苯乙烯裝置的先進(jìn)控制與優(yōu)化控制.pdf

1、苯乙烯（SM）是一種重要的基本有機(jī)化工原料，用途十分廣泛。從總體上看，世界苯乙烯的生產(chǎn)能力已經(jīng)出現(xiàn)了過剩的態(tài)勢，而亞洲尤其是中國的消費(fèi)量卻不斷增加，這樣勢必導(dǎo)致更多的外國產(chǎn)品流入我國，對我國苯乙烯行業(yè)今后的發(fā)展造成一定的威脅。因此應(yīng)盡快采用先進(jìn)技術(shù)對現(xiàn)有裝置進(jìn)行技術(shù)改造，逐步提高裝置的生產(chǎn)規(guī)模和工藝技術(shù)水平，以增加產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)我國苯乙烯在國內(nèi)外市場中的競爭力。 為了提高苯乙烯裝置的經(jīng)濟(jì)效益，最快的捷徑是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制，

2、但從已投入使用的先進(jìn)控制軟件來看，這些先進(jìn)控制軟件在投入使用初期效果明顯，但能長期投入運(yùn)行的卻是寥寥無幾，分析其原因，這些先進(jìn)控制軟件的魯棒性有限，技術(shù)維護(hù)復(fù)雜，隨著裝置的運(yùn)行，模型發(fā)生變化，而先進(jìn)控制軟件所使用的模型不能在線及時更新或難于更新，結(jié)果不得不放棄這些先進(jìn)控制軟件。如何降低苯乙烯裝置先進(jìn)控制軟件技術(shù)維護(hù)的復(fù)雜性，使其能長期投運(yùn)，是本文研究的重點(diǎn)。 要實(shí)施先進(jìn)控制，首先要獲得生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。為了以簡單高效的方法獲取對象模

3、型，根據(jù)苯乙烯DCS系統(tǒng)和各種數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的特點(diǎn)，本文采用OPC數(shù)據(jù)通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集數(shù)據(jù)存入ACCESS數(shù)據(jù)庫中。 實(shí)施基于模型的先進(jìn)控制最關(guān)鍵的一點(diǎn)是獲取準(zhǔn)確的對象模型。在對象辨識方法中，使用對象參數(shù)辨識與系統(tǒng)狀態(tài)方程初值同時辨識的方法，取得了滿意的模型辨識和控制效果。 根據(jù)苯乙烯裝置控制回路的特點(diǎn)和DCS系統(tǒng)中的PID實(shí)際組態(tài)情況，確定使用哪種優(yōu)化技術(shù)。對于普通回路，應(yīng)用了基于常規(guī)PID的模型PID

4、技術(shù)，該技術(shù)使用原來的PID控制器，因此不需要對原來的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，只要能辨識出對象模型，就可求得PID參數(shù)。有些PID控制不好的復(fù)雜回路，可以進(jìn)行IMC-PID改造，基于階躍響應(yīng)相同的原理，使用NLJ隨機(jī)搜索算法獲得IMC-PID參數(shù)。對于控制系統(tǒng)無法實(shí)施IMC-PID改造的情況，應(yīng)用了基于IMC的模型PID技術(shù)。 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的軟儀表在線運(yùn)行，可實(shí)時預(yù)測產(chǎn)品的產(chǎn)率，為及時調(diào)整生產(chǎn)方案提供了的依據(jù)，而軟測量的準(zhǔn)確

5、性是軟儀表實(shí)施的關(guān)鍵，為此本課題基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，研究了提高軟測量準(zhǔn)確性的方法并投入了實(shí)際應(yīng)用。 基于機(jī)理模型的生產(chǎn)方案優(yōu)化，是建立回路優(yōu)化基礎(chǔ)上的裝置優(yōu)化方案，使用NLJ算法，可方便的求取給定約束條件下裝置最優(yōu)操作參數(shù)。本課題在研究反應(yīng)活化能的基礎(chǔ)上，給出了特定約束條件下的操作參數(shù)優(yōu)化解法并進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。 在以上研究的基礎(chǔ)上開發(fā)了苯乙烯裝置先進(jìn)控制與優(yōu)化控制軟件包，并在苯乙烯裝置上取得了成功實(shí)施。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，