dmcplus在重整反应系统中的应用

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1、DMCPLUS在重整反应系统中的应用

2、第1...luningdevicereactionsystemSHIXu－hua(AutomaticEngineeringDept，SchoolofInformationEngineering，NingboUniversity，ZhejiangNingbo315211，China)　　　　Abstract：ThepaperdescribesDMCPLUSdynamicmatrixcontrollersofa800kt/areformingdevice.ThiscontrolsystemisbuiltonthebasisofCENTUM－XLDC

3、Ssystem.Itsapplicationindicatesidealtemperaturecontrolandcanleadtosatisfactoryeconomicbenefits.　Keyingdevice；reactionsystem0　引言　　　　自70年代末至80年代初，预测控制已成为一种众所周知的技术。它的基本思想为利用过程动态模型与实测值来预测过程将来的行为，使预测值与设计值差别最小，进而达到滚动优化目的，正因它能处理复杂过程对象，自80年代末以来，在国外，特别是美国，以DMC预测控制为主要特征的先进控制在石油、化工和冶金领域得到广泛的应用。先进控制系统一般可以

4、分为两个层次：低层为先进控制策略的应用，如基于模型的多变量预估控制、自适应控制、智能控制等，其主要目的是提高控制精度，减少产品质量方差，增强系统的鲁棒性，提高抗干扰能力，保证装置安全、长周期运行；高层为各种优化策略的应用，以综合经济效益为优化目标[3]。DMC－PLUS控制器是集原DMC公司的核心算法及原SET－POINT公司的界面及数据库技术的新一代先进控制软件。其主要核心包括预测、优化和动态控制。控制器的主要特点为多变量约束控制、严格的模型控制、模型预测控制、优化控制、区域控制。　　对设计规模为800kt/a系统，采用美国环球油品公司第二代连续重整技术和日本横河CENTUM－X

5、LDCS的重整装置设计并实现了DMC优化控制算法，取得很好的经济效益。1　工艺简介　　　　以生产高辛烷值汽油为目标的催化重整反应系统是重整系列装置的核心设备。以重整汽油的辛烷值控制为例，可以通过调节反应器的温度间接达到控制，而影响重整反应过程的主要参数是反应温度、进料速度(负荷)、反应器压力、氢油比、原料性质、催化剂种类。通常，进料特性和催化剂种类为不可控变量，压力、空速和氢油比作为约束条件，由于重整反应器4台串联，温度可以各不相同。反应器的温度定义为加权平均入口温度：　　500)this.style.ouseg(this)">式中，xi(i＝1，2，3，4)为各反应器催化剂分率(

6、％)；Ti(i＝1，2，3，4)为反应器入口温度。　　原控制系统采用CENTUM－XL单回路PID控制器分别控制4台炉子的炉出口温度，由于4炉互相耦合及热焓值扰动等因素，使单炉炉出口温度及TC控制，将热焓值及各加工热炉入口温度等各种扰动引入系统，以提高温度控制的精度，其工艺流程及先进控制如图1、图2所示。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">2　重整加热炉动态矩阵控制设计2.1　数学模型的确定　　　　通过DCS操作员站，将炉膛温度的PID控制器由串级切换到“自动”，待过程稳定后，将炉膛温度设定值由530℃提高

7、到540℃，观察炉壁温度变化，施以幅值为15％、幅宽约10min的的方波激励信号，计算机对输入的信号进行采样，采样周期T＝5s，图3为加热炉的测试曲线，采用最小二乘数据处理，得到广义对象的模型为：　　500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">2.2　闭环控制系统　　动态矩阵有3个基本部分：一是内部模型，用于预测当前时刻后若干步的过程输出值；二是参考轨迹，即由当前测量值到达设定值ysp的预期路径；三是控制算法，根据测量值的若干步后到达期望值的要求去算出控制量，以补偿干扰、时变等因素。　　在DMC中，首先测定对象的单

8、位阶跃响应，其采样值为ai＝a(iT)，i＝1，2，…，N，若yo(k)为上一时刻作出对K时刻及以后P时刻输出的预测值，控制量发生M次变化后，有：　500)this.style.ouseg(this)">　　在每一时刻k，确定M个控制增量Δu(k)，…，Δu(k＋M－1)，使被控对象在其作用下未来P个时刻的输出预测值yM(k＋i/k)，尽可能接近给定的期望值ouseg(this)">　　这里，M、P分别称为控制时域、预测时域。－1)的解。　　由于模型误差和技术等的影响