最新Apc先进控制介绍教学讲义ppt
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先进过程控制(APC)随着我国经济体制的转变,国内的众多石化企业日益感受到国际间竞争所带来的活力和挑战。
因此,积极开发和应用先进控制和实时优化,提高企业经济效益,进而增强自身的竞争力是过程工业迎接挑战重要对策。
先进过程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,而非专指某种计算机控制算法。
由于先进控制的内涵丰富,同时带有较强的时代特征。
因此,至今对先进控制还没有严格的、统一的含义。
尽管如此,先进控制的任务都是明确的,即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的问题。
先进控制应用得当可带来显著的经济效益。
在石化工业中,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。
丰厚的回报而引入注目。
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、减少环境污染等目的。
从60年代初现代控制理论迅速发展以来,出现了一系列的优化控制和多变量控制算法,以及更晚些时候出现的自适应控制算法和鲁捧控制算法等,这些都属于先进控制。
人们曾经希望开创一户现代控制理论应用的新时代,但自70年代以来,理论成果虽多,在过程控制的应用却不理想,原因有两个方面:(1)模型问题。
像高斯干扰下的线性二次型控制(LQG)等现代控制理论的杰作都是基于模型的算法。
尽管建模技术已有很大发展,白色、黑色、灰色的方法都有,但精确可靠的动态数学模型依然难得。
对象往往具有不确定性,使精确建模无法做到。
(2)认识问题。
一个装置的控制,有各种可供选择的策略和算法,如果你的算法能得到合格的结果,那还要问一问,你的算法是否比其他算法更好?同时,控制效果即使提高,是否能产生实际效益?这样一比,许多新算法的优越性都不见了。
A P C先进控制(1)先进过程控制对于氧化铝冶炼的益处摘要先进性控制,特别是多变量预测控制技术(MPC)已在石化行业得到了普遍应用。
在最近过去的十年内,这项技术在催化裂化装置上的应用,已给(石化行业)带来了超过2%的可观利润。
MPC (譬如Honeywell RMPCT) 可被看作一个使过程变量保持在设定点的工具,即做为单回路控制器的集成MPC可很好的完成单回路控制器很难解决的相互作用的变量的控制任务。
但是MPC的真正的价值是,它把整个过程视为单一个体而不是一个个被隔绝的控制回路集成。
MPC可做为在生产过程中保持操作限制的整个绩效考核的工具。
一个典型的铝土精炼厂有很大数量互动的生产过程:譬如原料磨制、溶出、洗涤、热交换等。
这些(过程)的滞后时间合并起来相当可观,通常这意味着单一回路控制器不能充分(调节)使操作时偏离了真实值。
通过多变量预测控制的应用将获取极大的效益。
典型应用达到每年几百万美元。
本文提出在氧化铝厂之内先进性控制对各生产过程应用的依据,以即获得的效益。
作者:Neil Freeman -矿物处理和控制技术专家简介对任一个氧化铝厂都有相同的挑战,即在考虑安全和环境的条件下将每吨氧化铝的生产成本降到最低。
这种追求最大氧化铝生产量与每吨氧化铝最小生产能源消耗。
在维持碱液生产同时保证母液的浓度。
另外碱液浓度和浪涌容量必须被维持在各个限值内。
同样赤泥洗涤过滤(?)时必须精细地控制加碱使碱液的稀释减到最小。
拜尔法提出独特的控制方法。
补充能源和苟性碱对拜尔冶炼是必须的。
这结果是(拜尔法)存在大量的相互作用的生产过程。
这导致使用常规控制方法会存在大量的滞后时间。
先进性控制技术以多变量预测控制的形式,譬如Honeywell Hi-Spec’s RMPCT来解决这些问题。
这种新型控制器结合了大量不同的专家经验作为控制模型,处理不同的变量例如液位波动或原料储量的变化。
这种控制每次考虑一个完整过程, 譬如压煮或热交换。