軟儀表在先進(jìn)控制中的應(yīng)用

1、1軟儀表在先進(jìn)控制中的應(yīng)用摘要軟儀表，也稱軟測(cè)量或在線工藝計(jì)算，就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)已有測(cè)量的一些相關(guān)變量以及工藝設(shè)備技術(shù)參數(shù)，通過(guò)構(gòu)成某種數(shù)學(xué)關(guān)系來(lái)推斷和估計(jì)難于或暫時(shí)不能用硬儀表測(cè)量的重要變量，以軟件來(lái)代替儀表功能［1］。本文結(jié)合煉油一廠焦化裝置吸收穩(wěn)定部分軟儀表的應(yīng)用，論述了軟儀表在先進(jìn)控制中的重要作用。關(guān)鍵詞：先進(jìn)控制；軟儀表；控制器中圖分類號(hào)：P634.36文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1.前言目前先進(jìn)控制技術(shù)不但在理論上不斷推出新的成果

2、而且在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中也取得了令人矚目的成績(jī)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已有很多優(yōu)秀的產(chǎn)品供選擇：如Honeywell高技術(shù)執(zhí)行部的PC(ProfitController)；ABB代理的STAR；橫河代理的SMOC；FOXBO的Connoisseur；ASPEN的DMC、浙江中控的APCAdcon等。目前，世界上先進(jìn)的石化企業(yè)絕大多數(shù)生產(chǎn)裝置都采用了先進(jìn)控制技術(shù)，據(jù)ARC調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)的普及率已經(jīng)達(dá)到60%以上，重點(diǎn)裝置更是達(dá)到了90%的比例。在某

3、種程度上，先進(jìn)控制技術(shù)更像是企業(yè)增產(chǎn)增效的“加速器”［2］。但是一些被控變量很難測(cè)量，如反焦化裝置柴油350℃餾出量、干氣C3含量、液化氣C5含量、液化氣C2含量等，雖然這些變量可以通過(guò)在3軟儀表的構(gòu)建，一般采用兩種方法：統(tǒng)計(jì)回歸分析法、機(jī)理分析法。統(tǒng)計(jì)回歸分析法就是采集相當(dāng)足夠的過(guò)程歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)用線性回歸、模糊數(shù)學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)處理方法，獲得軟儀表值與相關(guān)過(guò)程變量的數(shù)學(xué)模型；并與遺傳算法相結(jié)合，建立在線軟儀表。機(jī)理分析法

4、，就是以化學(xué)和物理化學(xué)等科學(xué)原理為基礎(chǔ)，運(yùn)用物料平衡、能量平衡等工程技術(shù)，獲得軟儀表值與相關(guān)過(guò)程變量的數(shù)學(xué)模型，建立在線軟儀表。采用統(tǒng)計(jì)分回歸析法建模的軟儀表，通常也輔以機(jī)理分析法處理，而采用機(jī)理分析法建模的軟儀表，有時(shí)也需要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析［5］。3.2設(shè)計(jì)軟儀表模型以煉油一廠焦化裝置吸收穩(wěn)定部分為例，吸收穩(wěn)定正常操作時(shí)關(guān)注的主要工藝參數(shù)為：1）吸收塔進(jìn)料液氣比；2）吸收溫度；3）解吸塔塔底溫度；4）穩(wěn)定塔底溫度；5）穩(wěn)

5、定塔塔頂溫度；6）穩(wěn)定塔塔頂壓力。主要的產(chǎn)品控制質(zhì)量為：1）干氣C3含量；2）液化氣C2含量；3）液化氣C5含量。所涉及的調(diào)節(jié)手段有補(bǔ)充吸收劑流量、吸收柴油流量、干氣脫硫塔頂壓力、解吸塔底溫度、穩(wěn)定塔頂壓力、穩(wěn)定塔頂回流流量、穩(wěn)定塔底溫度等。吸收穩(wěn)定裝置采用“吸收—再吸收—解吸—穩(wěn)定”工藝技術(shù)流程，耦合性強(qiáng)，具有明顯的多變量的特點(diǎn)。根據(jù)裝置吸收穩(wěn)定部分的質(zhì)量控制需要，開(kāi)發(fā)3個(gè)軟儀表包括干氣C3含量、液化氣C2含量、液化氣C5含量的預(yù)測(cè)計(jì)