探讨石化企业中控制技术发展新方向97495.docVIP

本文由pandfstudio贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 摘要： 摘要：石化企业是实现“节能减排”的重要一环，先进控制技术能保证该战略目标的提早实现。介 绍了几种先进的控制技术，以期为石化企业的生产提供一些帮助。 关键词： 关键词：石化企业；控制技术；稳定 0 引言 作为流程型的化工行业，生产过程基本是在密封装置中进行的。由于客户的要求越来越苛刻，竞 争对手的水平越来越高，如何保持过程生产中的稳定，使质量不合格 的产品越少越好成为生产 者的当务之急。大型石油化工企业必须综合应用自动控制技术、计算机技术、信息技术、网络技 术等，扩大和加快企业综合自动化系统建 设，提高信息集成化程度，提高管控一体化程度，从 而达到降低原材料和能源消耗，降低成本，提高产品产量和质量，提高企业整体效益，増强竞争 能力的目的。 1 石化生产控制系统的发展过程 石油化工过程控制技术的发展最主要的可以说是控制论的形成和发展、电子计算机的出现和发 展、以及炼油工艺（包括装备）技术本身的发展。 40 年代形成的经典（反馈）控制论，与大规模连续生产过程（包括石油化工过程）中广泛采用 的 PID 控制相联系；50 年代出现的“工程控制论”与基于 PID 的串级、前馈、比值、选择性等控 制技术相联系；这些技术一直沿用至今。[1] 50 年代末，在航天技术革命过程中，形成了现代控制理论，到 60 年代，人们试图将现代控制方 法应用到石油化工过程，但未取得成功。其主要原因是：建立生产过程数学模型较困难，控制的 目标和方法不能照搬；缺少既懂生产工艺又懂控制理论的技术人员。 80 年代初，石油化工过程工艺及装备（包括检测仪表和执行机构）的改进、数学模型研究与开 发的进展、继承了最优控制又适应生产过程的模型预估控制 （MPC）技术的出现，以 DCS 为 代表的过程控制计算机系统的出现、大系统理论和人工智能的发展，这些技术进步，不仅形成了 80 年代在石油化工过程中开始 付诸实现的先进控制[2]（APC），也推动了生产装置优化、调 度管理优化，朝着全厂或全公司计算机集成系统（CIMS）发展。 近年来，DCS 的价格不断下降，而性价比却不断提高。据统计，34 个控制回路、70 个检测点 的控制系统采用 DCS 的价格已与电 III 型仪表几乎相当。回路 数越增加，其经济性则越好。新 一代 DCS 继续向智能化、开放型方向发展。一些“标准化”的策略软件，以适当的模块方式,组合 应用于 DCS 之中，增强了系统 性能。DCS 的技术进步，使 DCS 厂家除提供比值、串级、前 馈、 等基本控制软件外， PID 还提供了一些先进过程控制(APC)软件。 Honey- well 公司将 HMPC 如 多变量预估控制器作为应用模块组合在 TDC23000DCS 系统中。日本横河公司 CENTUM 系统 控制策略中,包含了自整定控制、 顺序控制、批量控制、预估控制和模糊逻辑控制等等。 2 控制技术发展新方向 2.1 多变量预估控制 多变量预估控制器（RMPC）可由多输入多输出、基于模型的、有预估能力和优化功能组成， 能够控制和优化高度耦合的石化生产过程。RMPC 控制器与要控 制的工业过程相结合，根据预 估将来情况并决定怎样调节控制器输出把所有被控变量保持在设定的点上或约束范围内。 多变量 控制在石化行业中应用范围可从蒸馏塔 的双组分控制到 FCCU 两器和主分馏塔的燃烧、 苛刻度 和产品回收控制,近年在天然气加工、合成氨生产、时滞焦化分馏塔产品控制、加氢裂化、渣油 加氢处理等 领域中也有诸多应用。 2.2 智能控制 随着社会生产的迅速发展，控制科学面临着越来越多的挑战，例如，要实现对越来越复杂且具有 不确定性的对象进行有效的控制，要求所设计的控制系统具有学习能 力、强鲁棒性、实时性和 柔性结构，以及自组织与并行处理等智能化信息处理能力，这就是智能控制。人工神经元网络由 于具有学习能力、自适应、自组织、容错与 自修复等能力，使它在控制领域中的应用收到了高 度的重视，神经控制已成为智能控制的一个重要发展方向[3]。化工生产过程中 pH 中和过程是一 类有代表性的 复杂化工过程，不同情况下，溶液 pH 值相对于加料量的变化非常大，具有明显 的非线性，而且，在实际的反应过程中还存在混合、测量等时滞环节，更加重了这一 过程的复 杂程度，传统的非线性 PID 控制能将问题转化到线性区域，然而一旦对象特性发生小的变化， 已经整定好的非线性补偿环节就很难抵消 pH 过程的非线性 特性影响，基于此，可将 PID 控制 器与神经元控制器相结合，用一个神经元实现变结构 PID 控制器中结构变化的部分，同时用另 一个神经元