东华，何辉

  摘要：针对高比例新能源接入下燃煤机组深度调峰面临的分散控制系统( DCS)算力瓶颈、非线性控制困难以及纯云端控制的安全风险，设计并验证了一种基于“基础控制层 +智能优化层”的双层解耦云边协同控制架构。该架构在保留底层 DCS硬安全逻辑的前提下，将复杂运算下沉至边缘计算平台。在控制策略上，应用带遗忘因子的递推最小二乘法( RLS)在线辨识磨煤机动态参数，构建动态前馈补偿回路以克服制粉系统大迟滞；引入极值搜索( ES)算法与双重“看门狗”机制，实现宽负荷区间的燃烧多目标优化与失效安全无扰切换。某 300 MW亚临界机组长期工业试验数据表明，该系统使深度调峰工况下的主汽压力标准差降低 57.1%，调节稳定时间缩短 54.8%，供电煤耗平均降低 1.2 g/(kW·h)，验证了云边协同方案在提升机组灵活性与经济性方面的工程有效性。

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