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先进控制技术及应用
作者: 发布时间:2008-02-04 04:04:41 来源: 繁体版

    (3)连续重整装置
    广州石油化工总厂连续重整装置采用美国西雷公司的数据平台ONSPEC、美国Setpoint公司的多变量预估软件SMCA;金陵石化公司炼油厂连续重整和抽提装置上采用Honeywell公司的鲁棒多变量预估控制器RMPCT;镇海炼化股份有限公司炼油厂连续重整装置采用美国Aspen公司DMCplus先进控制软件。

    (4)聚丙烯装置
    扬子石化公司、上海石化、齐鲁石化公司、燕山石化公司等在聚丙烯装置实施先进控制技术获得了明显经济效益。

    2.国内自行开发部分先进控制软件包应用
    我国通过“八五”“九五”国家重点科技攻关等,在先进控制与优化控制方面积累了许多经验,成功应用实例亦不少。部分成果已逐渐形成商品化软件。

    福建炼油厂化工有限公司与浙江大学合作开发催化裂化装置先进控制系统;洛阳石油化工总厂与石油大学、洛阳石化公司共同开发催化裂化装置;茂名石化炼油厂与石油大学联合开发催化裂化装置先进控制与实时优化系统;上海交通大学开发研制的多变量约束控制软件包MCC是一个处理约束的多变量、多目标、多控制模式和基于模型预测的最优控制器,已成功应用于石家庄炼油化工股份有限公司催化裂化装置,取得明显经济效益;还有浙江大学开发APC-Hiecon,APC-PFC先进控制软件在国内许多工业装置得到了应等等。

    (四)预测控制发展方向
    1.自适应MPC:目前亦有自适应MPCSPAN的产品,但实时实现自适应控制存在一定困难,有待进一步研究。
    2.鲁棒MPC:只有RMPCT在控制器设计时考虑到模型不确定性,所以设计具有鲁棒稳定性MPC保障的控制器将减少整定与测试时间。
    3.非线性MPC:由于不少的生产过程是非线性,开发简单实用的非线性MPC亦是今后的一个发展方向。

    二、软测量技术
    由于在线分析仪表(传感器)不仅价格昂贵,维护保养复杂,而且由于分析仪表滞后大,最终将导致控制质量的性能下降,难以满足生产要求。还有部分产品质量目前无法测量,这在工业生产中实例很多,例如精(分)馏塔产品成分;塔板效率;干点、闪点;反应器中反应物浓度、转化率、催化剂活性;高炉铁水中的含硅量;生物发酵罐中的生物量参数等。近年来,为了解决这类变量的测量问题,各方面在深入研究,目前应用较广泛的是软测量方法。

    软测量的基本思想是对于难于测量或暂时不能测量的重要变量(或称之为主导变量),选择另外一些容易测量的变量(或称之为辅助变量),通过构成某种数学关系来推断和估计,以软件来代替硬件(传感器)功能。这类方法具有响应迅速,连续给出主导变量信息,且具有投资低、维护保养简单等优点。

    近年来,国内外对软测量技术进行了大量研究。著名国际过程控制专家McaVoy教授将软测量技术列为未来控制领域需要研究的几大方向之一,具有广阔的应用前景。

    软测量技术主要内容有:机理分析与辅助变量选择,数据采集和预处理,软测量模型建立,在线校正,实施及评价。

    (一)软测量建模方法
    软测量的核心问题是其模型的建立,也即建立待估计变量与其他直接测量变量间的关联模型。软测量建模的方法多种多样,且各种方法互有交叉,且有相互融合的趋势,因此很难有妥当而全面的分类方法。目前,软测量建模方法一般可分为:机理建模、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊数学、基于支持向量机(SVMs)和核函数的方法、过程层析成像、相关分析和现代非线性系统信息处理技术等。这些方法都不同程度地应用于软测量实践中,均具有各自的优缺点及适用范围,有些方法在软测量实践中己有许多成功的应用,后面几种建模方法限于技术发展水平,在过程控制中目前还应用较少。

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