基于模糊推理的原油快评自动预处理系统设计.pdf

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1、2014年2月机械设计与制造工程Feb．2014第43卷第2期MachineDesignandManufacturingEn~neefingVo1．43No．2DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2014．02．007基于模糊推理的原油快评自动预处理系统设计叶彦斐，王柏林，张勇气，张晓军(1．河海大学能源与电气学院，江苏南京211100)(2．南京富岛信息工程有限公司，江苏南京210061)摘要：针对原油快速评价预处理中存在的技术难点，设计了适用于不同原油进行快速评价的自动预处理系统。该系统首先对近红外分析仪

2、出口压力及其平均值进行模糊化，然后基于专家推理规则库模糊推理计算出最佳进样或清洗时长模糊量，最后经过解模糊过程获得最佳进样或清洗时长。实际应用效果表明，所设计的原油快评自动预处理系统能适应多种原油，测量精度高、安全环保、方便易用。关键词：原油快评；自动预处理；模糊推理；最佳时长中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：2095—509X(2014)02—0031—04随着炼化企业的发展，其原油加工能力不断增1自动预处理系统设计强，为适应愈加复杂的原油来料及其性质变化，对1．1系统构成原油评价提出了更高的要求⋯。采用传统原油评如

3、图1所示，原油快评自动预处理系统由测量价方法存在样品用量大、分析时间长、评价数据滞回路、清洗回路、吹扫回路及安装于各回路的传感后等缺点。近年来，基于近红外光谱分析的原油快器和执行器构成。速评价系统，因其快捷、准确、环保、经济等优势愈发引起业界重视，逐步应用于原油开采、贸易、加工及控制过程等需对原油进行快速质量检测的场所中。在原油快速评价预处理系统中，原油的粘度、倾点不同，所需的进样或清洗时长不同。针对某一具体原油，进样或清洗时长过短会导致无法测量或清洗不干净；时间过长可能导致样品、清洗液浪费及测量效率低下。为使不同原油在恒定温度条

4、件下进行快捷、准确测量，自动预处理系统必须能识L⋯⋯J别不同原油粘稠度以解决样品进样及清洗等关键图1原油快评自动预处理系统问题，并给出求解最佳进样和清洗时长的方法。长期以来，业界一直依靠手动操作的方法对样测量回路由减压阀RV1、电磁阀EMV4、样品品进行进样及清洗，劳动强度大，测量精度低，还存罐、近红外分析仪、电动球阀EBV2构成，加热器在管壁清洗不干净、重油易冷却堵塞、溶剂泄漏排EH和温度传感器T1均安装在样品罐上，压力传放和污染环境等问题。本文提出了一种适用于不感器P1安装在近红外分析仪的出口位置。同粘度原油进行快速评价、提供

5、自适应测量条件的清洗回路由压人回路和压出回路构成。减压自动预处理系统，具有适应多种原油、安全环保、方阀RV1、清洗罐、电磁阀EMV2(或EMV3)、电动球便易用等特点。阀EBV1、样品罐、近红外分析仪及电动球阀EBV2收稿日期：2013—09—25基金项目：2013年南京市科技计划项目(201304021)作者简介：叶彦斐(1974一)，男，河南新乡人，河海大学讲师，博士，主要研究方向为信息系统、先进控制理论及应用。·31·2014年第43卷机械设计与制造工程通过管路连接组成压入回路；减压阀RV1、电磁阀样时长t。EMV1、电动球

6、阀EBV1、样品罐、近红外分析仪及电动球阀EBV2通过管路连接组成压出回路。吹扫回路由减压阀RV1、电磁阀EMV4、样品罐、近红外分析仪及电动球阀EBV2通过管路连接图2模糊推理过程而成。2．1输入输出的模糊化PLC控制器采集样品罐内样品温度及近红外模糊化过程主要作用是将确定的输入(输出)分析仪的出口压力数值，计算最佳进样及清洗时量转换成一个模糊矢量。模糊化等级不宜过粗、也长，控制加热器及原油评价装置中各阀门按设定逻不宜过细。过粗无法表征过程状态，过细会大大增辑工作。操纵面板OP通过RS485总线连接PLC加运算量及推理难度。控制

7、器_3J，实现对原油快速评价所需的自动加热、定义压力P、平均压力及进样时长t的模糊进样、测量及清洗等预处理过程的监视与操作。变量分别为P，及，他们的模糊集为{极小，1．2预处理工作过程较小，中等，较大，极大}，记为{MS，BS，MM，BB，原油快评自动预处理系统工作过程分为准备、MB}，隶属度曲线如图3所示J，其关键参数记为测量、清洗及吹扫4个阶段。准备阶段为样本测量口1，02，b】，62，⋯，el，e2o提供必要的温度、气压、阀门初始条件；测量阶段实∞现设定温度条件下在测量回路中测量原油样本，同l时检测分析仪的出口压力大小及变化

8、快慢，基于模糊推理方法辨识原油的流动性，计算出最佳单次进样时长及清洗时长，首次测量所需进样时长按默认值设定，后续重复测量按辨识的进样时长执行，重复5次，以平均测量值作为原油快速评价数据；清洗阶段基于装置自动获得的最佳单次清洗时长在清洗回路中进行自动