APC技術(shù)交流課件

煉油過程先進(jìn)控制

煉油過程先進(jìn)控制APC2004年12月1A煉油過程先進(jìn)控制前言模型預(yù)測控制的簡介(MPC)基本原理及優(yōu)點(diǎn)(與常規(guī)控制相比較)Honeywell魯棒多變量模型預(yù)測控制技術(shù)（RMPCT）特點(diǎn)APC工程APC外圍環(huán)境APC實(shí)施步驟及核心技術(shù)RFCCMPC應(yīng)用(實(shí)例)反應(yīng)再生部分主分餾塔部分吸收解吸穩(wěn)定部分結(jié)論2A煉油過程先進(jìn)控制前言過程控制歷史經(jīng)典PID反饋控制狀態(tài)空間(優(yōu)化)控制先進(jìn)控制(APC)基于模型的控制模糊控制及人工智能(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))模型預(yù)測控制(MPC)MPC---成功的先進(jìn)控制技術(shù)的核心

3A煉油過程先進(jìn)控制模型預(yù)測控制（MPC）常規(guī)過程控制基本思想MPC基本原理MPC與常規(guī)控制的不同4A煉油過程先進(jìn)控制常規(guī)PID控制結(jié)構(gòu)PID過程SP測量變送器Y(s)E(s)U(s)D(s)5A煉油過程先進(jìn)控制離散PID控制：單入單出控制（反饋的基本思想）魯棒性利用當(dāng)前值及前兩步值回路間的耦合無滯后補(bǔ)償非最小相位6A煉油過程先進(jìn)控制MPC基本原理：預(yù)測模型（線性化模型）滾動優(yōu)化在線校正經(jīng)濟(jì)效益線性規(guī)劃7A煉油過程先進(jìn)控制線性化模型：Y(t)U(t)時(shí)域響應(yīng)Laplace傳遞函數(shù)提升管出口溫度與再生滑閥開度的關(guān)系8A煉油過程先進(jìn)控制預(yù)測模型:矩陣形式：9A煉油過程先進(jìn)控制MPC性能指標(biāo)的數(shù)學(xué)描述：YspY(t)U(t)PastFuture10A煉油過程先進(jìn)控制MPC線性的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)函數(shù)：11A煉油過程先進(jìn)控制MPC優(yōu)點(diǎn):基于模型的控制:模型越準(zhǔn)確，控制效果越好控制品質(zhì)高滯后補(bǔ)償靜態(tài)動態(tài)解耦約束的處理非方系統(tǒng)（“胖”系統(tǒng)，“瘦”系統(tǒng)）控制非最小相位12A煉油過程先進(jìn)控制APC實(shí)施:效益分析功能設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)常規(guī)儀表與在線測量儀表APC實(shí)施平臺與數(shù)據(jù)通訊過程工藝計(jì)算高等調(diào)節(jié)控制(IRC)MPC實(shí)施13A煉油過程先進(jìn)控制效益分析數(shù)據(jù)來源過程數(shù)據(jù)(原始)及實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)初始階躍實(shí)驗(yàn)結(jié)論IRC效益MPC效益效益來源裝置運(yùn)行平穩(wěn)，便于卡邊操作區(qū)間控制增加操作的自由度14A煉油過程先進(jìn)控制功能設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)當(dāng)前系統(tǒng)的檢測、控制系統(tǒng)(即管線配置圖)當(dāng)前的過程瓶頸當(dāng)前工藝的操作思想APC目標(biāo)的確定APC目標(biāo)與控制功能的分解項(xiàng)目定義15A煉油過程先進(jìn)控制APC實(shí)施平臺與數(shù)據(jù)通訊

TDC3000DCS系統(tǒng)AM(AxM推薦使用)forMPCandIRCOrRMPCTNode（GUS）Non-TDC3000DCS系統(tǒng)DECVAX/ALPHA上位機(jī)DCS與上位機(jī)接口(Open)VMS/WindowsNT/UNIX操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(HoneywellPhD)16A煉油過程先進(jìn)控制過程工藝計(jì)算:過程流量的補(bǔ)償液體流率的溫度補(bǔ)償氣體流率的溫度壓力補(bǔ)償過程溫度壓力的補(bǔ)償AntoineEquation（蒸汽壓）特定過程計(jì)算轉(zhuǎn)化率,產(chǎn)品分布負(fù)荷計(jì)算產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測17A煉油過程先進(jìn)控制高等調(diào)節(jié)控制(IRC)非線性液位控制(NLLC)利用容器的緩沖性能比值控制加熱爐的熱平衡控制加熱爐多路輸出溫度控制分餾塔熱負(fù)荷控制非線性過程的線性化RPID控制離線PID參數(shù)整定與在線應(yīng)用18A煉油過程先進(jìn)控制MPC工程實(shí)施:初始階躍實(shí)驗(yàn)和MPC控制策略裝置階躍實(shí)驗(yàn)過程模型辨識軟件安裝（控制器內(nèi)核及人機(jī)界面）MPC控制器建立MPC調(diào)試及投用工程技術(shù)人員及操作工的培訓(xùn)項(xiàng)目技術(shù)文檔19A煉油過程先進(jìn)控制重油催化（RFCC）RMPCT應(yīng)用:反再部分的先進(jìn)控制反再部分的平穩(wěn)操作處理量的提高苛刻度及產(chǎn)率控制分餾部分先進(jìn)控制產(chǎn)品質(zhì)量控制獲得最大的高值產(chǎn)品吸收解吸穩(wěn)定部分的先進(jìn)控制產(chǎn)品質(zhì)量控制獲得最大的高值產(chǎn)品20A煉油過程先進(jìn)控制RFCC反再部分的先進(jìn)控制:反再部分的工藝計(jì)算反再部分的控制策略反再部分的階躍實(shí)驗(yàn)反再部分的模型辨識反再部分先進(jìn)控制器建立反再先進(jìn)控制器的實(shí)施21A煉油過程先進(jìn)控制反再流程示意圖22A煉油過程先進(jìn)控制反再部分的工藝計(jì)算流量補(bǔ)償反應(yīng)熱的計(jì)算提升管入口溫度提升管反應(yīng)油氣的停留時(shí)間及催化劑停留時(shí)間催化劑循環(huán)量(CCR)苛刻度預(yù)測產(chǎn)品分布液化氣（LPG）產(chǎn)率預(yù)測焦碳產(chǎn)率預(yù)測輕柴（LCO）產(chǎn)率預(yù)測汽油產(chǎn)率預(yù)測23A煉油過程先進(jìn)控制反再部分的控制策略MVs（操作變量）的確定:14MVsCVs（被控變量）的確定:25CVsDVs（干擾變量）的確定:3DVs24A煉油過程先進(jìn)控制RFCCRX/RGMPCVariablesTable25A煉油過程先進(jìn)控制反再M(fèi)PC控制策略的功能分解再生器燒焦控制提升管苛刻度控制分餾塔底控制壓力平衡及閥位控制產(chǎn)率的極限控制26A煉油過程先進(jìn)控制反再部分的階躍實(shí)驗(yàn)階躍實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的設(shè)計(jì)以控制策略與初始階躍實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)正常的操作波動回路的時(shí)間常數(shù)階躍實(shí)驗(yàn)的幅度階躍實(shí)驗(yàn)工藝工程師的配合調(diào)度的配合化驗(yàn)分析的配合儀表過程工程師的配合27A煉油過程先進(jìn)控制反再部分的模型辨識階躍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析模型辨識控制策略的確證反再RMPCT仿真及控制器的設(shè)定28A煉油過程先進(jìn)控制反再部分先進(jìn)控制器建點(diǎn)過程動態(tài)矩陣RMPCT控制器建點(diǎn)先進(jìn)控制底層控制回路的設(shè)定反再先進(jìn)控制器的投用先進(jìn)控制器模型在線確認(rèn)先進(jìn)控制器在線組態(tài)的檢查先進(jìn)控制器的設(shè)定檢驗(yàn)先進(jìn)控制器的投用先進(jìn)控制器的操作指導(dǎo)先進(jìn)控制器操作人員的培訓(xùn)（每班）29A煉油過程先進(jìn)控制主分餾塔先進(jìn)控制應(yīng)用主分餾塔過程及產(chǎn)品性質(zhì)計(jì)算主分餾塔控制策略主分餾塔階躍實(shí)驗(yàn)主分餾塔的模型辨識主分餾塔先進(jìn)控制器的建點(diǎn)主分餾塔先進(jìn)控制器的實(shí)施30A煉油過程先進(jìn)控制主分餾塔工藝計(jì)算流量補(bǔ)償主分餾塔的蒸汽物平主分餾塔塔板汽液負(fù)荷計(jì)算用于產(chǎn)品質(zhì)量計(jì)算及水力學(xué)計(jì)算主分餾塔粗汽油ASTM90預(yù)測輕柴ASTM90預(yù)測輕柴閃點(diǎn)預(yù)測輕柴傾點(diǎn)（凝點(diǎn)）預(yù)測31A煉油過程先進(jìn)控制主分餾塔（MF

）的高等調(diào)節(jié)控制DCS底層控制PID參數(shù)的整定取熱負(fù)荷控制頂循的熱負(fù)荷控制中循的熱負(fù)荷控制非線性液位控制MF粗汽油分離罐的非線性液位控制比值控制柴油汽提塔汽提蒸汽控制32A煉油過程先進(jìn)控制MFRMPC控制策略控制器的定義MV的確定:7MV’sCV的確定:8CV’sDV的確定:8DV’s33A煉油過程先進(jìn)控制MainFractionatorScheme34A煉油過程先進(jìn)控制MFRMPCTVariablesTable35A煉油過程先進(jìn)控制MPC控制策略的功能分解MF塔頂粗汽油干點(diǎn)控制MFLCO傾點(diǎn)及閃點(diǎn)控制LCO液位控制閥位飽和處理36A煉油過程先進(jìn)控制MF階躍實(shí)驗(yàn)階躍實(shí)驗(yàn)計(jì)劃設(shè)計(jì)以控制策略與初始階躍實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)正常的操作波動回路的時(shí)間常數(shù)階躍實(shí)驗(yàn)的幅度實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)階躍實(shí)驗(yàn)與上下游裝置操作進(jìn)行協(xié)調(diào)37A煉油過程先進(jìn)控制MF模型辨識實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)分析階躍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析模型辨識MFRMPCT控制策略的驗(yàn)證MFRMPCT控制器仿真及控制器的參數(shù)設(shè)定38A煉油過程先進(jìn)控制MFRMPCT控制器的建立過程動態(tài)矩陣MFRMPCT控制器建點(diǎn)MFRMPCT底層控制器的設(shè)定MFRMPCT控制器的投用MF控制器模型的在線確認(rèn)MF控制器組態(tài)檢查MF控制器參數(shù)設(shè)定檢查MF控制器的投用MFRMPCT控制器的操作指導(dǎo)MFRMPCT操作人員的培訓(xùn)（每班）39A煉油過程先進(jìn)控制吸收解吸穩(wěn)定（ABSS）RMPCT應(yīng)用MPC控制策略：MV的確定:8MVsCV的確定:8CVsDV的確定:5DVs40A煉油過程先進(jìn)控制Absorber/Stripper/StablizerScheme

41A煉油過程先進(jìn)控制ABSSRMPCTVariablesTable42A煉油過程先進(jìn)控制MPC控制策略的功能分解吸收塔頂溫度及干氣C3控制解吸塔進(jìn)料溫度控制液化氣（LPG）C2控制穩(wěn)定汽油雷式蒸汽壓控制高壓分離罐液位控制43A