基于内模控制理论参数整定.pdf

第49卷 第2期 石 油 化 工 自 动 化 Vo1．49，No．2 2013年 4月 AUT0MATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY Apri1，2013 基于内模控制理论的参数整定 王民涛1，谢克明2 (1．中国平煤神马集团，河南 平顶山467000； 2．郑州电力高等专科学校，郑州 450004) 摘要 ：针对典型的复杂控制回路中控制周期长、滞后时间长、超调度过高等弊端，引人了先进内膜控制理论的概念。以某有机 化工装置的进料系统为控制对象，采用先进 内模控制理论，建立适应的数学模型，结合 内膜PID技术整定参数，并与采用常规 控制理论的效果加以比较，验证其对典型复杂控制回路的适应性。实践证明，内模控制理论具备较好的实用性。 关键词 ：常规控制理论 内模控制理论 典型回路 组态 整定 中图分类号 ：TP273 文献标志码：B 文章编号：1007—7324(2013)02—0065—02 1 内模控制理论的定义 单回路调节系统通过控制己二腈进料阀控制 内模控制理论的原理，源于20世纪90年代末 D160液位的稳定，如图2所示。 期黑箱理论的深化，是以控制对象的结果反推实现 条件的过程 ，并建立对应的数学模型，对结果进行 预估，形成快速响应机制。 由于常规控制理论的局限，典型控制回路的组 态与参数整定及使用效果不够理想，主要表现在整 定周期长、抗干扰能力差等方面。针对这些不足， 笔者在新建项 目中，利用新颖的内模控制理论，成 功地克服了以上问题，保证了生产系统的稳定和产 图1 双闭环比值调节回路示意 品质量的提升。文中针对基于内模控制理论的典 型控制回路的参数整定加以分析。 2 典型回路的基本控制方案 2．1 工艺要求 在某大型化工项 目中，原料混合罐 D160作为 加氢反应器R310的给料缓冲，在整个生产过程中 图2 液位 闭环调节系统示意 占有重要的地位。能否保证氢氧化钠(NaOH)、乙 3 控制回路调节器 PID参数整定 醇(EtOH)与己二腈 (AND)以一定的比例进入 D160，将直接影响到最终产品的质量。因此，工艺 调节器参数的整定是根据已定的控制方案确 要求 ： 定调节器的最佳参数 (比例度 、积分时间T及微 1)氢氧化钠流量 与己-N流量q 保持一 分时间 )值，使系统能获得好的调节质量。 定的比例关系。 在第一期装置中，由于PID参数的设置不是 2)乙醇流量 与 q 保持一定的比例关系。 十分合理，控制效果较差，常需要人工干预。控制 3)D160的液位稳定在一定高度 。 发散，操作人员常将控制器打到手动状态，使阀位 4)泵P164A及 P164B都停时，己二腈、氢氧 的输出保持在一个定值，降低了 自控率和控制效 化钠 、乙醇进料 阀全关。 果。通常被控对象越复杂，控制器越常处于手动状 5)保证最终产品的浓缩生产稳定连续。 态，基础PID回路参数整定不合理，最终产品的控 2．2 基本控制方案 根据上述工艺要求，采用两个单闭环比值调节 稿件收到日期：2012—10—25，修改稿收到 日期：2013—01—18。 系统及一个单 回路调节系统，使 qz与 q ，