电工陶瓷简称电瓷,是一种瓷质的电绝缘材料,具有良好的绝缘性和机械强度,是发展电力工业所必需的绝缘子材料,是高压输变电和铁路轨道交通的关键部件。我国虽然是绝缘子制造大国,但大而不强,大部分工厂都是采用传统的人工生产方式,与国外相比,自动化生产水平低、能耗高、劳动效率低。绝缘子不仅应用环境恶劣,而且生产周期长,生产工序多,电瓷原料制备部分分为三个环节,分别是配料研磨环节、泥浆混合均化压滤环节和陈腐运转环节,压滤机作为其中泥浆混合均化压滤环节的关键设备,其对泥浆压滤效果的好坏对后面的陈腐运转环节有着直接影响。其中,压滤机压滤后的滤饼的含水量作为衡量压滤效果好坏的一项重要指标,能够直接反映出压滤机对泥浆的压滤状况。因此,通过检测滤饼中的含水量来实现对滤饼的含水量控制,对保证后续陈腐运转环节陈腐效果的好坏以及对最终产品的质量具有重要意义。目前,由于压滤机的滤饼含水率无法直接测量,多是根据经验通过泥浆比重、压滤时间、室温、滤饼外观等因素人工进行判断,缺点是无法具体得到滤饼的含水率,对后面的生产环节产生的影响无法精确把控,因此,滤饼含水量的检测是一个急需解决的重要问题。针对上述问题,本课题以江西省某电瓷生产线为应用背景,为其设计一条大规模超特高压用绝缘子智能化生产线的原料制备环节,提高生产效率,提升原料制备环节各个工段的自动化水平,采用软测量技术,建立基于最小二成支持向量机的滤饼含水率软测量模型并进行仿真,最后使用C#进行软件编程,实现滤饼含水率软测量。具体研究内容如下:针对滤饼含水率预测的问题,采用最小二乘支持向量机预测模型进行软测量研究,基于电瓷原料制备环节的工艺分析与操作经验,确定模型特征变量,并用粒子群算法通过适应度函数的迭代优化了最小二乘向量机参数。为避免粒子群算法迭代时陷入局部优化,加入了随机变异粒子,同时又加入了惯性权重参数,使迭代效率增加。通过仿真进行了和神经网络与传统支持向量机的对比。采用C#编程语言开发了压滤机滤饼含水率软测量软件,包含了用户登录系统和滤饼含水率软测量两个模块,实现了与电瓷原料制备环节滤饼含水率的预测。针对电瓷生产线原料制备环节自动化改造的问题,首先分析了电瓷原料制造工艺特点,按照系统的控制要求,规划了完整的设计思路,并针对电瓷生产工艺的特点与控制难点进行了逻辑控制分析。其次完成了系统的设计选型,确定了现场控制器与每个I/O站其使用的模件型号,对每个生产环节的I/O点数进行统计,确定了系统的配置清单。最后选用ABB公司提供的Industrial IT系统的CBF组态软件进行DCS的组态编程,主要包括系统项目树的建立、系统硬件配置的设置与系统网络配置的设定,根据工艺制定逻辑控制策略并使用多种编程语言进行编程,最后将操作员站界面与工程师站控制编程连接,从而建立完善的DCS控制系统。根据系统结构设计,数据通信采用传输速率为10Mb/s的工业以太网(遵循TCP/IP协议)。根据现场实际情况,通信采用环形总线网络。现场控制器与I/O站之间的通信采用PROFIBUS-DP现场总线协议,具有良好的扩展性。从运行监控的设计来看,系统更实用、功能更强大、操作更方便,整个系统支持多种现场总线,并提供了OPC网关,提高了系统的互操作性和可扩展性,使用户系统能够集成更多的选项。最后,将该系统应用于生产现场。结果表明,此系统可实现电瓷原料制备环节的智能自动化生产,软件程序可实现对滤饼含水率的软测量工作。本课题研究成果对于提高电瓷质量、提高产量和效率,对电瓷原料制备控制和自动化生产具有重要意义。