先进控制技术方案及应用实例.doc

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1、先进控制技术方案及应用实例　　先进控制技术方案及应用实例摘要文章叙述了先进控制(先进控制)技术应用的意义，介绍鲁棒多变量预估控制（RMPCT）的应用技术。　　重点介绍了多变量预估控制技术在公司的应用和取得的实际效果，对提高装置运行平稳率、促进效益提升的突出作用，对今后先进控制的应用提出了相关的建议。　　为石化企业提供了借鉴案例。　　关键词先进控制先进控制多变量预估控制RMPCT1先进控制的意义先进过程控制先进控制是对那些不同于常规单回路控制，并具有比常规PID控制更好的控制效果的控制策略的统称，先进控制的任务是用来处理那些采用常规控制效果不好，甚至无法控制的复杂工业过程控制

2、的问题。　　先进控制采用的建模理论、辨识技术、优化控制、最优控制、高级过程控制等方面技术从实际工业过程特点出发，寻求对过程和环境的不确定性有一定适应能力的控制策略和方法，如自适应控制系统、预测控制系统、鲁棒控制系统、智能控制系统等先进控制系统。　　在石化工业中，采用新的加工工艺路线或扩大设备加工量、增大产量外，对已建成的工厂在不改动设备及工艺的条件下，依靠引入高新信息化技术，采用先进控制和在线优化系统，挖潜增效，已成为提高经济效益最有效手段。　　一个先进控制项目的年经济效益在百万元以上，其投资回收期一般在一年以内。　　通过实施先进控制，可以改善过程动态控制的性能，减少过程变

3、量的波动幅度，使之能更接近其优化目标值，从而将生产装置推至更接近其约束边界条件下运行，最终达到增强装置运行的稳定性和安全性、保证产品质量的均匀性、提高目标产品收率、增加装置处理量、降低运行成本等目的。　　发达国家经验表明花了70％的钱购置DCS，换来的是15％的经济效益；再增加30％的投资实现先进控制和过程优化将可以提高产品档次和质量，降低能源和原材料消耗，从而增加85%的经济效益。　　目前世界上先进的石化企业多数生产装置都采用了先进控制技术，其中美国和欧美发达国家的普及率已达90%以上，美国石化厂90%的催化裂化、常减压蒸馏、焦化等主要装置已经实施了先进控制技术。　　大型

4、石化化工装置如催化裂化和乙烯装置的效益更为突出。　　集团公司现有上千套生产装置,基本上都上了ＤＣＳ系统,但绝大多数DCS的作用只是取代常规仪表的单回路PID控制,大量潜在的经济效益尚未利用先进控制、优化技术挖掘出来。　　集团公司从1998年开始进行先进控制技术的试点、推广工作，已在十多家石化企业推广应用先进控制取得了较好成效。　　2鲁棒多变量预估控制技术2.1控制原理目前，石化行业推广美国HoneywellProfimatics公司RMPCT鲁棒多变量预估控制技术和ASPEN公司DMCplus等先进控制软件，其中RMPCT鲁棒多变量预估控制是推广应用最广的先进控制软件。　　

5、鲁棒多变量预估控制技术简称RMPCT（RobustMulti-variablePredictiveControlTechnology）适用于变量间耦合严重、经济目标变化、约束较多、滞后大、非最小相位系统等多种情况下多变量系统的实时控制。　　控制器一般都以装置的一个独立单元作为整体进行控制，除能把整个过程控制在允许的约束限之内，还可在操作条件有自由度的情况下，把过程推向其经济最优化的操作点上。　　RMPCT是基于MIN－MAX算法设计的多变量模型预估控制器，具有较强的鲁棒性，即使在装置的操作条件发生较大变化时，甚至在过程模型有很大误差时也能满足装置控制的要求。　　RMPCT根

6、据装置的测试数据和工程知识建立描述动态过程的数学模型，利用基于装置模型的预估算法和历史数据预测关键变量的未来行为，决定当前操作变量的调节方向和大小，以使受控变量与其目标值的偏差最小，这是模型预测的原理。　　RMPCT的另一显著特点是其静态优化功能，分为线性优化和二次优化。　　用户可根据优化的目标(如经济目标〉决定各变量的优化加权因子。　　控制器在保证各受控变量满足其控制要求的前提下，根据优化的目标和加权因子的大小确定操纵变量的优化方向，并将过程推向其经济的最优点，以达到优化的目的。　　2多变量预估控制技术简介2.1鲁棒多变量预估控制技术目前，总部在所属石化企业推广美国Hon

7、eywellProfimatics公司RMPCT鲁棒多变量预估控制技术和ASPEN公司DMCplus等先进控制软件，其中RMPCT鲁棒多变量预估控制是推广应用最广的先进控制软件，公司大部分先进控制都是采用的这种技术。　　鲁棒多变量预估控制技术简称RMPCT（RobustMulti-variablePredictiveControlTechnology）适用于变量间耦合严重、经济目标变化、约束较多、滞后大、非最小相位系统等多种情况下多变量系统的实时控制。　　控制器一般都以装置的一个独立单元（如聚合部分）作为整体进行控