APC技术交流.ppt

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1、炼油过程先进控制炼油过程先进控制APCSINOPEC2004年12月1炼油过程先进控制前言模型预测控制的简介(MPC)基本原理及优点(与常规控制相比较)Honeywell鲁棒多变量模型预测控制技术（RMPCT）特点APC工程APC外围环境APC实施步骤及核心技术RFCCMPC应用(实例)反应再生部分主分馏塔部分吸收解吸稳定部分结论2炼油过程先进控制前言过程控制历史经典PID反馈控制状态空间(优化)控制先进控制(APC)基于模型的控制模糊控制及人工智能(神经网络)模型预测控制(MPC)MPC---成功的先进控制技术的核心3炼油过程先进

2、控制模型预测控制（MPC）常规过程控制基本思想MPC基本原理MPC与常规控制的不同4炼油过程先进控制常规PID控制结构PID过程SP测量变送器Y(s)E(s)U(s)D(s)5炼油过程先进控制离散PID控制：单入单出控制（反馈的基本思想）鲁棒性利用当前值及前两步值回路间的耦合无滞后补偿非最小相位6炼油过程先进控制MPC基本原理：预测模型（线性化模型）滚动优化在线校正经济效益线性规划7炼油过程先进控制线性化模型：Y(t)U(t)时域响应Laplace传递函数提升管出口温度与再生滑阀开度的关系8炼油过程先进控制预测模型:矩阵形式：9炼油

3、过程先进控制MPC性能指标的数学描述：YspY(t)U(t)PastFuture10炼油过程先进控制MPC线性的经济目标函数：11炼油过程先进控制MPC优点:基于模型的控制:模型越准确，控制效果越好控制品质高滞后补偿静态动态解耦约束的处理非方系统（“胖”系统，“瘦”系统）控制非最小相位12炼油过程先进控制APC实施:效益分析功能设计与详细设计常规仪表与在线测量仪表APC实施平台与数据通讯过程工艺计算高等调节控制(IRC)MPC实施13炼油过程先进控制效益分析数据来源过程数据(原始)及实验室数据初始阶跃实验结论IRC效益MPC效益效益

4、来源装置运行平稳，便于卡边操作区间控制增加操作的自由度14炼油过程先进控制功能设计与详细设计当前系统的检测、控制系统(即管线配置图)当前的过程瓶颈当前工艺的操作思想APC目标的确定APC目标与控制功能的分解项目定义15炼油过程先进控制APC实施平台与数据通讯TDC3000DCS系统AM(AxM推荐使用)forMPCandIRCOrRMPCTNode（GUS）Non-TDC3000DCS系统DECVAX/ALPHA上位机DCS与上位机接口(Open)VMS/WindowsNT/UNIX操作系统实时数据库(HoneywellPhD)16

5、炼油过程先进控制过程工艺计算:过程流量的补偿液体流率的温度补偿气体流率的温度压力补偿过程温度压力的补偿AntoineEquation（蒸汽压）特定过程计算转化率,产品分布负荷计算产品质量预测17炼油过程先进控制高等调节控制(IRC)非线性液位控制(NLLC)利用容器的缓冲性能比值控制加热炉的热平衡控制加热炉多路输出温度控制分馏塔热负荷控制非线性过程的线性化RPID控制离线PID参数整定与在线应用18炼油过程先进控制MPC工程实施:初始阶跃实验和MPC控制策略装置阶跃实验过程模型辨识软件安装（控制器内核及人机界面）MPC控制器建立MP

6、C调试及投用工程技术人员及操作工的培训项目技术文档19炼油过程先进控制重油催化（RFCC）RMPCT应用:反再部分的先进控制反再部分的平稳操作处理量的提高苛刻度及产率控制分馏部分先进控制产品质量控制获得最大的高值产品吸收解吸稳定部分的先进控制产品质量控制获得最大的高值产品20炼油过程先进控制RFCC反再部分的先进控制:反再部分的工艺计算反再部分的控制策略反再部分的阶跃实验反再部分的模型辨识反再部分先进控制器建立反再先进控制器的实施21炼油过程先进控制反再流程示意图22炼油过程先进控制反再部分的工艺计算流量补偿反应热的计算提升管入口温

7、度提升管反应油气的停留时间及催化剂停留时间催化剂循环量(CCR)苛刻度预测产品分布液化气（LPG）产率预测焦碳产率预测轻柴（LCO）产率预测汽油产率预测23炼油过程先进控制反再部分的控制策略MVs（操作变量）的确定:14MVsCVs（被控变量）的确定:25CVsDVs（干扰变量）的确定:3DVs24炼油过程先进控制RFCCRX/RGMPCVariablesTable25炼油过程先进控制反再MPC控制策略的功能分解再生器烧焦控制提升管苛刻度控制分馏塔底控制压力平衡及阀位控制产率的极限控制26炼油过程先进控制反再部分的阶跃实验阶跃实验计

8、划的设计以控制策略与初始阶跃实验为基础正常的操作波动回路的时间常数阶跃实验的幅度阶跃实验工艺工程师的配合调度的配合化验分析的配合仪表过程工程师的配合27炼油过程先进控制反再部分的模型辨识阶跃实验数据分析模型辨识控制策略的确证反再RMP