第10章基于模型预测控制.ppt

10.4.4 先进控制软件SMCA 控制器组态 动态测试 DCS 离线仿真 模型辨识软件 工艺计算软件包 实 时 数 据 平 台 I/O接口 多变量预估控制器 多变量预估控制软件包 模型辨识软件包 1. 各个功能块简介 模型辨识软件包 收集生产过程的动态测试数据，并对数据进行分析处理，利用辨识算法获得用于多变量预估控制的动态过程模型。 实时数据平台 对连续生产过程的数据收集、数据分析处理和其它信息管理任务，为生产过程的实时控制和工艺计算提供实时数据支持。 工艺计算软件包 实时计算分馏塔等设备的各种工艺数据和某些产品质量数据，为生产过程的实时控制提供不可测和无延迟的被控变量实际值，以提高控制性能。 多变量预估控制软件包 为过程模型组态。对控制器进行离线仿真，并在获得满意结果后，用相应的控制器对生产过程进行实时控制。 2. SMCA的控制策略 SMCA的多变量预估控制器是基于过程模型预估的、以分层方式处理多个相互矛盾的控制目标的多目标、多控制算法控制器。 目标值的优化 在MVs的数量CVs的数量情况下，控制器无法把各个CV都调到设定值上，采用加权最小方差算法。用户可以通过调整加权因子使得在系统自由度不足时，CV变量的偏差合理分布。优化算法如下： min ∑(Yi-Yd)2Wi2 Yd为变量目标值 Wi为加权因子 在MVs的数量CVs的数量的情况下，系统除了能把所有CV都调到设定值上之外，还可使部分的MV满足它的性能指标,使得部分MV尽可能接近IRV值或减少MV的变化，这就是优化。这是控制器的经济目标，使某些MV在它的经济运行点或接近它的经济运行点上运行，是取得经济效益的手段之一。 10.4.5 DMCplus控制软件包 AspenTech公司结合DMC和Setpoint公司的的多变量控制技术推出了DMCplus控制软件包。 主要特点是:过程模型辨识; 处理约束; 经济指标优化; 能处理大型控制问题。 DMCplus控制软件包可以用简单的步骤来构造控制器。控制器使用成功与否取决于工程师对该工艺过程和其约束条件的理解程度。对工艺过程和其约束情况的理解对正确选择操纵变量、扰动变量以及被控变量是非常重要的。 DMCplus控制器通过减少过程扰动的影响而获得平稳操作以及使对象始终工作在最优工作点来获得最大的经济效益。 10.4.6. Honeywell先进控制的技术包括： 实时数据库平台PHD 分馏塔工艺计算软件包Fractionator Toolkit 中间调节控制器IRC 多变量控制器RMPC 工艺计算结果的化验室数据校正软件LABUPD等。 1. 实时数据库平台PHD PHD( Process History Database )是Honeywell公司过程历史数据库的简称，在先进控制系统中用作实时数据平台，主要实现两大功能： 与DCS实时数据通讯； 为上位机的应用程序提供处理过的高可靠性数据，整个软件在NT环境下运行。 2. 分馏工艺计算软件包 分馏塔工艺计算主要包括以下计算： Reid蒸气压； 塔内气相和液相计算； ASTM D86馏程计算； 冰点计算； 倾点计算； 压力补偿温度； 闪点计算。 3. 化验数据校正 为保证控制器能正确地对装置进行控制，作为 受控变量的产品质量计算值，必须具备一定的准确性，因此有必要对工艺计算结果定期进行校正。 化验室校正的基本思想是以采样时刻的化验值为准，与计算的平均值进行比较，推算出两者之 间的偏差(称为BIAS )，并把该值按一定速率在线地作用于以后的计算结果，从而得到一个修正后的产品质量计算。在操作相对平稳时，使用修正后的产品质量计算作为受控变量，基本满足先进控制的要求。 4.中间控制器 4.1.加热炉支路平衡控制 加热炉支路平衡控制有两部分功能： 其一是在保证加热炉总进料不变的条件下，以温度均衡为原则，通过重新分配支路流量，使支路出口温度的极差最小，从而达到提高操作平稳性，延长炉管使用寿命的目的； 其二是根据人工输入的处理量目标值，在支路流量有调节余地的条件下，按PID 算法逐步提降总进料量，使其最终达到目标值。 4 .2非线性液位控制 非线性液位控制软件是液位预估控制器的一个应用，它