先進控制在催化裂化裝置上的設計與實現(xiàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)先進控制在催化裂化裝置上的設計與實現(xiàn)摘 要催化裂化裝置是煉油和石油化工生產(chǎn)過程的關鍵裝置，在煉油生產(chǎn)鏈中起重要作用，其運行狀況影響全廠的生產(chǎn)及經(jīng)濟效益，因此對于研究如何提高裝置的平穩(wěn)性運行、節(jié)能降耗并最終實現(xiàn)提高裝置經(jīng)濟效益意義重大。本文針對某石化公司重油催化裂化裝置現(xiàn)有DCS及設備的實際情況創(chuàng)新的采用將國內(nèi)外先進控制與實時優(yōu)化技術相結(jié)合的設計方案，開發(fā)了一套先進控制與實時優(yōu)化系統(tǒng)。先進控制與實時優(yōu)化系統(tǒng)由軟測量系統(tǒng)與在線校正部分、反應再生先進控制與實時優(yōu)化系統(tǒng)、主分餾

2、先進控制系統(tǒng)和吸收穩(wěn)定先進控制系統(tǒng)構(gòu)成。采用北京利華益科技有限公司開發(fā)的PACROS軟件主要用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、軟測量計算、以及實時優(yōu)化系統(tǒng)的實現(xiàn)，先進控制器部分應用Honeywell公司RMPCT魯棒多變量預估控制器。投用效果表明自先進控制上線投用以來，實現(xiàn)了催化裂化裝置的平穩(wěn)控制，減輕了操作員的勞動強度，改善了產(chǎn)品質(zhì)量并最終實現(xiàn)提高經(jīng)濟效益的項目總目標。關鍵詞：催化裂化 先進過程控制技術 集散控制系統(tǒng) 軟測量THE RESERCH AND PRACTICE OF APC IN FCCUABSTRACTThe fluid catalytic cracking unit (FCCU) is th

3、e key device of oil refining and petrochemical production process and it plays an important role in the oil refining production chain. Its operation conditions affect the whole production and economic benefit. Therefore, it has a significant meaning on how to improve smoothness,save energy, reduce c

4、onsumption and improve economic benefit of FCCU .In this paper an APC (Advanced Process Control)system is developed ,it creatively adopts designing scheme by combing domestic as well as foreign advanced control and the optimal technology realization according to the existing DCS and real conditions

5、of device.APC&RTOS (Real-time optimization system)is composed of four partswhich are soft-sensor system&correlation system， Reaction-Regeneration APC&RTOSMain-Fraction APC and Absorber&Stabilization APCPACROS softwares mainly aims at realizing data acquisition, soft measurement calculation, and real

6、-time optimization, which are produced by Beijing Lihuayi Sci-Tech co., LTD.RMPCT multivariable predictive controller of Honeywell company is used as advanced controller part.Since the online operation of advanced control stable control of FCCU are realized, the operator labor intensity is reduced,

7、the quality of product is improved,as well as the total goal increasing economic benefit of the project are realized according to the analysis of the revamping effect in FCCU.The result shows that since the advanced control line has been put into use, stable control of catalytic cracking unit is rea

8、lized. The operators labor intensity is reduced, and the quality of the products is improved. At last, the project objectives to improve the economic benefits is successfully realized.KEY WORDS: FCCU APC DCS 目 錄TOC o 1-3 h u 899第一章 緒 論1.1 課題背景及研究意義在石化企業(yè)的重要裝置上實施生產(chǎn)和控制優(yōu)化1，以及大型聯(lián)合裝置上實施實時優(yōu)化，是提高裝置控制水平，挖潛增效

9、的重要手段，也是國際上優(yōu)化技術、自控技術和信息技術發(fā)展應用的趨勢。在此裝置上實施生產(chǎn)優(yōu)化和控制優(yōu)化能有效的改善裝置的控制水平和操作水平，有利于保證裝置的運行安全，并提高裝置的經(jīng)濟效益。催化裂化是石油二次加工的主要方法之一2，它以常減壓餾分油、焦化柴油和蠟油等重質(zhì)餾分油或渣油為原料，在熱和的作用下使發(fā)生裂化反應，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹?、汽油、和焦炭的過程。世界上第一套催化裂化工業(yè)裝置于1942年問世3，催化裂化裝置生產(chǎn)過程的工藝機理復雜, 操作條件苛刻, 工藝參數(shù)強烈耦合, 各單元操作是否協(xié)調(diào)和平穩(wěn), 直接影響產(chǎn)品的收率、質(zhì)量、能耗和運轉(zhuǎn)周期, 甚至危及安全。因此，改進其操作控制，使其運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量卡

10、邊，提高輕汽油產(chǎn)率或?qū)崿F(xiàn)油品產(chǎn)率最佳分配，并在基礎上節(jié)能降耗，是催化裂化裝置急需解決的問題；尤其在市場經(jīng)濟條件下，處理量、產(chǎn)品的需求量和質(zhì)量指標經(jīng)常需隨市場而變化，一個響應迅速、適應變化的先進控制級優(yōu)化系統(tǒng)更為需要。80年代以來，出現(xiàn)了許多約束模型預測控制的工程化軟件包，通過模型識別、優(yōu)化算法、控制結(jié)構(gòu)分析、參數(shù)整定、系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒性等一系列研究工作，模型預測控制技術在石油化工過程得到的越來越廣泛的應用，是石油化工工程從PID控制發(fā)展到先進控制的標志。1980年前后，來自過程控制界的兩位開拓者4-7，法國的Richalet和美國的Cutler分別報道了各自有關解決有約束多變量系統(tǒng)實時控制問題

11、的研究成果和工業(yè)應用情況，即著名的模型預測啟發(fā)式控制（MPHC）和動態(tài)矩陣控制（DMC），這表明現(xiàn)代流程工業(yè)開始接受先進控制的概念。在近年來的一些工程實際應用如在催化裂化裝置應用先進控制技術中，除了構(gòu)建模型預測控制器外，還根據(jù)裝置控制要求和目標，建立了在線實時優(yōu)化器，使預測控制器能夠根據(jù)優(yōu)化目標來調(diào)整預測值，起到提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高目標產(chǎn)品收率、增加經(jīng)濟效益的作用。 目前國外的石化公司大都已經(jīng)在DCS常規(guī)控制基礎上實現(xiàn)了先進控制。要想在國際激烈的競爭環(huán)境中不至于落后，先進控制將是過程控制技術發(fā)展的必然方向。我國催化裂化工藝技術發(fā)展迅速，加工能力已占世界總能力的14.56 %，可以說是世界上催化裂

12、化能力增長最迅速的國家。我國的催化裂化工藝技術，在20世紀80年代獲得突破90年代得到高速發(fā)展，目前正處于提高階段，雖然國內(nèi)近年的先進控制技術應用項目也在不斷的投入，但是由于各種各樣的原因大都不能長周期的在線運行。因此本項目120萬噸/年催化裂化裝置先進控制與實時優(yōu)化項目的設立和實施是在既有動力又有很大壓力下進行的，項目主要目標是開發(fā)一套針對性的催化裂化裝置先進控制系統(tǒng)，達到提高裝置運行平穩(wěn)性，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量及其他不可測變量的實時在線計算，達到指導操作和閉環(huán)控制要求，更好的適應原料性質(zhì)和產(chǎn)品方案隨市場需求的變化，提高高價值產(chǎn)品收率，在滿足過程約束的條件下，使處理量達到調(diào)度要求，實現(xiàn)節(jié)能降耗，最終

13、獲得最大的經(jīng)濟效益。1.2催化裂化的工藝流程 催化裂化裝置一般由反應再生系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)和吸收穩(wěn)定系統(tǒng)等三部分組成8,9，它是一個非線性、時變、強耦合、大干擾分布參數(shù)和大時滯的復雜系統(tǒng)，相對于其他的煉油裝置，其工藝原理比較復雜、作用比較重要。1.2.1反應再生系統(tǒng) 圖1-1反應再生系統(tǒng)工藝流程示意圖Fig 1-1 Flow diagram of reaction regeneration system 反應再生系統(tǒng)的工藝流程如圖1-1所示，反應再生系統(tǒng)用于工藝分析的不可測關鍵參數(shù)較多，它主要由反應沉降器和催化劑活性再生組成。在反應部分，由于活性較高的高溫再生催化劑的催化作用，催化劑活性降低，因此

14、催化劑必須進入催化劑活性再生部分使之活性再生。 催化裝置的原料由常壓重油、減壓渣油和焦化蠟油組成，新鮮原料油經(jīng)過換熱后與回煉油混合，經(jīng)加熱爐加熱至300400后進入提升管反應器下部的噴嘴，用蒸汽霧化后進入提升管下部，與來自再生器的高溫催化劑（600750）接觸，隨即氣化并進行反應。油氣在提升管內(nèi)的停留時間很短，一般24秒。反應后的油氣經(jīng)過旋風分離器后進入集氣室，通過沉降器頂部出口進入分餾系統(tǒng)。 積有焦炭的再生催化劑（待生催化劑）由沉降器進入下面的汽提段，用過熱水蒸汽進行汽提，以脫除吸附在待生催化劑表面的少量油氣，然后經(jīng)過待生斜管、待生單動滑閥進入再生器，與來自再生器底部的空氣接觸反應，恢復催化

15、劑的活性，同時放出大量的熱量。1.2.2 分餾系統(tǒng) 圖1-2分餾系統(tǒng)工藝流程示意圖Fig 1-2 Flow diagram of fractionation system process 分餾部分的流程如圖1-2所示，該部分的作用是將反應再生系統(tǒng)的產(chǎn)物進行初步分離，得到部分產(chǎn)品和半成品。自反應再生系統(tǒng)來的高溫油氣進入催化分餾塔下部，經(jīng)人字擋板的脫過熱段脫過熱后進入分餾段，與循環(huán)油漿（上返塔）逆流接觸，油氣自下而上被冷卻洗滌，油漿中的重組部分和催化劑粉塵隨油漿進入塔底，經(jīng)分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回煉油和油漿，富氣和粗汽油去吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；輕、重柴油經(jīng)提、換熱或冷卻后出裝置；回煉油返

16、回反應再生系統(tǒng)進行回煉；油漿的一部分送反應再生系統(tǒng)回煉，另一部分經(jīng)換熱后循環(huán)回分餾塔。將輕柴油的一部分經(jīng)冷卻后送至再吸收塔作為吸收劑，吸收了C3、C4組分的輕柴油再返回分餾塔。為了取走分餾塔的過剩熱量以使塔內(nèi)氣、液負荷分布均勻，確保塔內(nèi)有足夠內(nèi)回流，在塔的不同位置分別設有4個循環(huán)回流：頂循環(huán)回流、一中段回流、二中段回流和油漿循環(huán)回流。1.2.3 吸收穩(wěn)定系統(tǒng) 圖1-3吸收穩(wěn)定系統(tǒng)工藝流程示意圖Fig 1-3 Flow diagram of absorption stabilization system process 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)如圖1-3所示，該部分包括吸收塔、解吸塔、再吸收塔、穩(wěn)定塔和再吸

17、收塔組成，由分餾系統(tǒng)油氣分離器出來的富氣經(jīng)氣體壓縮機升壓后，冷卻并分出凝縮油，壓縮富氣進入吸收塔底部，粗汽油和穩(wěn)定汽油作為吸收劑由塔頂進入，吸收了C3、C4的富吸收油由塔底抽出送至解吸塔頂部。吸收塔設有一個中段回流以維持塔內(nèi)較低的溫度。吸收塔頂出來的貧氣中尚夾帶少量汽油，經(jīng)再吸收塔用輕柴油回收其中的汽油組分后成為干氣送燃料氣管網(wǎng)，吸收了汽油的輕柴油由再吸收塔底抽出返回分餾塔。解吸塔的作用是通過加熱將富吸收油中飽組分解吸出來，由塔頂引出進入中間平衡罐，塔底為脫乙烷汽油被送至穩(wěn)定塔。穩(wěn)定塔的目的是將汽油中C4以下的輕烴脫除，在塔頂?shù)玫揭夯瘹?，塔底得到合格的汽?即穩(wěn)定汽油)。1.3 催化裂化存在的

18、問題目前世界原油的重質(zhì)化趨勢正在明顯加大，在原油質(zhì)量變重、變差的同時，對輕質(zhì)產(chǎn)品的需求卻日益增多，在我國更是如此。國內(nèi)目前的石油資源中，大于500的餾分在原油中占 40%50%，而且還有繼續(xù)變重的趨勢10，催化裂化在國內(nèi)具體應用過程中，效果不很理想，經(jīng)國內(nèi)行業(yè)專家分析，影響其應用效果的主要原因在于： (1)實施過程缺乏具體生產(chǎn)過程的針對性：國外軟件作為一個通用工具，可以應用于各種生產(chǎn)過程，但缺乏針對性的實施，無法取得良好的效果。 (2)測試模型難以準確：目前國外軟件主要采用階躍測試的方法獲取模型，然而實際過程由于各種未知干擾的存在，僅通過測試與辨識難以獲得滿意的模型。對工藝機理的認識和深入的機

19、理分析是建立滿意動態(tài)模型的基礎。 (3)缺少實時優(yōu)化：目前，大多數(shù)技術用穩(wěn)態(tài)模型給出優(yōu)化操作條件，由先進控制系統(tǒng)執(zhí)行，然而實際上裝置始終處于動態(tài)，穩(wěn)態(tài)優(yōu)化方法對裝置的平穩(wěn)性要求高，優(yōu)化周期長，難以真正取得效益。 針對上述問題，國內(nèi)控制專家提出通過工藝機理與模型測試相結(jié)合，來獲得更合理、更準確的生產(chǎn)裝置動態(tài)數(shù)學模型方法，并通過采用動態(tài)數(shù)學模型的優(yōu)化技術，很好的適應了我國實際生產(chǎn)過程，取得良好的應用效果。目前這種方式已經(jīng)形成產(chǎn)品成為石化裝置先進控制和優(yōu)化系統(tǒng)實施的一種模式，得到廣泛的推廣，并體現(xiàn)出較好的市場前景。1.4 使用APC技術提高催化裂化經(jīng)濟效益 在石油化工等流程過程工業(yè)中, 先進控制(A

20、PC) 和在線優(yōu)化( OPT ) 技術是在DCS 集散系統(tǒng)完成常規(guī)控制功能之上, 為提高企業(yè)經(jīng)濟效益、消除瓶頸而采用的自動化技術，縱觀近年國內(nèi)外催化裂化裝置的發(fā)展，增加效益的途徑主要有兩種： (1)在催化裂化裝置上進行了工藝新技術的改造6-14。如采用適合于渣油的催化裂化新技術，多產(chǎn)柴油新技術，催化裂化提高汽油辛烷值技術等。為了滿足環(huán)保法規(guī)的要求，采用汽油降烯烴技術、汽油脫硫技術和生產(chǎn)清潔燃料的催化裂化技術。一些企業(yè)采用改進操作條件如進行催化裂化裝置回收系統(tǒng)的改進，優(yōu)化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的操作， 實行高溫短接觸催化裂化，進行提升管反應器的優(yōu)化等。還有一些企業(yè)采用新型催化劑，如渣油催化裂化催化劑，多產(chǎn)

21、柴油催化裂化催化劑，多產(chǎn)低碳烯烴催化裂化催化劑，降低汽油中的硫含量的催化劑等。 (2)采用先進控制技術提高裝置的效益。通過對裝置實施先進控制能夠提高裝置生產(chǎn)過程操作和控制的穩(wěn)定性、安全性，保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高目標產(chǎn)品收率，對FCCU來時，更重要是提高輕質(zhì)油的收率，并能節(jié)能降耗。目前全世界已有數(shù)千套先進控制系統(tǒng)，先進控制的效益已被公認，一般的投資回報率為1.40-2.00美元/噸。 目前現(xiàn)有的催化裂化實施優(yōu)化技術 多采用催化裂化反應動力學集總模型進行在線或離線仿真的方案進行優(yōu)化，但此技術需要昂貴的在線分析儀表（NMR）提供原料油性質(zhì)分析數(shù)據(jù)，從而使項目投資大幅提高，而且還存在難以適應過程動態(tài)變化、

22、工程及維護難度大等問題而另外一條技術路線就是基于動態(tài)數(shù)學模型的反應深度實施優(yōu)化，這種技術方案從催化裂化的反應機理模型出發(fā)，采用獨特的宏觀反應熱評價反應深度的方法實現(xiàn)反應深度的閉環(huán)控制，并且采用分餾塔機理模型反算催化裂化反應產(chǎn)物的產(chǎn)率，不需要在線儀表分析而自動適應原料性質(zhì)的變化，在線實時計算產(chǎn)品收率優(yōu)化目標，從而實現(xiàn)反應深度的實時優(yōu)化。此方案具有投資少見效大，工程實施簡便維護量小等特點。已報道在線應用技術：基于穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型；需要昂貴的在線分析儀表；調(diào)優(yōu)手段：反應溫度控制，不能維持反應深度為最優(yōu)值；調(diào)優(yōu)周期：一般120分鐘以上；需原料、催化劑活性化驗數(shù)據(jù)；要求測量絕對準確；需等待穩(wěn)定后才能計算；對

23、模型精度要求很高。擬采用技術與軟件：基于動態(tài)數(shù)學模型，智能自尋優(yōu)；調(diào)優(yōu)手段：反應深度在線計算與控制以反應熱衡量反應深度，在線實時計算反應熱，以反應熱為主要被控變量，使反應深度維持在優(yōu)化值上；全裝置多目標協(xié)調(diào)優(yōu)化，滿足調(diào)度設定的優(yōu)先級，使優(yōu)化目標最大，考慮反再，主分餾塔、吸收穩(wěn)定、氣壓機、主風機約束；調(diào)優(yōu)周期:10分鐘；不需原料、催化劑活性化驗數(shù)據(jù)；不要求測量絕對準確；可在動態(tài)變化狀態(tài)下運行；可隨時在線調(diào)整優(yōu)化目標；可隨時協(xié)調(diào)處理量、摻渣比或各原料流量達到調(diào)度要求和反應深度優(yōu)化。先進控制技術 2.1 先進控制技術概述先進控制（APC）即先進過程控制，是與流程工業(yè)普遍采用的常規(guī)控制相對應的。常規(guī)P

24、ID控制由于其簡單實用、魯棒性強，不需要開發(fā)過程的數(shù)學模型等特點，從早期的氣動調(diào)節(jié)器、電動單元儀表、智能單回路調(diào)節(jié)器再到如今廣泛采用的DCS集散控制系統(tǒng)，得到了不斷的發(fā)展和應用。但隨著工業(yè)生產(chǎn)技術的不斷發(fā)展，對控制系統(tǒng)的要求也在不斷提高，對于大時間滯后、多變量耦合的復雜控制對象以及質(zhì)量平穩(wěn)卡邊等的控制要求和實際需要，以現(xiàn)代控制理論和計算機技術為基礎，70年代產(chǎn)生了以模型預估控制（MPC）為代表的先進控制技術。模型預估控制的核心算法主要有用脈沖響應的模型算法控制（MAC）、用階躍響應模型的動態(tài)矩陣控制（DMC）、用時間序列模型的GPC等17-21，雖然算法不同，但模型預估控制的基本原理是相同的，

25、都是由模型預估利用模型對未來的運行狀態(tài)進行預估、誤差反饋將模型誤差進行反饋以提高控制器的魯棒性，滾動優(yōu)化實時按照優(yōu)化目標計算當前最優(yōu)控制作用等三部分組成。 隨著理論研究和技術開發(fā)的不斷深入和發(fā)展，先進控制技術也不斷的成熟和完善，目前，國外已經(jīng)形成許多以預測控制為核心思想的先進控制商品化軟件包，主要有：美國DMC公司的DMC, Setpoint公司的IDCOM-M、SMCA, Honeywell 公司的RMPCT, Aspen公司的DMCPLUS，法國Adersa公司的PFC等。 目前業(yè)界普遍采用的是以階躍測試數(shù)據(jù)辨識的輸入輸出模型為基礎的控制算法（MAC、DMC、GPC等），此種技術的特點是需

26、要對生產(chǎn)裝置進行擾動測試，再根據(jù)測試數(shù)據(jù)辨識出描述過程輸入輸出信息的黑箱模型。建立黑箱模型不需要對具體生產(chǎn)過程的物理化學機理有較深入的了解，因此對先進控制工程實施人員的要求相對較低，便于工程化和技術推廣，但黑箱模型比較簡單，只描述過程的輸入輸出信息，一般只適用于穩(wěn)定對象，并且基于數(shù)據(jù)辨識的數(shù)學模型適應生產(chǎn)變化的能力相對較弱，由于經(jīng)常的裝置改造或生產(chǎn)方案的變化而使投用率下降。石油大學袁璞教授多年致力于模型預估控制算法的研究和實際工程應用。通過對模型描述和預估控制算法的輸入研究，揭示了模型預估控制算法的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性，以及多值預估控制算法和單值預估控制算法在模型準確時的統(tǒng)一性，從而提出了適用于各種數(shù)學

27、模型描述的通用預估算法（UPCUnified Predictive Control）,并以此開發(fā)了適用于工程實際應用的變結(jié)構(gòu)多變量通用模型預估協(xié)調(diào)控制器（VSUPCC）。為了更好的適應生產(chǎn)變化、克服測試模型技術存在的不足，VSUPCC采用以機理分析為基礎的狀態(tài)空間模型。通過機理分析所得的動態(tài)模型更能反應生產(chǎn)過程的物理化學原理，容易外推、適應生產(chǎn)變化能力強。采用狀態(tài)空間模型的好處是除了能描述生產(chǎn)過程的輸入輸出信息外，還能描述過程的中間狀態(tài)變量，從而可以盡可能的利用可測狀態(tài)變量實現(xiàn)狀態(tài)反饋，進一步提高系統(tǒng)的魯棒性和抗（可測、不可測）干擾能力。2.2軟測量技術催化裂化過程中存在很多的關鍵變量22 ,

28、23，生產(chǎn)過程中一些被控變量（特別是質(zhì)量參數(shù)）無法在線測量，例如分餾塔產(chǎn)品成分、反應器中反應物濃度、塔板效率、轉(zhuǎn)化率、干點、閃點、催化劑活性等，而在線分析儀價格昂貴，不易維護，而且分析一般均存在滯后，那么在以這些參數(shù)為指標進行控制時就無法構(gòu)成實時反饋回路，而不能保證對其很好的控制，因此軟測量技術應運而生。軟測量技術也稱為軟儀表技術，就是利用易測過程變量（稱為輔助變量或二次變量），依據(jù)這些易測過程變量與難以直接測量的待測過程變量（稱為主導變量）之間的數(shù)學關系（軟測量模型），通過構(gòu)成某種數(shù)學關系來推斷和估計，從而實現(xiàn)對待測過程變量的測量 軟測量的意義：能夠測量目前由于技術或經(jīng)濟的原因無法或難以用傳

29、感器直接檢測的重要的過程參數(shù)；有助于提高控制性能。軟測量的工程設計一般步驟：針對軟測量對象進行機理分析，選擇輔助變量了解和熟悉軟測量對象以及裝置的工藝流程，明確軟測量任務；數(shù)據(jù)采集和預處理用統(tǒng)計假設檢驗剔除有顯著誤差的數(shù)據(jù)后，再用平均濾波的方法來去除隨機誤差；建立軟測量模型，軟測量建模的方法多種多樣，且目前主要軟測量建模的方法:機理建模、回歸分析、狀態(tài)估計、模式識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊數(shù)學、基于支持向量機(SVM)方法、過程層析成像、相關分析和現(xiàn)代優(yōu)化算法等多種建模方法，目前主要軟測量建模的方法:機理建模、回歸分析、狀態(tài)估計、模式識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊數(shù)學、基于支持向量機(SVM)方法、過程

30、層析成像、相關分析和現(xiàn)代優(yōu)化算法等多種建模方法；設計模型校正模塊包括短期或者長期校正方法；在實際工業(yè)裝置上實現(xiàn)軟測量將離線采集的軟測量模型和數(shù)據(jù)采集及預處理模塊，模型校正模塊以軟件的形式嵌入到裝置的DCS上。在軟測量運行期間，采集軟測量對象的實測值和模型估計值，根據(jù)比較結(jié)果評價該軟測量模型是否滿足工藝要求，如果不滿足，要利用過程數(shù)據(jù)分析原因，判斷是模型選擇不當，參數(shù)選擇不當還是該時間段內(nèi)的工況遠離模型的預測范圍。2.3 模型預測控制技術2.3.1 動態(tài)矩陣控制(DMC)算法 預測控制的基本出發(fā)點與傳統(tǒng)的PID控制不同，傳統(tǒng)的PID控制根據(jù)當前和過去的輸出測量值和設定值的偏差來確定當前的控制輸入

31、。預測控制不但利用當前和過去的偏差值，而且還利用預測模型來預估過程未來的偏差值，以滾動優(yōu)化確定當前的最優(yōu)輸入策略，各類模型預測控制算法雖然在模型、控制和性能上存在諸多差異，但其核心都是基于滾動時域原理，算法中都包含了預測模型、滾動優(yōu)化和反饋校正三個基本原理。在眾多模型預測控制算法中24-32，動態(tài)矩陣控制(DMC)可以稱作其中的典型代表。2.3.1預測模型 在預測控制中需要一個描述系統(tǒng)動態(tài)行為的基礎模型，稱為預測模型，它的功能是根據(jù)被控對象的歷史信息 u(k - j), y(k -j) | j1 和未來輸入 u(k + j-1) | j =1, , M預測系統(tǒng)未來響應 y(k + j|j =1

32、, , P。在DMC中使用的是漸近穩(wěn)定線性被控對象的單位階躍響應，如圖2-1是一個開環(huán)穩(wěn)定對象單位階躍響應系統(tǒng)示意圖, 其響應序列為，對于漸進穩(wěn)定的系統(tǒng)，階躍響應在(T為采樣周期)后趨于穩(wěn)定即，若單位階躍響應某時刻的采樣值為，則系統(tǒng)的動態(tài)信息就可以近似用有限集合進行描述，向量稱為模型向量，N稱為建模時域。圖2-1開環(huán)穩(wěn)定對象單位階躍響應Fig2-1 Open loop stability object unit step response利用模型可以預測系統(tǒng)在未來的輸出值，即當K時刻有一控制量作用時，在t=kT時刻，假如控制量不再變化時系統(tǒng)在未來N個時刻的輸出值為,那么，在控制增量作用后系統(tǒng)的

33、輸出可由 （2-1）預測，其中表示在t=kT時刻預測的尚無作用時未來N個時刻的系統(tǒng)輸出。表示在t=kT時刻預測的有控制增量作用時未來N個時刻的系統(tǒng)輸出。為階躍響應模型向量，其元素為描述系統(tǒng)動態(tài)特性的N個階躍響應系數(shù)。式中，上標表示預測，表示在t=kT時刻預測t=(k+i)T時刻。同樣，如果考慮到現(xiàn)在和未來M個時刻控制增量的變化，在t=kT時刻預測在控制增量,作用下系統(tǒng)在未來P個時刻的輸出為 （2-2）式中為t=kT時刻預測的無控制增量時未來P個時刻的系統(tǒng)輸出。為t=kT時刻預測的有M個控制增量時未來P個時刻的系統(tǒng)輸出。為從現(xiàn)在起M個時刻的控制增量。稱為動態(tài)矩陣，其元素為描述系統(tǒng)動態(tài)特性的階躍響

34、應系數(shù)。2.3.2滾動優(yōu)化預測控制是一種優(yōu)化控制, 它通過某一性能指標的最優(yōu)來確定未來的控制作用，其核心是在線的滾動優(yōu)化，所謂“滾動優(yōu)化”，是指優(yōu)化時域隨時間不斷地向前推移，在每一個時刻k，確定從該時刻起的M個控制增量使被控系統(tǒng)在未來P個時刻的輸出值, 盡可能接近其期望值,，其優(yōu)化性能指標為： （2-3）式中，為權系數(shù)，P和M分別稱為優(yōu)化時域長度和控制時域長度，引入向量和矩陣記號， Q=diag(,，)， R=diag(,，)則優(yōu)化性能指標式(2-3)可改寫為 (2-4)式中，Q, R分別稱為誤差權矩陣和控制權矩陣，在不考慮輸入輸出約束的情況下，求得最小為 (2-5)這就是t=kT時刻解得的最

35、優(yōu)控制增量序列。2.3.3反饋校正 預測控制是一種閉環(huán)控制, 由于模型誤差、弱非線性特性及其它在實際過程中存在的不確定因素，按預測模型式(2-2)得到的開環(huán)最優(yōu)控制規(guī)律式(2-5)不一定能導致系統(tǒng)輸出緊密地跟隨期望值，它也不能顧及對象受到的擾動。為了糾正模型預測與實際的不一致，必須及時地利用過程的誤差信息對輸出預測值進行修正，而不應等到這M個控制增量都實施后再作校正。為此，在t=kT時刻首先實施中的第一個控制作用：= (2-6) (2-7)其中 (2-8)由于已作用于對象，對系統(tǒng)未來輸出的預測便要疊加上產(chǎn)生的影響，即由式(2-1)算出。到下一個采樣時刻t=(k+1)T，不是繼續(xù)實施最優(yōu)解中的第

36、二個分量，而是檢測系統(tǒng)的實際輸出y(k + 1)，并與按模型預測算得的該時刻輸出，即中的第一個分量進行比較，構(gòu)成預測誤差。 (2-9)這一誤差反映了模型中未包含的各種不確定因素，如模型失配、干擾等。由于預測誤差的存在，以后各時刻輸出值的預側(cè)也應在模型預測的基礎上加以校正，這些未來誤差的預測，可通過對現(xiàn)時誤差e(k+1)加權系數(shù)得到 （2-10）式中為t=(k+1)T時刻經(jīng)誤差校正后所預測的系統(tǒng)在t=(k+i)T（i=1,，N）時刻的輸出. 為誤差校正向量，其中 經(jīng)校正后的的各分量中。除第一項外.其余各項分別是t=(k+1)T時刻在尚無等未來控制增量作用時對輸出在t=(k+2)T,(k+N)T時

37、刻的預測值，它們可作為t=(k+1)T時刻的前N一1個分量，即,i=1,，N-1而中的最后一個分量。即t=(k+1)T時刻對i=(k+1+N)T輸出的預測，可由來近似，即=，上述關系可用向量形式表示 (2-11)其中為移位矩陣。在t=(k+1)T時刻，有了,就又可以像上面所述t=kT時刻那樣進行新的預測優(yōu)化，整個控制就是在這樣推移的過程中滾動進行。該算法結(jié)構(gòu)可用圖2-1加以描述。圖中粗箭頭表示向量流，細箭頭表示純量流。在每一個采樣時刻未來P個時刻的期望輸出與預測輸出所構(gòu)成的偏差向量按式(2-6)與動態(tài)向量點乘。得到該時刻的控制增量。這一控制增量一方面通過數(shù)字積分(累加)運算求出控制量作用于對象

38、;另一方面與階躍響應向量a相乘，并按式(2-1)計算出在其作用后所預測的系統(tǒng)輸出。到了下一個采樣時刻，首先圖2-2 DMC算法結(jié)構(gòu)Fig2-2 Structure of DMC algorithm測定系統(tǒng)的實際輸出y(k+1)，并與原來預測的該時刻的值相比較。按(2-9)算出預測誤差e(k+1)。這一誤差與校正向量h相乘后，再按式(2-10)校正預測的輸出值。由于時間的推移，經(jīng)校正的預測輸出將按式(2-11)移位，并置定為該時刻的預測初值。圖中的，表示時移算子，如果把新的時刻重新定義為k時刻，則預測初值的前P個分量將與期望輸出一起，參與新時刻控制增量的計算。如此循環(huán)，整個過程將反復在線進行。D

39、MC算法是一種增量算法。可以證明，不管有否模型誤差，它總能將系統(tǒng)輸出調(diào)節(jié)到期望值而不產(chǎn)生靜差。對于作用在對象輸入端的階躍形式的擾動，該算法也總能使系統(tǒng)輸出回復到原來的設定狀態(tài)。2.4RMPCT控制器2.4.1RMPCT控制器結(jié)構(gòu)Profit Controller是一種多變量預測控制器33,34，它不僅能對復雜工業(yè)過程進行先進控制，而且能實現(xiàn)以經(jīng)濟效益為目標的局部優(yōu)化。其中，魯棒多變量預測控制技術（RMPCT，Robust Multivariable Predictive Control Technology）是其核心技術，Honeywell/Hi-Spec現(xiàn)已將該技術置于Profit Cont

40、roller內(nèi)。RMPCT 實際是一個大型的軟件包，以模型預測控制技術為核心，其預測模型為動態(tài)矩陣模型，包括離線和在線兩部分。該模型是由對被控對象實施階躍測試，再對測試數(shù)據(jù)進行辨識所得到的對象傳遞函數(shù)所構(gòu)成的。離線部分有模型辯識器、過程仿真器、組態(tài)器和工藝計算部分;在線部分有預估器、控制器、優(yōu)化器、過程數(shù)據(jù)采集器和模型以及在線工藝計算；RMPCT 的工作原理框圖如圖2-3所示。圖2-3RMPCT 的原理框圖Fig.2-3 principle graph of RMPCT虛線框內(nèi)部分為RMPCT，利用此模型，可以預估被控變量的未來變化動向，并計算控制器的輸出值。同時通過反饋校正和滾動優(yōu)化克服模型

41、偏差和干擾造成的影響，使得相關變 量保持在設定范圍或約束區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)多變量協(xié)調(diào)穩(wěn)定控制。Profit Controller是一種具有多變量輸入/輸出、基于動態(tài)模型、采用多步預測、多步控制以及滾動優(yōu)化的算法，并帶有優(yōu)化功能的先進控制器。Profit Controller的參數(shù)變量有：被控變量、操縱變量和擾動變量。 (1)受控變量 CV (Controlled Variable): CV 是系統(tǒng)的控制目標，為表征過程受控狀態(tài)的過程變量，在實際應用中，部分或全部 CV 之間是相互影響的,如過程性能指標、工藝質(zhì)量指標、工藝操作參數(shù)等。 (2)操作變量 MV (Manipulated Variable):

42、 MV 是系統(tǒng)達到控制目標的調(diào)節(jié)手段，為調(diào)節(jié)控制變量的過程變量，如基礎控制的設定點。MV主要是對相關的CV起主要影響作用的、關鍵的可操作變量。 (3)擾動變量 DV (Disturbance Variable): DV 是工藝過程中的干擾因數(shù)，為不可控且影響控制變量的過程變量，如進料特性等，對CV有影響但是不能操作的變量，其波動又對CV的控制產(chǎn)生一定的干擾作用。且其干擾作用是可測的工藝變量?？刂破鲬肦MPCT技術，將此類變量以前饋信號的方式引入控制系統(tǒng)的擾動通道，以便控制系統(tǒng)能很好的克服擾動，使被控變量能得到更好的控制。 (4)可以用一個子模型來表示各個操作變量和擾動變量與被控變量的關聯(lián)：式

43、2-12中，g(s)和j(s)分別為MV和DV對CV的子模型的傳遞函數(shù)，被控對象CV、MV和DV的個數(shù)分別n，m，q。 (2-12)預估器可以預測被控對象未來的輸出值，動態(tài)預測值輸出至多變量控制器作為控制作用的動態(tài)指導，同時穩(wěn)態(tài)預測值進入優(yōu)化器，參與優(yōu)化目標的計算和確定。優(yōu)化器根據(jù)各種經(jīng)濟性指標、約束條件、各變量的上下限值、穩(wěn)態(tài)預測值，利用優(yōu)化方法確定優(yōu)化目標值，作為多變量控制器的控制作用指導。Honeywell公司的全局動態(tài)優(yōu)化器 Profit Optimizer可以對涵蓋多個單元或裝置的多變量控制器 Profit Controller進行協(xié)調(diào)優(yōu)化，實現(xiàn)全裝置或全廠的優(yōu)化目標。基于RMPCT

44、技術的多變量控制器 Profit Controller根據(jù)動態(tài)預測值、優(yōu)化目標值、變量限值等，計算出作為常規(guī)控制回路的設定值，用于控制實際過程變量，實現(xiàn)預測與優(yōu)化控制。2.4.2RMPCT 控制器特點(1)預測模型Profit Controller(RMPCT)利用模型來預估過程的行為35,36，預測模型的功能是根據(jù)被控對象的歷史信息和未來輸入預測其未來動態(tài)輸出，使控制系統(tǒng)具有預測控制效果的能力。控制器的系統(tǒng)模型實際上由多個CV/MV(DV)子過程模型組成的大矩陣，它描述了系統(tǒng)不同過程變量之間的相互作用，以決定控制器的控制行為。 子過程模型：RMPCT使用一個總模型預測過程行為。過程的總模型是

45、由眾多個子過程模型（每個子模型描述一個自變量MV或DV對被控變量CV的作用）構(gòu)成的一個矩陣。這些都是動態(tài)模型，即它們描述一定的時間內(nèi)自變量是如何影響被控變量的。有些子模型也許為零，這表示自變量（MV或DV）對某個CV沒有影響。子過程的動態(tài)響應：RMPCT使用子過程模型的一般形式。該子過程模型可以為工業(yè)中所遇到的大多數(shù)過程動態(tài)行為提供一個合理的描述，這個子過程模型的一般形式包含若干個系數(shù)，這些系數(shù)的值確定了該子過程的動態(tài)響應。 模型辨識：為了把一般模型變?yōu)榫唧w模型，需要確定預估過程響應與實際過程影響相一致的系數(shù)值，這個步驟稱為模型辨識。模型辨識工作一般在控制器安裝完成之前完成為了辨識模型，需要在

46、MV和CV之前存在的控制回路處于開環(huán)狀態(tài)下進行階躍測試，同時收集過程數(shù)據(jù)。在開環(huán)測試期間，單獨改變MV,記錄MV輸入值和CV響應值，使用這些測試數(shù)據(jù)來確定模型系數(shù)。Profit Controller(RMPCT)中的模型辨識是利用霍尼韋爾的動態(tài)模型辨識軟件工具Profit Identifier實現(xiàn)的。 (2)滾動優(yōu)化Profit Controller(RMPCT)是一種優(yōu)化控制，它是通過使某一性能指標最優(yōu) 來確定其未來的控制序列的，這一性能指標涉及到系統(tǒng)未來的行為，例如，通常可取對象輸出在未來的采樣點上跟蹤某一期望軌跡的方差為最?。坏部扇「鼜V泛的形式，例如要求控制能量為最小而同時保持輸出在某

47、一給定范圍內(nèi)等等。性能指標中涉及到的系統(tǒng)未來的行為，是根據(jù)預測模型由未來的控制測略決定的。然而，需要強調(diào)的是，Profit Controller(RMPCT)中的控制優(yōu)化與傳統(tǒng)的最優(yōu)控制有著本質(zhì)的差別，主要表現(xiàn)在Profit Controller(RMPCT)中的優(yōu)化是一種有限時段的滾動優(yōu)化。即在每一個采樣時刻，根據(jù)該時刻的優(yōu)化性能指標求解最優(yōu)控制量，到下一個時刻，這一優(yōu)化時段同時向前推移，重新求取。因此，這種優(yōu)化控制不是用一個靜態(tài)優(yōu)化性能指標，而是在每一個時刻有一個相對于該時刻的優(yōu)化性能指標。不同時刻優(yōu)化性能指標的相對形式是相同的，但其絕對形式，即所包含的時間區(qū)域，則是不同的。這種滾動優(yōu)化雖

48、不直接求解全局最優(yōu)解，但是反復對每一采樣時刻的偏差進行優(yōu)化計算，將可及時的校正控制中出現(xiàn)的各種復雜情況，最終達到優(yōu)化解。(3)反饋校正 預測控制是一種閉環(huán)控制算法。在通過優(yōu)化確定了一系列未來的控制作用后，為了防止模型失配或環(huán)境干擾引起控制對理想狀態(tài)的偏離，預測控制通常不是把這些控制作用逐一全部實施，而只是本時刻的控制作用。到下一個采樣時刻，則首先檢測對象的實際輸出，并利用這一實時信息對基于模型的預測進行修正，然后再進行新的優(yōu)化。Profit Controller(RMPCT)的優(yōu)化依據(jù)不僅是模型的預報，還利用了輸出反饋信息，因而構(gòu)成了閉環(huán)優(yōu)化。(4)魯棒性控制算法由于辨識模型受實驗條件、擬合誤

49、差等影響，通常精度不高，需要借助于控制算法的強魯棒性來加以克服。在Profit Controller(RMPCT)中，采取了許多先進算法來增加系統(tǒng)的魯棒性。歸納起來，這些算法源于一個目標，即增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少不必要的調(diào)節(jié)，使生產(chǎn)過程平穩(wěn)進行。(5)多目標分層次控制算法RMPCT的作用目標是使所有控制變量（CV）盡可能控制在設定范圍內(nèi)，并且不允許操作變量（MV）超過界限。在各個CV中優(yōu)先處理重要CV的偏差消除，相對不太重要的次之，每個控制周期計算出多步控制量，但只輸出第一步控制量，同時保證該控制量滿足MV的約束限制。當所有CV的控制目標滿足后，如果還有自由度，RMPCT控制器能夠把過程操作向

50、目標函數(shù)最小的方向進行優(yōu)化推移控制，即進行經(jīng)濟目標優(yōu)化。Profit Controller(RMPCT)是一種基于模型、滾動優(yōu)化并結(jié)合反饋校正同時具有魯棒性控制算法的先進多變量預估控制器。控制器擁有一個過程動態(tài)模型，模型的輸出經(jīng)過工藝過程實際輸出修正后，通過預估器預估過程過程的未來動向，結(jié)合經(jīng)濟最優(yōu)化目標來確定控制器的輸出，從而使過程的所有變量保持在設定值上或約束區(qū)間內(nèi)。對Profit Controller(RMPCT)而言，有多個CV和MV，并不是特定的MV對應特定的CV，而是控制器將所有的變量看作是一個系統(tǒng)，考慮所有的MVs對CVs的影響。優(yōu)化器是通過使某一性能指標最優(yōu)來確定其未來的控制序

51、列的。反饋校正的功能就是在進入下一個采樣時刻前，將首先采出被控對象的實際輸出，并對某個模型的預測值進行修正，從而獲得較準確的輸出預報。2.4.3RMPCT關鍵技術適應性和魯棒性強37,38，Profit Controller(RMPCT)在過程變量具有較強的耦合情況下能保證大操作范圍內(nèi)的魯棒性，這是因為Profit Controller(RMPCT)采用了以下關鍵技術： 區(qū)域控制算法RCA (Range Control Algorithm)，Honeywell取得專利的區(qū)域控制算法（RCA）是Profit控制器的核心之一。RCA并不要求所有的受控變量都精確的保持在給定點上，而是允許其中任何一個

52、在用戶指定的接近設定點范圍之內(nèi)浮動。 變量漏斗限制技術，為了防止大幅度的改變過程變量破壞系統(tǒng)的平穩(wěn)性，影響控制系統(tǒng)魯棒性，Profit Controller(RMPCT)對過程變量的變化加以漏斗限制，即限定每個控制周期內(nèi)控制變量與操作變量的變化速度，使之能平滑的過度到設定值或控制區(qū)域內(nèi)。 特征值閾值限制，Profit Controller(RMPCT)通過對動態(tài)模型矩陣的特征值進行閾值限制。實現(xiàn)了控制器速度的自動調(diào)節(jié)，同時也提高動態(tài)預測模型的魯棒性。在某些情況下，沒有采用該技術的控制器同Profit Controller相比，在速度上慢得多。另外，Profit Controller并沒有像其他

53、控制器那樣通過丟棄控制變量來提高控制器的速度。 Min-Max原則，Min-Max是一種尋求馬鞍點的方法。RMPCT控制器應用Min-Max原則，先找出過程模型的不確定性，根據(jù)給定的目標函數(shù)求出最壞的情況，然后在此基礎上，計算出具有最好控制性能的控制器參數(shù)。Profit Controller(RMPCT)采用了最大可能模型偏差下的最優(yōu)設計，提高了對可能模型偏差的魯棒性，從而提高了控制系統(tǒng)的整體魯棒性。 (2)PVO(product value )產(chǎn)品價值優(yōu)化是RMPCT的專利性特征39-44，在RMPCT優(yōu)化中，首先利用優(yōu)化自由度（獨立操作變量）滿足系統(tǒng)的約束，在自由度有剩余的情況下，再利用剩

54、余自由度進行以產(chǎn)品價值為目標的優(yōu)化，以提高控制系統(tǒng)經(jīng)濟效益。另外，不管采用PVO還是采用簡單的最大最小策略優(yōu)化算法都作為控制回路的一部分并集成到RCA中，因而其優(yōu)化的速度可以與CV變量的誤差修正速度獨立調(diào)整。 (3)特有的前饋控制，Profit Controller提供取得專利的兩個自由度的前饋調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)使得前饋輸入的響應比反饋響應來的快，這提供了更為有效的反饋補償，不會由于反饋通道的高增益引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，而傳統(tǒng)多變量預測控制器對于測量擾動的響應程度是受反饋速度限制的（過程穩(wěn)定限制）。 (4)簡單的調(diào)節(jié)手段，允許工程師改變控制器對于測量擾動的響應程度是Profit Controller中專

55、利性的特征。Profit Controller通過一個“性能比”前饋與反饋性能比來調(diào)節(jié)每個CV變量的控制響應時間，這與以前調(diào)節(jié)CV、MV變量“耦合權重因子”相比更為直觀，同時減少了控制器提交用戶的時間和工程維護時間。 (5)離線的設計環(huán)境，離線的開發(fā)環(huán)境可非常方便的進行過程模型辨識、建立Profit Controller，并用仿真器進行測試以及模型的靈活性，在Profit Controller中所用的模型可以修改，單個參數(shù)可以進行在線修正，如子模型中的增益，時間延遲等參數(shù)都可在線修改。因此工程師可以非常容易的對模型進行調(diào)整，使之適合用于各種不同對象的動態(tài)特性。(6)支持多種平臺，Profit

56、Controller可以完全集成到Honeywell的TPS，Plant Scape等DCS中，此外基于Windows NT的Profit Controller通過Hi-Spec的Uniform-ance數(shù)據(jù)庫可與任何一種控制系統(tǒng)相連，應用非常靈活方便。Profit Controller在過程控制領域中得到了成功的應用，大量的成功應用實例證明Profit Controller具有傳統(tǒng)多變量預測控制器不具有的優(yōu)點：較短的投資回報周期；對于過程的變化具有較強的魯棒性；控制器的使用和調(diào)節(jié)簡單；辨識、建模、仿真等環(huán)境集成于一體，同其他廠商所提供的控制器相比，Profit Controller正常運行時

57、間最長，維修時間最短。2.5 PACROS系統(tǒng)技術 PACROS（Process Advanced Control and Real-time Optimization Solution）是Pacos Tech團隊在多項國家發(fā)明專利的技術基礎上歷經(jīng)多年成功研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權的面向石油化工等大型連續(xù)生產(chǎn)流程工業(yè)的過程先進控制與實時優(yōu)化全面解決方案。與目前國內(nèi)外其他過程控制企業(yè)提供的先進控制技術相比較，PACROS是一套具有鮮明的先進控制與實時優(yōu)化技術，采用基于機理分析的狀態(tài)空間模型技術，多變量變結(jié)構(gòu)狀態(tài)反饋模型預估協(xié)調(diào)控制技術，以及基于先進控制的生產(chǎn)方案自動切換技術和化學反應深度動態(tài)實時智能

58、優(yōu)化技術，PACROS系統(tǒng)是以提高連續(xù)生產(chǎn)過程的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”，取得切實的經(jīng)濟效益為目標進行設計的。2.5.1 PACROS特點1.先進性： 獨一無二于機理的、具有良好魯棒性的動態(tài)模型技術，基于機理的重要不可測變量的在線實時觀測（軟儀表）系統(tǒng)，先進的變結(jié)構(gòu)通用多變量模型預估協(xié)調(diào)控制技術，擁有多項專利技術并能進行化學反應深度實時優(yōu)化。2.有效性 以先進性為保障，在基于機理的質(zhì)量指標觀測系統(tǒng)的基礎上，通過先進控制實現(xiàn)質(zhì)量卡邊操作，節(jié)能降耗。通過實時優(yōu)化系統(tǒng)確保在生產(chǎn)條件發(fā)生變化時能及時有效的找到生產(chǎn)裝置運行的優(yōu)化點，從而達到效益最大化。3.實用性 Microsoft Windows為平臺，

59、具有簡單易用的操作界面，以業(yè)內(nèi)通用的OPC技術為通訊接口，實現(xiàn)專職上位機，與第三方DCS系統(tǒng)實現(xiàn)無縫連接。分布式系統(tǒng)使得PACROS的實現(xiàn)和應用靈活方便、安全性、先進控制與常規(guī)控制之間的無擾切換、數(shù)據(jù)處理和故障診斷、通訊監(jiān)控與緊急切除措施、系統(tǒng)功能用戶權限分級：工程師權限以及操作員權限。4.多項專利技術PACROS系統(tǒng)基于以下國家專利技術：.0 催化裂化反應深度的動態(tài)觀測與控制方法.9 汽油與柴油質(zhì)量指標的在線確定方法.3 催化裂化裝置反應深度實時優(yōu)化控制方法.2 通用多變量模型預估協(xié)調(diào)控制方法3.8 連續(xù)生產(chǎn)化學反應器的控制方法與系統(tǒng) 這些專利技術包含了 重要不可測變量的在線實時計算技術，像

60、測量儀表一樣，實時給出不可測變量的數(shù)值，作為操作和先進控制的重要依據(jù)。也包含了解決多變量、變結(jié)構(gòu)、多重時間滯后生產(chǎn)過程的多中控制要求的平穩(wěn)控制、約束控制和協(xié)調(diào)優(yōu)化技術。還有專門針對催化裂化裝置，也是在以上基礎上取得主要經(jīng)濟效益的催化裂化裝置反應深度在線實時優(yōu)化技術。 除以上專利技術外，PACROS還具有解決生產(chǎn)過程操作控制實際問題的一些專有技術，如生產(chǎn)過程的機理動態(tài)數(shù)學模型、液位流量的協(xié)調(diào)控制、調(diào)節(jié)閥（變頻器）的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制、提高PID控制性能的振動線性化方法、過程變量故障與非正常生產(chǎn)狀態(tài)的在線實時檢測與處理技術等。 以上技術的主要特點是：將石油化工科技進步（機理動態(tài)數(shù)學模型）與現(xiàn)代控制理論（