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      石油化工過程先進(jìn)控制與優(yōu)化研究進(jìn)展PPT-4

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      第一篇:石油化工過程先進(jìn)控制與優(yōu)化研究進(jìn)展PPT-4

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      ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT,或下載源文件到本機(jī)查看。2007 PSE Asia 石油化工過程先進(jìn)控制與優(yōu)化

      —— 現(xiàn)狀與發(fā)展

      華東理工大學(xué)

      錢 鋒

      二零零七年八月

      主要內(nèi)容

      一、過程控制與優(yōu)化的作用

      二、過程控制與優(yōu)化的現(xiàn)狀 APC與RTO廣泛應(yīng)用 與 廣泛應(yīng)用

      三、工程應(yīng)用中過程控制的新方向

      過程監(jiān)控:DCS/PCS/APC/RTO/MES全系統(tǒng)集成監(jiān)控 過程監(jiān)控: 全系統(tǒng)集成監(jiān)控 自適應(yīng)控制器: 自適應(yīng)控制器:克服傳統(tǒng)概念對模型精確性要求

      四、過程控制與優(yōu)化的案例分析

      一、過程控制與優(yōu)化的作用

      國家發(fā)展戰(zhàn)略需求

      國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》 流程工業(yè)的綠色化、《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》將“流程工業(yè)的綠色化、自 動化及裝備”列為優(yōu)先發(fā)展主題,重點(diǎn)研究開發(fā)“ 動化及裝備”列為優(yōu)先發(fā)展主題,重點(diǎn)研究開發(fā)“基于生態(tài)工業(yè)概念 的系統(tǒng)集成和自動化技術(shù),流程工業(yè)需要的傳感器、的系統(tǒng)集成和自動化技術(shù),流程工業(yè)需要的傳感器、智能化檢測控制 技術(shù)、裝備和調(diào)控系統(tǒng)。技術(shù)、裝備和調(diào)控系統(tǒng)?!?中國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》 《中國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》裝備制造業(yè)振興 的重點(diǎn): 推進(jìn)百萬噸級大型乙烯成套設(shè)備和對二甲苯、成套設(shè)備和對二甲苯 的重點(diǎn):“推進(jìn)百萬噸級大型乙烯成套設(shè)備和對二甲苯、對苯二甲酸 成套設(shè)備國產(chǎn)化。成套設(shè)備國產(chǎn)化?!保ㄗ詣踊夹g(shù)非常重要)國產(chǎn)化 自動化技術(shù)非常重要)國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》指出,《 國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》 指出,在“ 發(fā)展重大 工程自動化控制系統(tǒng)和關(guān)鍵精密測試儀器,工程自動化控制系統(tǒng)和關(guān)鍵精密測試儀器,滿足重點(diǎn)建設(shè)工程及其他 實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破。重大(成套)重大(成套)技術(shù)裝備高度自動化和智能化的需要 ”實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破。

      用自動化技術(shù)提高流程工業(yè)自主創(chuàng)新能力

      石油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展需求

      國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè) 2005年石油和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到 年石油和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到33762億元,占 億元,年石油和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到 億元 國民生產(chǎn)總值(億元)國民生產(chǎn)總值(182321億元)的18.5% 億元 石油和化學(xué)工業(yè)既是產(chǎn)能大戶又是耗能大戶 2005年我國石油化工行業(yè)總能耗3.048億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,年我國石油化工行業(yè)總能耗 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,年我國石油化工行業(yè)總能耗 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤 占全國總能耗的15% 占全國總能耗的 萬元GDP能耗是0.903噸標(biāo)準(zhǔn)煤,比國外同行業(yè)平均 能耗是 噸標(biāo)準(zhǔn)煤,萬元 能耗 噸標(biāo)準(zhǔn)煤 水平高 水平高15%~20% ~ 污水排放,全行業(yè)達(dá)32.3億噸,廢氣 億噸,污水排放,全行業(yè)達(dá) 億噸 廢氣1.4274萬億立 萬億立 方米,固體廢棄物8406萬噸 方米,固體廢棄物 萬噸

      應(yīng)用過程控制與優(yōu)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

      過程控制與優(yōu)化如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗 1.運(yùn)行過程優(yōu)化操作

      過程控制

      目的:克服擾動,目的:克服擾動,保證操作安全性和平穩(wěn)性 手段:先進(jìn)控制器(控制方法、算法)手段:先進(jìn)控制器(控制方法、算法)設(shè)計(jì)

      過程優(yōu)化

      目的:確定最優(yōu)操作條件,增產(chǎn)、節(jié)能、降耗、目的:確定最優(yōu)操作條件,增產(chǎn)、節(jié)能、降耗、減排 手段:生產(chǎn)裝置、過程、手段:生產(chǎn)裝置、過程、流程的模擬和優(yōu)化運(yùn)行

      用能過程監(jiān)控

      優(yōu)化生產(chǎn)操作條件,優(yōu)化生產(chǎn)操作條件,確保過程用能始終保持在高效工況 下運(yùn)行

      過程控制與優(yōu)化如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗 2.過程用能組合優(yōu)化

      夾點(diǎn)技術(shù)提升和設(shè)計(jì)換熱網(wǎng)絡(luò)

      對工廠換熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化操作,可節(jié)省操作費(fèi) 對工廠換熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化操作,可節(jié)省操作費(fèi)20 %~50%,投資回收期一年左右; %,投資回收期一年左右 %~ %,投資回收期一年左右; 對新建工廠換熱設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),比傳統(tǒng)方法可節(jié)省 對新建工廠換熱設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),投資10%~ %,操作費(fèi)節(jié)省 %~50%。%~20%,操作費(fèi)節(jié)省30%~ 投資 %~ %,操作費(fèi)節(jié)省 %~ %。Exergy分析方法 分析方法

      注重能量的質(zhì)量高低或有效能的大小 工藝裝置能量優(yōu)化、工藝裝置能量優(yōu)化、工藝裝置及與其它單元之間的熱聯(lián) 合、全廠低溫?zé)醿?yōu)化利用以及蒸汽動力系統(tǒng)綜合優(yōu)化 應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)能改造中,應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)能改造中,可取得 極大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。極大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

      先進(jìn)控制和優(yōu)化應(yīng)用的效益

      Aspen公司 數(shù)據(jù)表明: 公司 數(shù)據(jù)表明:

      實(shí)施APC取得的效益中,降低能耗占10%,產(chǎn)品質(zhì) 取得的效益中,降低能耗占 %,%,產(chǎn)品質(zhì) 實(shí)施 取得的效益中 量提高占10%,提高裝置生產(chǎn)平穩(wěn)與安全性占 %,量提高占,提高裝置生產(chǎn)平穩(wěn)與安全性占15%,提高回收率占15%,提高加工能力占30%。%,提高加工能力占 提高回收率占 %,提高加工能力占 %。Chemshare公司數(shù)據(jù)表明: 公司數(shù)據(jù)表明: 公司數(shù)據(jù)表明 改造常規(guī)儀表獲得10%的效益,用DCS改造常規(guī)儀表獲得 %的效益,在DCS上實(shí) 改造常規(guī)儀表獲得 上實(shí) 上實(shí)現(xiàn)RTO獲得 獲得40 獲得40%的效益,上實(shí)現(xiàn) 獲得 現(xiàn)APC獲得 %的效益,在APC上實(shí)現(xiàn) 獲得 的效益。%的效益。Foxboro公司數(shù)據(jù)表明: 公司數(shù)據(jù)表明: 公司數(shù)據(jù)表明 效益比:DCS為 1 : ARC為 3 : APC為 5 : RTO 為 9。效益比: 為 為 為。

      過程控制與優(yōu)化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

      市場、技術(shù)、政策導(dǎo)向等的變化不斷給流程模擬、市場、技術(shù)、政策導(dǎo)向等的變化不斷給流程模擬、先 進(jìn)控制和過程優(yōu)化技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn) 嚴(yán)格的環(huán)保指標(biāo)和成本控制要求,多目標(biāo)、嚴(yán)格的環(huán)保指標(biāo)和成本控制要求,多目標(biāo)、變約束 的優(yōu)化與控制任務(wù)等,目前已有的流程模擬、的優(yōu)化與控制任務(wù)等,目前已有的流程模擬、先進(jìn) 控制和過程優(yōu)化技術(shù)尚不能完全勝任,控制和過程優(yōu)化技術(shù)尚不能完全勝任,需要進(jìn)一步 加強(qiáng)創(chuàng)新研究 過程模型化技術(shù)和水平還遠(yuǎn)不能滿足我國石化行業(yè)發(fā) 展的需要 關(guān)鍵石化技術(shù)國際供應(yīng)商在模型上對我國實(shí)行技術(shù) 封鎖,需要自主地進(jìn)行流程的設(shè)計(jì)、封鎖,需要自主地進(jìn)行流程的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和提升

      先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

      過程模型和優(yōu)化技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步

      模型的準(zhǔn)確性和效率、在線模型參數(shù)調(diào)整、模型的準(zhǔn)確性和效率、在線模型參數(shù)調(diào)整、測量 儀表故障補(bǔ)償、系統(tǒng)擾動克服、儀表故障補(bǔ)償、系統(tǒng)擾動克服、系統(tǒng)框架優(yōu)化設(shè) 計(jì)、系統(tǒng)長期維護(hù)困難等是造成現(xiàn)有技術(shù)在工業(yè) 系統(tǒng)長期維護(hù)困難等是造成現(xiàn)有技術(shù)在工業(yè) 裝置上長期有效運(yùn)行不理想的主要原因; 裝置上長期有效運(yùn)行不理想的主要原因; 過程模型化技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)特別是在線模型校正 過程模型化技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)特別是在線模型校正 與優(yōu)化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新對流程模擬、與優(yōu)化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新對流程模擬、先進(jìn) 等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新對流程模擬 控制和過程優(yōu)化至關(guān)重要; 控制和過程優(yōu)化至關(guān)重要;

      二、過程控制與優(yōu)化的現(xiàn)狀

      過程控制發(fā)展的回顧

      階段 控制理論 控制工具 控制要求 控制水平一 年代70以前 以前)(年代 以前)

      經(jīng)典控制理論 二 年代)(70~80年代)~ 年代 現(xiàn)代控制理論 三 年代)(90年代)年代 控制論、信息論、控制論、信息論、系 統(tǒng)論、統(tǒng)論、人工智能等學(xué) 科交叉 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總 線系統(tǒng)與智能儀表

      常規(guī)儀表 分布式控制計(jì)算機(jī)(DCS))氣動、液動、電動)(氣動、液動、電動)安全、安全、平穩(wěn) 簡單控制系統(tǒng)

      市場預(yù)測、快速響應(yīng)、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗 市場預(yù)測、快速響應(yīng)、柔性生產(chǎn)、柔性生產(chǎn)、創(chuàng)新管理 先進(jìn)控制系統(tǒng) 綜合自動化(綜合自動化(CIPS))

      先進(jìn)的控制工具,先進(jìn)的控制工具,DCS、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)與完善;、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)與完善; 現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展與提高。如預(yù)測控制、自適應(yīng)控制、現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展與提高。如預(yù)測控制、自適應(yīng)控制、非線 性控制、性控制、魯棒控制以及智能控制等控制策略與方法仍然為目前國內(nèi) 外學(xué)術(shù)界與工程界的熱點(diǎn)研究課題。外學(xué)術(shù)界與工程界的熱點(diǎn)研究課題。APC、RTO、PMC 的作用、、先進(jìn)控制 – 確保操作運(yùn)行在局部約束條件邊界上 隨著工業(yè)過程日益朝著集成化、大型化方向發(fā)展,隨著工業(yè)過程日益朝著集成化、大型化方向發(fā)展,系 優(yōu)化 /在線優(yōu)化 –,表現(xiàn)為控制目標(biāo)多元化,統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加,表現(xiàn)為控制目標(biāo)多元化,變量 統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加追求效益最大化目標(biāo) 數(shù)目增多且相關(guān)性增強(qiáng)以及存在多種約束。數(shù)目增多且相關(guān)性增強(qiáng)以及存在多種約束。改進(jìn)、過程監(jiān)控 – 改進(jìn)、提高運(yùn)行效率

      先進(jìn)控制

      優(yōu)化/在線優(yōu)化 優(yōu)化 在線優(yōu)化

      過程監(jiān)控 Operators 工程界形成共識: 工程界形成共識: Control + Optimization + Monitoring = Profits Planning、RTO、APC 的作用、、原材料信息獲取/生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化

      計(jì)劃優(yōu)化系統(tǒng)(PIMS))

      每月/周

      Raw Material Acquisition / Run Plan Optimization 采用簡化模型,采用簡化模型,僅考慮主要約束條件 簡化模型 優(yōu)化全廠 全廠裝置 優(yōu)化全廠裝置 優(yōu)化預(yù)期進(jìn)料 預(yù)期進(jìn)料、優(yōu)化預(yù)期進(jìn)料、操作條件和價(jià)格 以效益最大化為驅(qū)動目標(biāo),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)定價(jià) 以效益最大化為驅(qū)動目標(biāo),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)定價(jià) 生產(chǎn)計(jì)劃-每月/每周 每周平均計(jì)劃 生產(chǎn)計(jì)劃-每月 每周平均計(jì)劃

      調(diào)度約束、調(diào)度約束、價(jià)格等

      計(jì)劃、計(jì)劃、調(diào)度 的過程變量

      操作條件實(shí)時(shí)優(yōu)化

      在線優(yōu)化

      (RTO))CurrentOperations Optimization 小時(shí)

      詳細(xì)的工程模型,詳細(xì)的工程模型,準(zhǔn)確預(yù)測所有約束 進(jìn)行各個(gè)裝置的單元優(yōu)化 單元優(yōu)化,進(jìn)行各個(gè)裝置的單元優(yōu)化,非全廠規(guī)模 基于當(dāng)前生產(chǎn) 當(dāng)前生產(chǎn)操作條件與價(jià)格進(jìn)行優(yōu)化 基于當(dāng)前生產(chǎn)操作條件與價(jià)格進(jìn)行優(yōu)化 優(yōu)化目標(biāo)值能夠自動執(zhí)行 優(yōu)化目標(biāo)值能夠自動執(zhí)行

      優(yōu)化目標(biāo)

      過程約束

      先進(jìn)控制應(yīng)用

      Advanced Control Applications 通過裝置測試獲取線性動態(tài)模型 通過裝置測試獲取線性動態(tài)模型 應(yīng)用范圍小于RTO(單一指標(biāo)、控制回路等)應(yīng)用范圍小于(單一指標(biāo)、控制回路等)進(jìn)行動態(tài)約束控制 進(jìn)行動態(tài)約束控制 各約束條件預(yù)先定義的 預(yù)先定義的、各約束條件預(yù)先定義的、區(qū)分優(yōu)先級別

      先進(jìn)控制

      (APC))

      分鐘

      APC/RTO 實(shí)現(xiàn)過程

      RTO 模型 及其在線應(yīng)用

      目標(biāo)函數(shù)、定價(jià)、目標(biāo)函數(shù)、定價(jià)、邏輯 PA1 進(jìn)料/產(chǎn)品分析 進(jìn)料 產(chǎn)品分析

      實(shí)驗(yàn)室

      OVEREAHD LIGHT ENDS SS1 LVN TO PWF PA2 SS2 HF ATF 計(jì)劃調(diào)度 人員 PA3 T101 GOA CRUDE PA4 SS3 HF HCN LCCO GOC CRUDE F-101 F-170 Stm SS4 HF HCCO LCCO FO CRUDE BLENDING OVERFLASH CRUDE T-151 HCN T2101 LVGO LCCO F-2 1 0 1 F-2 1 5 0 分析工程師

      價(jià)格 驅(qū)動力 限制約束 CRUDE FCCU 離線學(xué)習(xí) ASSAY BLEND F 2 10 1 F 2 15 0 HVGO SLURRY ASPHALT 優(yōu)化 工程師 APC應(yīng)用

      終端用戶

      系統(tǒng)工程師 RTO 系統(tǒng)平臺

      先控 工程師 DCS界面 界面 FC 101 操作工程師

      過程控制與優(yōu)化的位置

      月/周 周 周/天 天

      計(jì)劃 調(diào)度 實(shí)時(shí)優(yōu)化(RTO)小時(shí) 分鐘 秒

      先進(jìn)控制(APC))常規(guī)控制回路 DCS – 儀表

      先進(jìn)控制技術(shù)(APC))

      目標(biāo): 目標(biāo):

      處理多變量的約束控制 提供單元的局部約束優(yōu)化與動態(tài)控制

      主要特點(diǎn): 主要特點(diǎn):

      基于裝置測試數(shù)據(jù)的過程動態(tài)模型(非機(jī)理、基于經(jīng)驗(yàn))基于裝置測試數(shù)據(jù)的過程動態(tài)模型(非機(jī)理、基于經(jīng)驗(yàn))應(yīng)包括裝置單元的所有主要約束條件 其包含優(yōu)化是指實(shí)現(xiàn)操作目標(biāo)(推向邊界條件),或包含簡 其包含優(yōu)化是指實(shí)現(xiàn)操作目標(biāo)(推向邊界條件),或包含簡),單的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 實(shí)現(xiàn)DCS層面上控制回路設(shè)定值的自動改變 層面上控制回路設(shè)定值的自動改變 實(shí)現(xiàn)

      技術(shù)創(chuàng)新: 技術(shù)創(chuàng)新:

      多變量測試與辨識技術(shù) 應(yīng)用舉例

      PTA溶劑脫水塔的 溶劑脫水塔的APC應(yīng)用: 應(yīng)用: 溶劑脫水塔的 應(yīng)用

      溶劑脫水塔先進(jìn)控制系統(tǒng)

      基于關(guān)鍵組分的多變量預(yù)測控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

      擾動(反應(yīng)器抽出水)擾動(反應(yīng)器抽出水)或 進(jìn)料量+回流溫度(PX進(jìn)料量 回流溫度)進(jìn)料量 回流溫度)L(回流量設(shè)定值)(XD(塔底 2O含量)塔底H 含量 XB(塔頂 塔頂HAC含量)含量 DP(全塔壓差)(全塔壓差)FV1(蒸汽流量閥位)蒸汽流量閥位)FV2(回流量閥位)回流量閥位)

      先 進(jìn) 控 制 器 GC V(蒸汽流量設(shè)定值)(T(塔底溫度回路設(shè)定值)(目標(biāo): 目標(biāo): 穩(wěn)定塔釜組成DI1702(釜水)(釜水)穩(wěn)定塔釜組成 降低塔頂酸耗和能耗

      應(yīng)用舉例

      MV測試(多變量): 測試(多變量): 測試

      應(yīng)用舉例

      階躍響應(yīng)模型: 階躍響應(yīng)模型:

      應(yīng)用舉例

      MPC投運(yùn)后的 曲線: 投運(yùn)后的CV曲線 投運(yùn)后的 曲線: APC應(yīng)用現(xiàn)狀 應(yīng)用現(xiàn)狀

      1、建立了標(biāo)準(zhǔn)化的APC工程實(shí)施方案與步驟;、建立了標(biāo)準(zhǔn)化的 工程實(shí)施方案與步驟; 工程實(shí)施方案與步驟

      2、從復(fù)雜實(shí)際工程應(yīng)用中尋找問題根源,逐步完善現(xiàn)有、從復(fù)雜實(shí)際工程應(yīng)用中尋找問題根源,APC技術(shù)(如閉環(huán)辨識技術(shù)); 技術(shù)(如閉環(huán)辨識技術(shù)); 技術(shù)

      3、對數(shù)據(jù)分析、過程機(jī)理的綜合應(yīng)用逐步加強(qiáng)、對數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析(模式識別方法)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析(模式識別方法)如,常減壓裝置原料頻繁切換問題; 常減壓裝置原料頻繁切換問題; 與基于嚴(yán)格機(jī)理的模型相結(jié)合 如,關(guān)鍵指標(biāo)預(yù)估

      在線優(yōu)化技術(shù)(在線優(yōu)化技術(shù)(RTO))

      目標(biāo): 目標(biāo):

      自動、自動、實(shí)時(shí)完成最優(yōu)目標(biāo)值 最大化經(jīng)濟(jì)效益(一個(gè)或多個(gè)裝置)最大化經(jīng)濟(jì)效益(一個(gè)或多個(gè)裝置)

      主要特點(diǎn): 主要特點(diǎn):

      非線性模型- 非線性模型-基于工藝機(jī)理模型 根據(jù)裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)自動實(shí)現(xiàn)模型的在線修正 基于經(jīng)濟(jì)定價(jià)的優(yōu)化 基于裝置運(yùn)行信息反饋的優(yōu)化 最優(yōu)目標(biāo)的自動、最優(yōu)目標(biāo)的自動、閉環(huán)實(shí)現(xiàn) 針對當(dāng)前約束條件下效益最高的裝置單元 RTO 優(yōu)化目標(biāo)

      RTO的目標(biāo):在保證產(chǎn)品要求和過程變量滿足最小/最大約束 的目標(biāo):在保證產(chǎn)品要求和過程變量滿足最小 最大約束 的目標(biāo) 的前提下最大化當(dāng)前的操作利潤 最大化利潤 = ∑產(chǎn)品價(jià)值∑公用工程費(fèi)用

      煉油為例)產(chǎn)品要求(煉油為例)

      塔頂輕組分質(zhì)量指標(biāo) 側(cè)線采出組分質(zhì)量指標(biāo) 塔底重組分質(zhì)量指標(biāo)

      最小/最大約束條件 最小 最大約束條件 先進(jìn)控制器(MPC)先進(jìn)控制器(MPC)的主要約束條件 RTO 如何提升操作性能-精餾塔控制示例

      冷凝器約束

      再沸器約束 塔壓設(shè)計(jì)約束

      進(jìn)料

      溢流液泛線

      漏液線 塔壓

      實(shí)時(shí)優(yōu)化過程

      穩(wěn)態(tài)模型實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行,穩(wěn)態(tài)模型實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行,從總體效益上進(jìn)行優(yōu)化 利用 APC技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 當(dāng)過程處于穩(wěn)態(tài)時(shí)RTO運(yùn)行 運(yùn)行 當(dāng)過程處于穩(wěn)態(tài)時(shí) 當(dāng)過程處于穩(wěn)態(tài)時(shí),一般每4小時(shí)運(yùn)行一次 當(dāng)過程處于穩(wěn)態(tài)時(shí),一般每4小時(shí)運(yùn)行一次 正常情況下,每天運(yùn)行 ~ 次 正常情況下,每天運(yùn)行3~5次 穩(wěn)態(tài)檢測時(shí),一般要檢查至少 個(gè)以上變量情況 穩(wěn)態(tài)檢測時(shí),一般要檢查至少30個(gè)以上變量情況 盡可能地實(shí)現(xiàn)最大化利潤 基于經(jīng)濟(jì)信息 利用RTO 改進(jìn)操作實(shí)現(xiàn)最大化利潤 利用

      實(shí)時(shí)優(yōu)化過程

      等待裝置調(diào)整平穩(wěn) 穩(wěn)態(tài)檢測

      優(yōu)化值下裝到DCS 控制器設(shè)定值改變 RTO 循環(huán)

      從DCS中獲取數(shù)據(jù)

      計(jì)算最優(yōu)化操作條件

      數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證

      約束、控制器狀態(tài)、約束、控制器狀態(tài)、價(jià)格因素等

      模型計(jì)算/參數(shù)調(diào)整(基本工況)RTO每個(gè)班次將自動實(shí)現(xiàn) ~4次循環(huán)計(jì)算 每個(gè)班次將自動實(shí)現(xiàn)3~ 次循環(huán)計(jì)算 每個(gè)班次將自動實(shí)現(xiàn)

      APC 與 RTO 技術(shù)比較 APC應(yīng)用 應(yīng)用

      過程中包含多個(gè)控制器 ? 動態(tài)經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?假定過程響應(yīng)是線 假定過程響應(yīng)是線 性的)性的 ? 更新偏差 預(yù)測誤差 更新偏差/預(yù)測誤差 ? 進(jìn)料信息特性描述簡單 ? 簡單線性規(guī)劃優(yōu)化 ? 線性規(guī)劃只是幾個(gè)操作變量的代 價(jià)函數(shù) RTO 應(yīng)用

      包含全部過程 ? 嚴(yán)格的、基于工藝機(jī)理的、穩(wěn)態(tài)、嚴(yán)格的、基于工藝機(jī)理的、穩(wěn)態(tài)、非線性模型 ? 更新工程參數(shù) ? 詳盡的進(jìn)料信息,如組分、比例 詳盡的進(jìn)料信息,如組分、? 非線性優(yōu)化 ? 詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)參數(shù),有關(guān)原料供應(yīng)、詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)參數(shù),有關(guān)原料供應(yīng)、產(chǎn)品、產(chǎn)品、公用工程的價(jià)格等

      RTO 系統(tǒng)對 系統(tǒng)對APC的要求 的要求

      APC能夠保證系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài) 能夠保證系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài) 實(shí)現(xiàn)過程中,的約束。在RTO實(shí)現(xiàn)過程中,優(yōu)先考慮控制器中 實(shí)現(xiàn)過程中 優(yōu)先考慮控制器中MV和CV的約束。和 的約束 因此,因此,應(yīng)確保不能有不合理的箝位限制 APC 能夠平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)RTO的優(yōu)化目標(biāo)并保持這一目標(biāo),同時(shí) 能夠平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)RTO的優(yōu)化目標(biāo)并保持這一目標(biāo) 的優(yōu)化目標(biāo)并保持這一目標(biāo),滿足所有 MV/CV的約束 的約束

      值得注意的是: 必要情況下,犧牲經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滿足控制需求,值得注意的是 必要情況下,犧牲經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滿足控制需求,控制穩(wěn)定性更為重要。控制穩(wěn)定性更為重要。

      三、工程應(yīng)用中過程 控制的新方向 過程監(jiān)控 自適應(yīng)控制器

      過程監(jiān)控

      過程監(jiān)控問題: 過程監(jiān)控問題:

      過程參數(shù)的變化:催化劑中毒、過程參數(shù)的變化:催化劑中毒、熱交換器結(jié)垢等 干擾參數(shù)的變化:進(jìn)料流股中的濃度變化、干擾參數(shù)的變化:進(jìn)料流股中的濃度變化、環(huán)境溫度變化等 執(zhí)行器問題:卡住、空氣泄露、執(zhí)行器問題:卡住、空氣泄露、氣源故障等 傳感器問題:堵塞、結(jié)垢、標(biāo)定誤差等造成儀表損壞或偏差 傳感器問題:堵塞、結(jié)垢、控制器問題: 控制器問題:控制性能等

      工業(yè)生產(chǎn)過程應(yīng)用現(xiàn)狀: 工業(yè)生產(chǎn)過程應(yīng)用現(xiàn)狀:

      限幅傳感:超過定義閾值即報(bào)警,最為普遍、限幅傳感:超過定義閾值即報(bào)警,最為普遍、常用 偏差監(jiān)測:仿真結(jié)果與實(shí)際觀測值比較,偏差監(jiān)測:仿真結(jié)果與實(shí)際觀測值比較,依賴于模型準(zhǔn)確性

      目前基于儀表檢測信息的單變量監(jiān)控應(yīng)用普遍

      滿足工業(yè)裝置運(yùn)行需求

      工業(yè)過程故障分析

      產(chǎn)品不合格,不安全的操作條件 設(shè)備損壞等 產(chǎn)品不合格 不安全的操作條件,設(shè)備損壞等 不安全的操作條件 不能及時(shí)檢測和確認(rèn)故障源將導(dǎo)致?lián)p失巨大經(jīng)濟(jì)損失,不能及時(shí)檢測和確認(rèn)故障源將導(dǎo)致?lián)p失巨大經(jīng)濟(jì)損失,僅美 國石化行業(yè),國石化行業(yè),每年估計(jì)因缺乏對異常事件的有效監(jiān)控而損失 200億美元 億美元

      事實(shí)上

      石化行業(yè)的自動化程度很高 從信息系統(tǒng)中獲取的數(shù)據(jù)量是非常驚人的因此

      可利用豐富的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行過程監(jiān)測,可利用豐富的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行過程監(jiān)測,有效實(shí)現(xiàn)控制與優(yōu)化 事實(shí)上,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)可以分析處理這些數(shù)據(jù),事實(shí)上,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)可以分析處理這些數(shù)據(jù),而這在以 前是不可能的

      尋找有效的實(shí)時(shí)故障檢測和識別方法是 目前工業(yè)應(yīng)用中主要發(fā)展目標(biāo)之一。目前工業(yè)應(yīng)用中主要發(fā)展目標(biāo)之一。

      過程監(jiān)控的傳統(tǒng)方法

      單變量統(tǒng)計(jì)監(jiān)控

      經(jīng)典方法:基于施瓦特圖(經(jīng)典方法:基于施瓦特圖(Shewhart)的應(yīng)用)

      給定一定的閾值,給定一定的閾值,可以在訓(xùn) 練集中數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性基礎(chǔ) 上,應(yīng)用統(tǒng)計(jì)假設(shè)理論來預(yù) 測系統(tǒng)變化是否失控。測系統(tǒng)變化是否失控。

      故障識別

      給定一個(gè)觀測變量X,每個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)誤差: 給定一個(gè)觀測變量,每個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)誤差:

      e j =(x j ? μ j)/ s j μ j 是均值,s j 是第 個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)差 是均值,是第j個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)差

      將標(biāo)準(zhǔn)差繪制在同一表中,將標(biāo)準(zhǔn)差繪制在同一表中,并且用基于顯著性水平的閾值 檢測失控變量。檢測失控變量。

      目前過程監(jiān)控的主要方法

      基于多變量統(tǒng)計(jì)技術(shù)的監(jiān)控方法: 基于多變量統(tǒng)計(jì)技術(shù)的監(jiān)控方法:

      數(shù)據(jù)驅(qū)動方法

      主元分析法(主元分析法(PCA))費(fèi)舍爾判別分析法(基于模式分類學(xué)的故障診斷)基于模式分類學(xué)的故障診斷)部分最小二乘法 類似于PCA的子空間辨識方法)的子空間辨識方法)規(guī)范變量分析法(類似于 的子空間辨識方法

      特點(diǎn): 特點(diǎn):高維數(shù)據(jù)變換為 低維,低維,通過單圖顯示 數(shù)據(jù)可視化),),有助(數(shù)據(jù)可視化),有助 于為操作員解釋過程數(shù) 據(jù)的顯著變化趨勢。據(jù)的顯著變化趨勢。

      解析法

      基于參數(shù)估計(jì)、基于參數(shù)估計(jì)、基于觀測器設(shè)計(jì)和等價(jià)關(guān)系

      特點(diǎn):應(yīng)用在輸入、特點(diǎn):應(yīng)用在輸入、輸出和狀態(tài)數(shù)目相對 較小的系統(tǒng)

      基于知識的方法

      采用定性模型——基于因果分析、專家系統(tǒng)和模式識別 基于因果分析、采用定性模型 基于因果分析

      克服單變量統(tǒng)計(jì)技術(shù)忽略的過程變量空間相關(guān)以及序列相關(guān)性的影響

      過程監(jiān)控的金字塔結(jié)構(gòu)

      廣義 PCA 模型

      特 定 事 件 的 PCA監(jiān)控模型 監(jiān)控模型 基于簡單模型的監(jiān)測,基于簡單模型的監(jiān)測,PID 監(jiān)控器,閥流量模型 監(jiān)控器,異常事件檢測(異常事件檢測(AED))(復(fù)雜工況檢測 復(fù)雜工況檢測)復(fù)雜工況檢測

      實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)

      多變量)智能報(bào)警(多變量 多變量

      (診斷 & 建議 診斷 建議)報(bào)警信息管理(ACM/AEA))DCS 報(bào)警系統(tǒng)

      過程監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)(I)報(bào)警與事件管理(報(bào)警與事件管理(Alarm and Event Management))通過開發(fā)相關(guān)工具和程序有效提升報(bào)警系統(tǒng)性能;通過開發(fā)相關(guān)工具和程序有效提升報(bào)警系統(tǒng)性能

      適當(dāng)合理化和過濾報(bào)警信號 通過相關(guān)操作適時(shí)激活報(bào)警系統(tǒng)

      確保報(bào)警信息 明確、明確、有效

      為控制臺和現(xiàn)場操作工提供報(bào)警和事件信息的整合 異常事件檢測(異常事件檢測(Abnormal Event Detection))檢測操作條件 的偏離,的偏離,使操 開發(fā)針對煉油和石化過程關(guān)鍵單元操作的AED技術(shù) 開發(fā)針對煉油和石化過程關(guān)鍵單元操作的 技術(shù) 作員在報(bào)警前 儀表動作失效; 儀表動作失效;操作區(qū)域出現(xiàn)問題等 處理。處理。開發(fā)AED的有效工具,如PCA方法等 的有效工具,開發(fā) 的有效工具 方法等 為控制臺操作人員提供實(shí)時(shí)的基于知識的工況檢測和診斷指導(dǎo)信息 搭建操作員實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架

      操作員實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)(操作員實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)(Real Time Advisories))

      過程監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)(II)操作約束管理(操作約束管理(Operations Constraint Management)

      幫助明確當(dāng)前與操作(包括 幫助明確當(dāng)前與操作(包括APC、RTO)相關(guān)的約束條件、)幫助理解當(dāng)前各主要約束條件 幫助推向卡邊操作以獲取利潤最大化 正確地預(yù)測(評估 正確地預(yù)測 評估)當(dāng)前工況和下一可能約束之間的距離 評估

      程序化操作(程序化操作(Procedural Operations))

      檢測、分析、指導(dǎo)、恢復(fù)等)發(fā)展在線程序以實(shí)現(xiàn)過程的無縫操作(檢測、分析、指導(dǎo)、恢復(fù)等)

      發(fā)展和實(shí)施過程管理系統(tǒng)集成解決方案,不論程序是否自動執(zhí)行,發(fā)展和實(shí)施過程管理系統(tǒng)集成解決方案,不論程序是否自動執(zhí)行,確保實(shí)現(xiàn)當(dāng)前僅一個(gè)程序管理系統(tǒng)在運(yùn)行

      異常事件的檢測過程

      當(dāng)前的觀測值 正常過程行為描述 比較

      統(tǒng)計(jì)模型、如:統(tǒng)計(jì)模型、工程關(guān) 系、啟發(fā)式知識等

      差異性解釋

      警告: 如果與正常預(yù)期變化不符 警告: 顯示:解釋差異在哪里 顯示: 目標(biāo): 為操作員提供 早期預(yù)警 優(yōu)點(diǎn): 減少低負(fù)荷和停車工況

      模糊布爾邏輯

      異常事件的檢測特征

      AED 將在報(bào)警系 統(tǒng)前做出響應(yīng) DCS 報(bào)警系統(tǒng)

      報(bào)警區(qū)域

      AED 將讓操作人員有 更多時(shí)間進(jìn)行操作 操作員動作 對報(bào)警進(jìn)行響應(yīng) 采取預(yù)防措施

      非正常工況檢測區(qū)域

      過程監(jiān)控 正常操作

      過程監(jiān)控系統(tǒng)舉例

      95% 正常操作都在橢圓里 外部離群值警告將會有問 題出現(xiàn) 很容易識別有問題的變量 通過故障樹分析,通過故障樹分析,可以識 別問題起源 已驗(yàn)證此項(xiàng)技術(shù)的可靠性

      過程監(jiān)控發(fā)展的建模技術(shù)

      預(yù)期的改進(jìn)操作

      控制器逐漸把離群值拉回到邊界 控制器逐漸把離群值拉回到邊界25%的范圍內(nèi) 的范圍內(nèi)

      過程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要特征

      基于多變量控制技術(shù),基于多變量控制技術(shù),并確??刂破餍阅?采用基于線性規(guī)劃的多變量控制技術(shù) 有DMC控制器的所有特性 控制器的所有特性 非正常工況的檢測和處理確保多變量控制器性能 控制器會逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化 監(jiān)控系統(tǒng)確保安全性 當(dāng)過程將出現(xiàn)問題時(shí),當(dāng)過程將出現(xiàn)問題時(shí),會提醒操作人員 當(dāng)有突發(fā)的嚴(yán)重的擾動時(shí),當(dāng)有突發(fā)的嚴(yán)重的擾動時(shí),會切換到安全模式 控制器性能實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控

      自適應(yīng)先進(jìn)控制策略

      控制系統(tǒng)的重要性

      控制系統(tǒng)是裝置運(yùn)行的基礎(chǔ): 控制系統(tǒng)是裝置運(yùn)行的基礎(chǔ)

      財(cái)務(wù) 收入減少,收入減少,支出增加 質(zhì)量,產(chǎn)量,質(zhì)量,產(chǎn)量,原料 及公用工程消耗 產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率、分離效果等 設(shè)備性能變差

      裝置

      過程單元 生產(chǎn)設(shè)備

      反應(yīng)器,壓縮機(jī), 反應(yīng)器,壓縮機(jī),熱交換器等

      過程控制系統(tǒng)

      傳感器,常規(guī)控制,先進(jìn)控制,分析儀表,閥,傳感器,常規(guī)控制,先進(jìn)控制,分析儀表,軟測量

      控制器性能差

      控制器性能差

      生產(chǎn)裝置的操作性能變差 生產(chǎn)裝置的操作性能變差

      財(cái)務(wù)狀況下降

      自適應(yīng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ) - 實(shí)現(xiàn)控制器性能監(jiān)測

      控制器性能優(yōu)劣直接影響裝置生產(chǎn)操作,因此,控制器性能優(yōu)劣直接影響裝置生產(chǎn)操作,因此,開發(fā)控制器性 能監(jiān)控技術(shù)有利于: 能監(jiān)控技術(shù)有利于: 標(biāo)準(zhǔn)控制特性與裝置效益的關(guān)聯(lián); 標(biāo)準(zhǔn)控制特性與裝置效益的關(guān)聯(lián); 改進(jìn)控制器性能; 改進(jìn)控制器性能; 減少70%MPC的開發(fā)周期; 的開發(fā)周期; 減少 的開發(fā)周期 建立基于條件變化(建立基于條件變化(Condition-Based)的連續(xù)改進(jìn)模型)

      結(jié)果: 結(jié)果

      更好的控制性能使工廠可以增加 的利潤 更好的控制性能使工廠可以增加5%的利潤 ? 基于條件的控制可以減少 基于條件的控制可以減少30%的維護(hù)費(fèi)用 的維護(hù)費(fèi)用

      何為先進(jìn)控制與優(yōu)化系統(tǒng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)? 何為先進(jìn)控制與優(yōu)化系統(tǒng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?

      在線優(yōu)化/調(diào)度 在線優(yōu)化 調(diào)度

      在線優(yōu)化/計(jì)劃的實(shí)施基礎(chǔ): 在線優(yōu)化 計(jì)劃的實(shí)施基礎(chǔ): 計(jì)劃的實(shí)施基礎(chǔ)

      先進(jìn)控制? 先進(jìn)控制 DMC 準(zhǔn)確的模型 有效調(diào)節(jié)、有效調(diào)節(jié)、控制 較寬的操作范圍 APC的實(shí)施基礎(chǔ): 的實(shí)施基礎(chǔ): 的實(shí)施基礎(chǔ)

      基礎(chǔ)控制系統(tǒng)/儀表 分析儀 基礎(chǔ)控制系統(tǒng) 儀表/分析儀 儀表

      提供可靠的關(guān)鍵儀表與分析儀器 基礎(chǔ)控制回路性能良好

      目前問題 — 如何實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制

      存在問題(存在問題(MPC):)

      模型測試與辨識成本高; 模型測試與辨識成本高; 模型辨識、預(yù)測控制技術(shù)缺乏整體性; 模型辨識、預(yù)測控制技術(shù)缺乏整體性; 控制算法適用對象面窄; 控制算法適用對象面窄; 持續(xù)投運(yùn)率低 不易維護(hù) 實(shí)施周期長成本高

      先進(jìn)控制? 先進(jìn)控制 DMC 先進(jìn)控制層 先進(jìn)控制器性能監(jiān)測 控制器模型的自動更新 約束條件的自動分析 基礎(chǔ)控制回路層

      基礎(chǔ)控制系統(tǒng)/儀表 分析儀 基礎(chǔ)控制系統(tǒng) 儀表/分析儀 儀表

      基礎(chǔ)控制回路的性能監(jiān)測 確認(rèn)問題后的工作流程

      自適應(yīng)控制的目標(biāo)

      建立、發(fā)展一套工程應(yīng)用工具與實(shí)施流程,建立、發(fā)展一套工程應(yīng)用工具與實(shí)施流程,使得在低成本條 件下實(shí)現(xiàn)/維護(hù)先進(jìn)控制系統(tǒng)運(yùn)行在峰值性能范圍中。件下實(shí)現(xiàn) 維護(hù)先進(jìn)控制系統(tǒng)運(yùn)行在峰值性能范圍中。維護(hù)先進(jìn)控制系統(tǒng)運(yùn)行在峰值性能范圍中

      實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動、實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動、自適應(yīng)維護(hù)是關(guān)鍵

      利用、發(fā)展有效工具和方法,如: DMC Solution Analysis Tool 利用、發(fā)展有效工具和方法,采用和改進(jìn)經(jīng)濟(jì)性度量標(biāo)準(zhǔn),采用和改進(jìn)經(jīng)濟(jì)性度量標(biāo)準(zhǔn),保持控制器性能

      先進(jìn)控制器性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(除投運(yùn)率外)先進(jìn)控制器性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(除投運(yùn)率外)

      關(guān)聯(lián)控制器性能評價(jià)與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系

      明確基礎(chǔ)控制回路與控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的關(guān)系

      確定機(jī)會損失

      控制器性能

      引起控制器性能衰減的因素 原 因

      基于計(jì)劃調(diào)度或RTO的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的改變 的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的改變 基于計(jì)劃調(diào)度或 操作條件或者過程變化 基礎(chǔ)控制回路與儀表出現(xiàn)問題

      影 響

      控制器將操作條件推向錯(cuò)誤的目標(biāo)值 模型失配、控制器失效 模型失配、控制器失效, 調(diào)節(jié)范圍受限 無法克服擾動并維持控制目標(biāo)

      投運(yùn)率本身也無法充分度量控制器性能和機(jī)會損失 2 3 效 益 機(jī)會損失

      良好維護(hù) 在線監(jiān)控

      維護(hù)較差 無監(jiān)控

      控制器性能改善的要求

      先進(jìn)控制器性能的改善

      適用范圍、準(zhǔn)確性等)高質(zhì)量的控制器模型(適用范圍、準(zhǔn)確性等)

      控制器模型隨過程與操作條件而變化

      基礎(chǔ)回路控制器性能改善

      更為頻繁地監(jiān)控基礎(chǔ)控制回路層的性能 及時(shí)解決基礎(chǔ)回路、及時(shí)解決基礎(chǔ)回路、儀表和分析儀器的問題

      其它有效方法-利用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要的、附加功能 其它有效方法-利用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要的、過程監(jiān)控 事件檢測與分析 事件的報(bào)告與解決方法

      先控模型的自動更新

      分為四個(gè)步驟: 分為四個(gè)步驟:

      目前現(xiàn)狀: 目前現(xiàn)狀:

      僅在出現(xiàn)問題時(shí)檢查控制器 主要采用投運(yùn)率ON / OFF作為監(jiān) 主要采用投運(yùn)率 作為監(jiān) 測手段 XOM MV metric being rolled out – no baseline 提交工程師進(jìn)行問題診斷

      目前現(xiàn)狀: 目前現(xiàn)狀:

      已經(jīng)具有多種自動測試軟件(Taiji, Smartstep)各自獨(dú)立,各自獨(dú)立,與辨識或控制過程不連接 要求專業(yè)人員使用 辨識過程沒有自動實(shí)現(xiàn),辨識過程沒有自動實(shí)現(xiàn),依靠手動專家經(jīng)驗(yàn)

      自動測試

      目標(biāo): 目標(biāo): 自動辨識

      自動測試軟件與自動辨識軟件相連 辨識結(jié)果修正、辨識結(jié)果修正、或者加強(qiáng)測試 對于非專業(yè)人員也能夠簡單操作,對于非專業(yè)人員也能夠簡單操作,仍需要過程知識

      控制器性能監(jiān)控

      目標(biāo): 目標(biāo):

      實(shí)現(xiàn)控制器性能的連續(xù)監(jiān)控 在線性能監(jiān)測指標(biāo) 實(shí)時(shí)溯源問題診斷 確認(rèn)先控系統(tǒng)調(diào)整帶來性能改進(jìn)(與模型 與模型 質(zhì)量問題相區(qū)分)質(zhì)量問題相區(qū)分)

      目前現(xiàn)狀: 目前現(xiàn)狀: 矩陣訓(xùn)練工具(病態(tài)矩陣良化)病態(tài)矩陣良化)目標(biāo): 目標(biāo):

      面向非專業(yè)人員使用- 面向非專業(yè)人員使用-但仍需要過程知識 快速、快速、有效實(shí)現(xiàn) 一旦結(jié)構(gòu)形式確認(rèn),一旦結(jié)構(gòu)形式確認(rèn),可反復(fù)用于模型更新 非常復(fù)雜的過程,非常復(fù)雜的過程,需要專業(yè)人員 計(jì)算過程耗時(shí)長 每個(gè)控制器更新過程都需要

      基礎(chǔ)控制系統(tǒng)

      對底層基礎(chǔ)控制回路的性能進(jìn)行監(jiān)測 檢測異 常信息 Detect 診斷/修復(fù) 診斷 修復(fù) Diagnose / Quantify 基礎(chǔ)控制系 統(tǒng)監(jiān)測 Base Monitoring 檢測基礎(chǔ)回路控制層問題,檢測基礎(chǔ)回路控制層問題,確認(rèn)執(zhí)行器故 障對生產(chǎn)單元性能的影響 儀表與分析儀出現(xiàn)故障 控制閥滯澀 PID回路的參數(shù)整定問題 回路的參數(shù)整定問題 計(jì)算由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障造成效益的機(jī)會損 失成本 導(dǎo)致先進(jìn)控制系統(tǒng)回路中的變量無效 限制先進(jìn)控制器操作范圍 無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化 放棄其它附加的產(chǎn)品質(zhì)量控制 為生產(chǎn)運(yùn)營商(企業(yè))為生產(chǎn)運(yùn)營商(企業(yè))處理異常信息提供 工作方案 為企業(yè)提供處理過程的優(yōu)先級信息 對上述事件的處理進(jìn)行跟蹤

      報(bào)告 Report 確定處理過程方案

      企業(yè)運(yùn)營部門

      修復(fù)

      集成的工作過程與工具

      異常信息檢測

      自動測試

      診斷/修復(fù) 診斷 修復(fù)

      基礎(chǔ)回 路控制

      報(bào)告

      控制器性 能監(jiān)測 MPC/NLC 先進(jìn)控制

      自動辨識

      形成工作流程

      矩陣訓(xùn)練工具

      企業(yè)運(yùn)營部門

      自適應(yīng)控制 – 關(guān)鍵技術(shù)與軟件

      基礎(chǔ)控制回路性能監(jiān)測 代表軟件: 代表軟件:Matrikon ProcessDoctor PID 先進(jìn)控制器性能監(jiān)測 代表軟件: 代表軟件:AspenWatch 測試/辨識 建立、強(qiáng)化模型功能)測試 辨識(建立、強(qiáng)化模型功能)代表軟件: 代表軟件:Tai-Ji ID & SmartStep & Subspace ID 增強(qiáng)模型魯棒性)矩陣條件數(shù)改進(jìn)(增強(qiáng)模型魯棒性 增強(qiáng)模型魯棒性

      代表軟件: 代表軟件: SmartAudit(AspenTech)收益分析

      提高生產(chǎn)過程的操作性能: 提高生產(chǎn)過程的操作性能:

      減少 減少30%的產(chǎn)品質(zhì)量波動 的產(chǎn)品質(zhì)量波動 ? 減少 ~10%的能耗 減少5~ 的能耗 ? 增加產(chǎn)量 ~5% 增加產(chǎn)量2~ ? 通過控制器監(jiān)控的統(tǒng)一解決方案,減少總費(fèi)用 通過控制器監(jiān)控的統(tǒng)一解決方案,節(jié)省維護(hù)費(fèi)用

      基于條件的維護(hù)策略可以節(jié)約最多 基于條件的維護(hù)策略可以節(jié)約最多30%的維護(hù)費(fèi)用 的維護(hù)費(fèi)用 ? 可以節(jié)約 可以節(jié)約70%的MPC開發(fā)和重復(fù)測試的費(fèi)用 的 開發(fā)和重復(fù)測試的費(fèi)用

      四、過程控制與優(yōu)化的案例分析

      典型案例

      1、芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化、2、PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化、加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      3、聚酯裝置反應(yīng)過程的優(yōu)化、4、乙烯裝置中裂解爐的節(jié)能控制與優(yōu)化、芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      研究對象: 研究對象: 芳烴裝置對二甲苯分餾單元兩條生產(chǎn)線: 芳烴裝置對二甲苯分餾單元兩條生產(chǎn)線: 800#(老裝置)、(老裝置)、8500#(新建裝置))、(新建裝置)

      存在問題: 存在問題:

      確保新老二甲苯 分餾裝置所處理 的C8A資源負(fù)荷 資源負(fù)荷 分配在相對優(yōu)化 的運(yùn)行狀態(tài)

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      二甲苯精餾裝置機(jī)理建模

      B1,B2分別為裝置的輸入分配比,分別為裝置的輸入分配比 DA801、DA804、DA8501分別為二甲苯的三個(gè)分離裝置、、分別為二甲苯的三個(gè)分離裝置

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      二甲苯精餾裝置機(jī)理模型的校正: 二甲苯精餾裝置機(jī)理模型的校正

      ASPEN流程模擬軟件對精餾與分離過程均采用平衡全 流程模擬軟件對精餾與分離過程均采用平衡全 混池假設(shè),混池假設(shè),計(jì)算數(shù)據(jù)與工業(yè)實(shí)際值之間必然存在一些 偏差。偏差。

      1、根據(jù)裝置的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)、各塔組分分析化驗(yàn)、根據(jù)裝置的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)及能耗數(shù)據(jù),采用數(shù)據(jù)調(diào)和技術(shù) 數(shù)據(jù)調(diào)和技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效 數(shù)據(jù)及能耗數(shù)據(jù),采用數(shù)據(jù)調(diào)和技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效 性一致性分析,供建模分析。性一致性分析,供建模分析。模型參數(shù)調(diào)試、2、選擇典型工況數(shù)據(jù),進(jìn)行模型參數(shù)調(diào)試、校正,使三、選擇典型工況數(shù)據(jù),進(jìn)行模型參數(shù)調(diào)試 校正,塔塔板溫度分布、組分大小與分配比例與實(shí)際相符。塔塔板溫度分布、組分大小與分配比例與實(shí)際相符。

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      靈敏度分析: 靈敏度分析: 1)改變輸入分配比對裝置能耗的影響)

      可以看出,隨著輸入分配比 由小增大, 可以看出,隨著輸入分配比B1,B2由小增大 三塔的 由小增大 冷負(fù)荷也隨之增大,基本呈線性。冷負(fù)荷也隨之增大,基本呈線性。

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      2)改變輸入分配比對裝置)改變輸入分配比對裝置OX產(chǎn)出的影響 產(chǎn)出的影響

      為了能保證OX盡量多產(chǎn)出的情況下,降低裝置的能耗,盡量多產(chǎn)出的情況下,降低裝置的能耗,為了能保證 盡量多產(chǎn)出的情況下 需要研究輸入分配比與裝置OX產(chǎn)出的影響。產(chǎn)出的影響。需要研究輸入分配比與裝置 產(chǎn)出的影響 OX 產(chǎn) 出 KG /HR OX 產(chǎn) 出 KG /HR 可以看出,隨著、的變化 的變化,產(chǎn)出接近二次曲線 產(chǎn)出接近二次曲線,可以看出,隨著B1、B2的變化,OX產(chǎn)出接近二次曲線,B1=0.44,B2=0.65處各有一峰值。處各有一峰值。處各有一峰值

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      3)改變回流比對塔釜OX產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響)改變回流比對塔釜 產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響

      回流比對操作工況的影響很大,塔為例,回流比對操作工況的影響很大,以DA804塔為例,改變回流 塔為例 對二甲苯裝置的塔釜OX產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響,如圖: 產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響,比,對二甲苯裝置的塔釜 產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響 如圖:

      冷 負(fù) 荷 M M K C A L/ H R OX 產(chǎn) 出 KG /HR 從上圖可看出,回流比增大,從上圖可看出,回流比增大,塔釜采出與冷負(fù)荷也隨之 增大,須折中考慮。增大,須折中考慮。

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      4)改變進(jìn)料塔板位置對冷負(fù)荷影響)

      可調(diào)整的進(jìn)料口位置: 可調(diào)整的進(jìn)料口位置: DA801:FC8001-25塊塔板、35塊塔板,F(xiàn)C3034-50塊塔板、60塊塔板; : 塊塔板、塊塔板 塊塔板,塊塔板、塊塔板 塊塔板; - 塊塔板 - 塊塔板 DA8501:FC7518-28塊塔板、48塊塔板,F(xiàn)C8504-96塊塔板、144塊塔板 : 塊塔板、塊塔板 塊塔板,塊塔板、塊塔板 - 塊塔板 - 塊塔板

      冷 負(fù) 荷 M M KC AL /H R 冷 負(fù) 荷 M M KC AL /H R 進(jìn)料位置改變前

      進(jìn)料位置改變后

      根據(jù)上述調(diào)整進(jìn)料塔板位置,在同樣的輸入配比和回流比下,根據(jù)上述調(diào)整進(jìn)料塔板位置,在同樣的輸入配比和回流比下,冷 負(fù)荷略有上升。負(fù)荷略有上升。

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      5)改變進(jìn)料塔板位置對OX產(chǎn)出影響)改變進(jìn)料塔板位置對 產(chǎn)出影響

      改變進(jìn)料位置對OX產(chǎn)出的影響 產(chǎn)出的影響 改變進(jìn)料位置對 O X 產(chǎn) 出 K G / H R O X 產(chǎn) 出 K G / H R 進(jìn)料位置改變前

      進(jìn)料位置改變后

      按以上調(diào)整進(jìn)料塔板位置,在同樣的輸入配比和回流比下,按以上調(diào)整進(jìn)料塔板位置,在同樣的輸入配比和回流比下,OX產(chǎn)出下降。產(chǎn)出下降。產(chǎn)出下降

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化工藝操作條件優(yōu)化: 工藝操作條件優(yōu)化:

      優(yōu)化目標(biāo):三個(gè)塔塔釜OX產(chǎn)出最大化 & 三個(gè)塔總能耗最小 優(yōu)化目標(biāo):三個(gè)塔塔釜 產(chǎn)出最大化 優(yōu)化手段:三塔回流比、優(yōu)化手段:三塔回流比、三塔的進(jìn)料流量 約束條件:主要是三塔冷、熱負(fù)荷,約束條件:主要是三塔冷、熱負(fù)荷,同時(shí)確保: 同時(shí)確保:(1)各單元操作條件滿足工藝許可的設(shè)定范圍內(nèi);)各單元操作條件滿足工藝許可的設(shè)定范圍內(nèi);(2)各單元被控參數(shù)在工藝要求變化范圍內(nèi);)各單元被控參數(shù)在工藝要求變化范圍內(nèi);

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      將運(yùn)用所建立的模型,將運(yùn)用所建立的模型,根據(jù)上述的數(shù)據(jù)采集與處理方 采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),法,從DCS采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),以處理后的現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為 采集現(xiàn)場數(shù)據(jù) 模型的輸入,通過先進(jìn)的優(yōu)化算法,模型的輸入,通過先進(jìn)的優(yōu)化算法,進(jìn)行操作條件優(yōu) 化的實(shí)時(shí)計(jì)算?;膶?shí)時(shí)計(jì)算。

      對不同組成的進(jìn)料進(jìn)行流向分配,對不同組成的進(jìn)料進(jìn)行流向分配,通過輸入各股進(jìn)料 組成和流量,自動計(jì)算出最優(yōu)的進(jìn)料分配比例,組成和流量,自動計(jì)算出最優(yōu)的進(jìn)料分配比例,用于 指導(dǎo)操作人員的實(shí)際操作,指導(dǎo)操作人員的實(shí)際操作,進(jìn)而在保證產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì) 量下,達(dá)到降低能耗的目的。量下,達(dá)到降低能耗的目的。PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化 PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      經(jīng)換熱網(wǎng)絡(luò)預(yù)熱至 281.5℃左右 形成 ℃左右,形成 26.5%wt左右的水溶液 左右的水溶液

      固定床式反應(yīng)器,內(nèi)含 固定床式反應(yīng)器 內(nèi)含Pd/C催 內(nèi)含 催 化劑床層,反應(yīng)溫度 反應(yīng)溫度281.5℃左 化劑床層 反應(yīng)溫度 ℃ 右,壓力 壓力7.2MPa左右 左右 壓力

      飽和蒸汽 TA進(jìn)料 TA進(jìn)料 H2 在高溫高壓下完全溶解于水,在反應(yīng)器中流過Pd/C催化劑 將CTA在高溫高壓下完全溶解于水,與H2在反應(yīng)器中流過 在高溫高壓下完全溶解于水 在反應(yīng)器中流過 催化劑 床層,進(jìn)行動態(tài)連續(xù)催化加氫還原 進(jìn)行動態(tài)連續(xù)催化加氫還原,將 還原成為易溶于水的PT酸 床層 進(jìn)行動態(tài)連續(xù)催化加氫還原 將4-CBA還原成為易溶于水的 酸, 還原成為易溶于水的 而有色雜質(zhì)也同時(shí)分解,經(jīng)過結(jié)晶過濾和干燥 得到纖維級PTA產(chǎn)品 其 經(jīng)過結(jié)晶過濾和干燥,得到纖維級 產(chǎn)品,其 而有色雜質(zhì)也同時(shí)分解 經(jīng)過結(jié)晶過濾和干燥 得到纖維級 產(chǎn)品 含量可以≤15ppmw 中4-CBA含量可以 含量可以

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之一:節(jié)能 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之一: 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之一

      主要節(jié)能對象為界外飽和蒸汽(加氫換熱網(wǎng)絡(luò)用)主要節(jié)能對象為界外飽和蒸汽(加氫換熱網(wǎng)絡(luò)用)

      PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之二:節(jié)水 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之二: 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之二

      減少溶解CTA用打漿水 用打漿水 減少溶解

      PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之三:減排 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之三: 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之三

      節(jié)約打漿水的同時(shí),節(jié)約打漿水的同時(shí),會減少污水排放

      PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之四:增產(chǎn) 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之四: 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之四

      提高反應(yīng)器產(chǎn)能

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      解決方法: 解決方法:基于機(jī)理

      節(jié) 能

      節(jié) 水

      建模的操作條件優(yōu)化

      最有效、最易可行 最有效、的手段 — 提濃 操作條件優(yōu)化: 操作條件優(yōu)化: 溫度、溫度、H2流量等 減 排 增 產(chǎn)

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      PTA加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù): 加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù): 加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù) 一 反應(yīng)過程動力學(xué)模型

      實(shí)驗(yàn)室研究并驗(yàn)證反應(yīng)動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)并得到實(shí)驗(yàn)室動力學(xué)模型: 實(shí)驗(yàn)室研究并驗(yàn)證反應(yīng)動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)并得到實(shí)驗(yàn)室動力學(xué)模型: 串級加氫主反應(yīng)和脫羰副反應(yīng)并存 CHO COOH Rh/C + CO COOH 二 反應(yīng)器模型

      根據(jù)工業(yè)反應(yīng)器特性,通過合理假設(shè)選定合適的反應(yīng)器模型: 根據(jù)工業(yè)反應(yīng)器特性,通過合理假設(shè)選定合適的反應(yīng)器模型:平推流模型 PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 PTA加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù): PTA加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù): 加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù) 三 流程模擬的建立

      利用流程模擬軟件,根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)模型和反應(yīng)器模型,利用流程模擬軟件,根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)模型和反應(yīng)器模型,選擇 合適的物性方程等,建立PTA PTA加氫反應(yīng)過程的流程模擬 合適的物性方程等,建立PTA加氫反應(yīng)過程的流程模擬 四 工業(yè)加氫反應(yīng)過程模型的校正

      根據(jù)實(shí)際工業(yè)數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)校正技術(shù),對模型進(jìn)行修正,根據(jù)實(shí)際工業(yè)數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)校正技術(shù),對模型進(jìn)行修正,主 要校正實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)動力學(xué)模型的參數(shù) PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      約束條件

      接口程序

      實(shí)際工況

      優(yōu)化算法

      粒子群優(yōu)化算法 等進(jìn)化算法

      流程模擬

      反應(yīng)機(jī)理

      優(yōu)化目標(biāo)

      優(yōu)化結(jié)果

      現(xiàn)場實(shí)施

      評 價(jià)

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      揚(yáng)子PTA裝置加氫反應(yīng)過程優(yōu)化: 裝置加氫反應(yīng)過程優(yōu)化: 揚(yáng)子 裝置加氫反應(yīng)過程優(yōu)化

      第一階段: 第一階段: 配料濃度穩(wěn)定在27%wt左右,生產(chǎn)控制上以在線濃度顯示 左右,配料濃度穩(wěn)定在 左右 值為主,調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在 左右(在線儀和 值為主 調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在24.3%左右 在線儀和 調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在 左右 人工分析值之間有2.7的偏差。人工分析值之間有 的偏差)。的偏差 第二階段: 第二階段: 配料濃度穩(wěn)定在27.5%wt左右,生產(chǎn)控制上以在線濃度顯 左右,配料濃度穩(wěn)定在 左右 示值為主調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在24.8%左右。左右。示值為主調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在 左右 第三階段: 第三階段: 配料濃度穩(wěn)定在28%wt左右,生產(chǎn)控制上以在線濃度顯示 左右,配料濃度穩(wěn)定在 左右 值為主調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在25.3%左右。左右。值為主調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在 左右

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      在線濃度分析 儀顯示值

      一階段

      14 12 10 8 6 4 2 0 1 3 4-CBA含 ppmw 量 PTA中4-CBA含量 4-CBA人工分 人工分

      三階段

      二階段

      析值≤14ppmw 析值

      系列1 5 7 天 9 11 13 PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      實(shí)施效果: 實(shí)施效果:

      一、節(jié)水 在調(diào)優(yōu)第一階段,打漿水平均為 在調(diào)優(yōu)第一階段,打漿水平均為118.05t/h,調(diào)優(yōu)第二階段,打漿,調(diào)優(yōu)第二階段,水平均為117.19t/h,調(diào)優(yōu)第三階段,打漿水平均為 水平均為,調(diào)優(yōu)第三階段,打漿水平均為116.05t/h。進(jìn)。料濃度從27%提高到 提高到28%時(shí),單線每小時(shí)平均可以節(jié)約打漿水 節(jié)約打漿水2 料濃度從 提高到 時(shí) 單線每小時(shí)平均可以節(jié)約打漿水 噸左右。噸左右。每噸打漿水價(jià)格為6元 則節(jié)水經(jīng)濟(jì)效益為: 萬元 每噸打漿水價(jià)格為 元,則節(jié)水經(jīng)濟(jì)效益為:9.6萬元

      二、減排

      節(jié)約打漿水的同時(shí),就會減少污水的排放。根據(jù)物料衡算,節(jié)約打漿水的同時(shí),就會減少污水的排放。根據(jù)物料衡算,每節(jié) 噸打漿水,噸污水的排放。約1噸打漿水,大約可以減少 噸打漿水 大約可以減少0.73噸污水的排放。進(jìn)料濃度從 噸污水的排放 進(jìn)料濃度從27% 提高到28%時(shí),單線每小時(shí)可以減少污水排放 減少污水排放1.46噸左右。噸左右。提高到 時(shí) 單線每小時(shí)可以減少污水排放 噸左右 每噸污水處理費(fèi)用為22.5元,則減排經(jīng)濟(jì)效益為 26.28萬元 元 每噸污水處理費(fèi)用為 萬元 PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      實(shí)施效果: 實(shí)施效果:

      三、節(jié)能

      PTA精制單元的節(jié)能,主要針對供給換熱網(wǎng)絡(luò)的9.0MPa蒸汽。由 精制單元的節(jié)能,主要針對供給換熱網(wǎng)絡(luò)的 蒸汽。精制單元的節(jié)能 蒸汽 于在調(diào)優(yōu)過程中,進(jìn)料負(fù)荷基本維持不變,因此9.0MPa蒸汽日均 于在調(diào)優(yōu)過程中,進(jìn)料負(fù)荷基本維持不變,因此 蒸汽日均 消耗維持。當(dāng)進(jìn)料濃度從27%提高到 提高到28%時(shí),每噸 消耗維持。當(dāng)進(jìn)料濃度從 提高到 時(shí) 每噸PTA可節(jié)約 可節(jié)約 0.023噸左右的 噸左右的9.0MPa蒸汽。蒸汽。噸左右的 蒸汽 每噸9.0MPa蒸汽折合成 每噸 蒸汽折合成92kg標(biāo)油,每kg標(biāo)油為 元,則節(jié)能經(jīng)濟(jì)效 標(biāo)油,標(biāo)油為3元 蒸汽折合成 標(biāo)油 標(biāo)油為 益為:235.2 萬元 益為:

      四、增產(chǎn)

      PTA精制單元提濃最大的益處就是增產(chǎn)。當(dāng)進(jìn)料濃度從27%提高 精制單元提濃最大的益處就是增產(chǎn)。當(dāng)進(jìn)料濃度從 精制單元提濃最大的益處就是增產(chǎn) 提高 萬噸。到28%時(shí),可以增產(chǎn)大約 時(shí) 可以增產(chǎn)大約3.7%的PTA,增產(chǎn) 的,增產(chǎn)1.332萬噸。萬噸 每噸PTA純利潤為 元,則增產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為 1198.8 萬元 純利潤為900元 每噸 純利潤為

      聚酯裝置反應(yīng)過程優(yōu)化

      聚酯過程生產(chǎn)工藝

      聚酯過程生產(chǎn)工藝主要分為三個(gè)階段進(jìn)行: 聚酯過程生產(chǎn)工藝主要分為三個(gè)階段進(jìn)行:

      酯化:原料 按一定的摩爾配比加入打漿罐,酯化:原料PTA與EG按一定的摩爾配比加入打漿罐,在攪 與 按一定的摩爾配比加入打漿罐 拌下進(jìn)行打漿均勻混合。拌下進(jìn)行打漿均勻混合。漿料以齒輪泵定量連續(xù)送入酯化 釜,進(jìn)行酯化反應(yīng)。酯化過程生成的水隨EG蒸出。蒸出。進(jìn)行酯化反應(yīng)。酯化過程生成的水隨 蒸出 預(yù)縮聚:酯化產(chǎn)物用泵經(jīng)過濾器送至預(yù)縮聚釜進(jìn)行縮聚。預(yù)縮聚:酯化產(chǎn)物用泵經(jīng)過濾器送至預(yù)縮聚釜進(jìn)行縮聚。終縮聚:預(yù)縮聚產(chǎn)物以齒輪泵送至縮聚釜,在高溫、終縮聚:預(yù)縮聚產(chǎn)物以齒輪泵送至縮聚釜,在高溫、高真 空和攪拌下進(jìn)行終縮聚,以達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)??蘸蛿嚢柘逻M(jìn)行終縮聚,以達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)。

      聚酯新老裝置能耗對比

      新老裝置能耗對比 140 135 能耗,kg 標(biāo)油 / T 聚酯 能耗,kg標(biāo)油 標(biāo)油/ 120 100 80 60 40 20 0 老聚酯 新裝置 89.48 引進(jìn)的聚酯生產(chǎn)老裝置能耗是國產(chǎn)新裝置的 1.5倍 原有裝置存在較大節(jié)能空間。1.5倍,原有裝置存在較大節(jié)能空間。1本文由百有任何貢獻(xiàn)

      ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT,或下載源文件到本機(jī)查看。2007 PSE Asia 石油化工過程先進(jìn)控制與優(yōu)化

      —— 現(xiàn)狀與發(fā)展

      華東理工大學(xué)

      錢 鋒

      二零零七年八月

      主要內(nèi)容

      一、過程控制與優(yōu)化的作用

      二、過程控制與優(yōu)化的現(xiàn)狀 APC與RTO廣泛應(yīng)用 與 廣泛應(yīng)用

      三、工程應(yīng)用中過程控制的新方向

      過程監(jiān)控:DCS/PCS/APC/RTO/MES全系統(tǒng)集成監(jiān)控 過程監(jiān)控: 全系統(tǒng)集成監(jiān)控 自適應(yīng)控制器: 自適應(yīng)控制器:克服傳統(tǒng)概念對模型精確性要求

      四、過程控制與優(yōu)化的案例分析

      一、過程控制與優(yōu)化的作用

      國家發(fā)展戰(zhàn)略需求

      國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》 流程工業(yè)的綠色化、《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》將“流程工業(yè)的綠色化、自 動化及裝備”列為優(yōu)先發(fā)展主題,重點(diǎn)研究開發(fā)“ 動化及裝備”列為優(yōu)先發(fā)展主題,重點(diǎn)研究開發(fā)“基于生態(tài)工業(yè)概念 的系統(tǒng)集成和自動化技術(shù),流程工業(yè)需要的傳感器、的系統(tǒng)集成和自動化技術(shù),流程工業(yè)需要的傳感器、智能化檢測控制 技術(shù)、裝備和調(diào)控系統(tǒng)。技術(shù)、裝備和調(diào)控系統(tǒng)。” 中國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》 《中國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》裝備制造業(yè)振興 的重點(diǎn): 推進(jìn)百萬噸級大型乙烯成套設(shè)備和對二甲苯、成套設(shè)備和對二甲苯 的重點(diǎn):“推進(jìn)百萬噸級大型乙烯成套設(shè)備和對二甲苯、對苯二甲酸 成套設(shè)備國產(chǎn)化。成套設(shè)備國產(chǎn)化?!保ㄗ詣踊夹g(shù)非常重要)國產(chǎn)化 自動化技術(shù)非常重要)國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》指出,《 國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》 指出,在“ 發(fā)展重大 工程自動化控制系統(tǒng)和關(guān)鍵精密測試儀器,工程自動化控制系統(tǒng)和關(guān)鍵精密測試儀器,滿足重點(diǎn)建設(shè)工程及其他 實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破。重大(成套)重大(成套)技術(shù)裝備高度自動化和智能化的需要 ”實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破。

      用自動化技術(shù)提高流程工業(yè)自主創(chuàng)新能力

      石油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展需求

      國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè) 2005年石油和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到 年石油和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到33762億元,占 億元,年石油和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到 億元 國民生產(chǎn)總值(億元)國民生產(chǎn)總值(182321億元)的18.5% 億元 石油和化學(xué)工業(yè)既是產(chǎn)能大戶又是耗能大戶 2005年我國石油化工行業(yè)總能耗3.048億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,年我國石油化工行業(yè)總能耗 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,年我國石油化工行業(yè)總能耗 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤 占全國總能耗的15% 占全國總能耗的 萬元GDP能耗是0.903噸標(biāo)準(zhǔn)煤,比國外同行業(yè)平均 能耗是 噸標(biāo)準(zhǔn)煤,萬元 能耗 噸標(biāo)準(zhǔn)煤 水平高 水平高15%~20% ~ 污水排放,全行業(yè)達(dá)32.3億噸,廢氣 億噸,污水排放,全行業(yè)達(dá) 億噸 廢氣1.4274萬億立 萬億立 方米,固體廢棄物8406萬噸 方米,固體廢棄物 萬噸

      應(yīng)用過程控制與優(yōu)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

      過程控制與優(yōu)化如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗 1.運(yùn)行過程優(yōu)化操作

      過程控制

      目的:克服擾動,目的:克服擾動,保證操作安全性和平穩(wěn)性 手段:先進(jìn)控制器(控制方法、算法)手段:先進(jìn)控制器(控制方法、算法)設(shè)計(jì)

      過程優(yōu)化

      目的:確定最優(yōu)操作條件,增產(chǎn)、節(jié)能、降耗、目的:確定最優(yōu)操作條件,增產(chǎn)、節(jié)能、降耗、減排 手段:生產(chǎn)裝置、過程、手段:生產(chǎn)裝置、過程、流程的模擬和優(yōu)化運(yùn)行

      用能過程監(jiān)控

      優(yōu)化生產(chǎn)操作條件,優(yōu)化生產(chǎn)操作條件,確保過程用能始終保持在高效工況 下運(yùn)行

      過程控制與優(yōu)化如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗 2.過程用能組合優(yōu)化

      夾點(diǎn)技術(shù)提升和設(shè)計(jì)換熱網(wǎng)絡(luò)

      對工廠換熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化操作,可節(jié)省操作費(fèi) 對工廠換熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化操作,可節(jié)省操作費(fèi)20 %~50%,投資回收期一年左右; %,投資回收期一年左右 %~ %,投資回收期一年左右; 對新建工廠換熱設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),比傳統(tǒng)方法可節(jié)省 對新建工廠換熱設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),投資10%~ %,操作費(fèi)節(jié)省 %~50%。%~20%,操作費(fèi)節(jié)省30%~ 投資 %~ %,操作費(fèi)節(jié)省 %~ %。Exergy分析方法 分析方法

      注重能量的質(zhì)量高低或有效能的大小 工藝裝置能量優(yōu)化、工藝裝置能量優(yōu)化、工藝裝置及與其它單元之間的熱聯(lián) 合、全廠低溫?zé)醿?yōu)化利用以及蒸汽動力系統(tǒng)綜合優(yōu)化 應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)能改造中,應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)能改造中,可取得 極大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。極大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

      先進(jìn)控制和優(yōu)化應(yīng)用的效益

      Aspen公司 數(shù)據(jù)表明: 公司 數(shù)據(jù)表明:

      實(shí)施APC取得的效益中,降低能耗占10%,產(chǎn)品質(zhì) 取得的效益中,降低能耗占 %,%,產(chǎn)品質(zhì) 實(shí)施 取得的效益中 量提高占10%,提高裝置生產(chǎn)平穩(wěn)與安全性占 %,量提高占,提高裝置生產(chǎn)平穩(wěn)與安全性占15%,提高回收率占15%,提高加工能力占30%。%,提高加工能力占 提高回收率占 %,提高加工能力占 %。Chemshare公司數(shù)據(jù)表明: 公司數(shù)據(jù)表明: 公司數(shù)據(jù)表明 改造常規(guī)儀表獲得10%的效益,用DCS改造常規(guī)儀表獲得 %的效益,在DCS上實(shí) 改造常規(guī)儀表獲得 上實(shí) 上實(shí)現(xiàn)RTO獲得 獲得40 獲得40%的效益,上實(shí)現(xiàn) 獲得 現(xiàn)APC獲得 %的效益,在APC上實(shí)現(xiàn) 獲得 的效益。%的效益。Foxboro公司數(shù)據(jù)表明: 公司數(shù)據(jù)表明: 公司數(shù)據(jù)表明 效益比:DCS為 1 : ARC為 3 : APC為 5 : RTO 為 9。效益比: 為 為 為。

      過程控制與優(yōu)化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

      市場、技術(shù)、政策導(dǎo)向等的變化不斷給流程模擬、市場、技術(shù)、政策導(dǎo)向等的變化不斷給流程模擬、先 進(jìn)控制和過程優(yōu)化技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn) 嚴(yán)格的環(huán)保指標(biāo)和成本控制要求,多目標(biāo)、嚴(yán)格的環(huán)保指標(biāo)和成本控制要求,多目標(biāo)、變約束 的優(yōu)化與控制任務(wù)等,目前已有的流程模擬、的優(yōu)化與控制任務(wù)等,目前已有的流程模擬、先進(jìn) 控制和過程優(yōu)化技術(shù)尚不能完全勝任,控制和過程優(yōu)化技術(shù)尚不能完全勝任,需要進(jìn)一步 加強(qiáng)創(chuàng)新研究 過程模型化技術(shù)和水平還遠(yuǎn)不能滿足我國石化行業(yè)發(fā) 展的需要 關(guān)鍵石化技術(shù)國際供應(yīng)商在模型上對我國實(shí)行技術(shù) 封鎖,需要自主地進(jìn)行流程的設(shè)計(jì)、封鎖,需要自主地進(jìn)行流程的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和提升

      先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

      過程模型和優(yōu)化技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步

      模型的準(zhǔn)確性和效率、在線模型參數(shù)調(diào)整、模型的準(zhǔn)確性和效率、在線模型參數(shù)調(diào)整、測量 儀表故障補(bǔ)償、系統(tǒng)擾動克服、儀表故障補(bǔ)償、系統(tǒng)擾動克服、系統(tǒng)框架優(yōu)化設(shè) 計(jì)、系統(tǒng)長期維護(hù)困難等是造成現(xiàn)有技術(shù)在工業(yè) 系統(tǒng)長期維護(hù)困難等是造成現(xiàn)有技術(shù)在工業(yè) 裝置上長期有效運(yùn)行不理想的主要原因; 裝置上長期有效運(yùn)行不理想的主要原因; 過程模型化技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)特別是在線模型校正 過程模型化技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)特別是在線模型校正 與優(yōu)化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新對流程模擬、與優(yōu)化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新對流程模擬、先進(jìn) 等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新對流程模擬 控制和過程優(yōu)化至關(guān)重要; 控制和過程優(yōu)化至關(guān)重要;

      二、過程控制與優(yōu)化的現(xiàn)狀

      過程控制發(fā)展的回顧

      階段 控制理論 控制工具 控制要求 控制水平一 年代70以前 以前)(年代 以前)

      經(jīng)典控制理論 二 年代)(70~80年代)~ 年代 現(xiàn)代控制理論 三 年代)(90年代)年代 控制論、信息論、控制論、信息論、系 統(tǒng)論、統(tǒng)論、人工智能等學(xué) 科交叉 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總 線系統(tǒng)與智能儀表

      常規(guī)儀表 分布式控制計(jì)算機(jī)(DCS))氣動、液動、電動)(氣動、液動、電動)安全、安全、平穩(wěn) 簡單控制系統(tǒng)

      市場預(yù)測、快速響應(yīng)、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗 市場預(yù)測、快速響應(yīng)、柔性生產(chǎn)、柔性生產(chǎn)、創(chuàng)新管理 先進(jìn)控制系統(tǒng) 綜合自動化(綜合自動化(CIPS))

      先進(jìn)的控制工具,先進(jìn)的控制工具,DCS、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)與完善;、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)與完善; 現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展與提高。如預(yù)測控制、自適應(yīng)控制、現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展與提高。如預(yù)測控制、自適應(yīng)控制、非線 性控制、性控制、魯棒控制以及智能控制等控制策略與方法仍然為目前國內(nèi) 外學(xué)術(shù)界與工程界的熱點(diǎn)研究課題。外學(xué)術(shù)界與工程界的熱點(diǎn)研究課題。APC、RTO、PMC 的作用、、先進(jìn)控制 – 確保操作運(yùn)行在局部約束條件邊界上 隨著工業(yè)過程日益朝著集成化、大型化方向發(fā)展,隨著工業(yè)過程日益朝著集成化、大型化方向發(fā)展,系 優(yōu)化 /在線優(yōu)化 –,表現(xiàn)為控制目標(biāo)多元化,統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加,表現(xiàn)為控制目標(biāo)多元化,變量 統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加追求效益最大化目標(biāo) 數(shù)目增多且相關(guān)性增強(qiáng)以及存在多種約束。數(shù)目增多且相關(guān)性增強(qiáng)以及存在多種約束。改進(jìn)、過程監(jiān)控 – 改進(jìn)、提高運(yùn)行效率

      先進(jìn)控制

      優(yōu)化/在線優(yōu)化 優(yōu)化 在線優(yōu)化

      過程監(jiān)控 Operators 工程界形成共識: 工程界形成共識: Control + Optimization + Monitoring = Profits Planning、RTO、APC 的作用、、原材料信息獲取/生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化

      計(jì)劃優(yōu)化系統(tǒng)(PIMS))

      每月/周

      Raw Material Acquisition / Run Plan Optimization 采用簡化模型,采用簡化模型,僅考慮主要約束條件 簡化模型 優(yōu)化全廠 全廠裝置 優(yōu)化全廠裝置 優(yōu)化預(yù)期進(jìn)料 預(yù)期進(jìn)料、優(yōu)化預(yù)期進(jìn)料、操作條件和價(jià)格 以效益最大化為驅(qū)動目標(biāo),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)定價(jià) 以效益最大化為驅(qū)動目標(biāo),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)定價(jià) 生產(chǎn)計(jì)劃-每月/每周 每周平均計(jì)劃 生產(chǎn)計(jì)劃-每月 每周平均計(jì)劃

      調(diào)度約束、調(diào)度約束、價(jià)格等

      計(jì)劃、計(jì)劃、調(diào)度 的過程變量

      操作條件實(shí)時(shí)優(yōu)化

      在線優(yōu)化

      (RTO))CurrentOperations Optimization 小時(shí)

      詳細(xì)的工程模型,詳細(xì)的工程模型,準(zhǔn)確預(yù)測所有約束 進(jìn)行各個(gè)裝置的單元優(yōu)化 單元優(yōu)化,進(jìn)行各個(gè)裝置的單元優(yōu)化,非全廠規(guī)模 基于當(dāng)前生產(chǎn) 當(dāng)前生產(chǎn)操作條件與價(jià)格進(jìn)行優(yōu)化 基于當(dāng)前生產(chǎn)操作條件與價(jià)格進(jìn)行優(yōu)化 優(yōu)化目標(biāo)值能夠自動執(zhí)行 優(yōu)化目標(biāo)值能夠自動執(zhí)行

      優(yōu)化目標(biāo)

      過程約束

      先進(jìn)控制應(yīng)用

      Advanced Control Applications 通過裝置測試獲取線性動態(tài)模型 通過裝置測試獲取線性動態(tài)模型 應(yīng)用范圍小于RTO(單一指標(biāo)、控制回路等)應(yīng)用范圍小于(單一指標(biāo)、控制回路等)進(jìn)行動態(tài)約束控制 進(jìn)行動態(tài)約束控制 各約束條件預(yù)先定義的 預(yù)先定義的、各約束條件預(yù)先定義的、區(qū)分優(yōu)先級別

      先進(jìn)控制

      (APC))

      分鐘

      APC/RTO 實(shí)現(xiàn)過程

      RTO 模型 及其在線應(yīng)用

      目標(biāo)函數(shù)、定價(jià)、目標(biāo)函數(shù)、定價(jià)、邏輯 PA1 進(jìn)料/產(chǎn)品分析 進(jìn)料 產(chǎn)品分析

      實(shí)驗(yàn)室

      OVEREAHD LIGHT ENDS SS1 LVN TO PWF PA2 SS2 HF ATF 計(jì)劃調(diào)度 人員 PA3 T101 GOA CRUDE PA4 SS3 HF HCN LCCO GOC CRUDE F-101 F-170 Stm SS4 HF HCCO LCCO FO CRUDE BLENDING OVERFLASH CRUDE T-151 HCN T2101 LVGO LCCO F-2 1 0 1 F-2 1 5 0 分析工程師

      價(jià)格 驅(qū)動力 限制約束 CRUDE FCCU 離線學(xué)習(xí) ASSAY BLEND F 2 10 1 F 2 15 0 HVGO SLURRY ASPHALT 優(yōu)化 工程師 APC應(yīng)用

      終端用戶

      系統(tǒng)工程師 RTO 系統(tǒng)平臺

      先控 工程師 DCS界面 界面 FC 101 操作工程師

      過程控制與優(yōu)化的位置

      月/周 周 周/天 天

      計(jì)劃 調(diào)度 實(shí)時(shí)優(yōu)化(RTO)小時(shí) 分鐘 秒

      先進(jìn)控制(APC))常規(guī)控制回路 DCS – 儀表

      先進(jìn)控制技術(shù)(APC))

      目標(biāo): 目標(biāo):

      處理多變量的約束控制 提供單元的局部約束優(yōu)化與動態(tài)控制

      主要特點(diǎn): 主要特點(diǎn):

      基于裝置測試數(shù)據(jù)的過程動態(tài)模型(非機(jī)理、基于經(jīng)驗(yàn))基于裝置測試數(shù)據(jù)的過程動態(tài)模型(非機(jī)理、基于經(jīng)驗(yàn))應(yīng)包括裝置單元的所有主要約束條件 其包含優(yōu)化是指實(shí)現(xiàn)操作目標(biāo)(推向邊界條件),或包含簡 其包含優(yōu)化是指實(shí)現(xiàn)操作目標(biāo)(推向邊界條件),或包含簡),單的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 實(shí)現(xiàn)DCS層面上控制回路設(shè)定值的自動改變 層面上控制回路設(shè)定值的自動改變 實(shí)現(xiàn)

      技術(shù)創(chuàng)新: 技術(shù)創(chuàng)新:

      多變量測試與辨識技術(shù) 應(yīng)用舉例

      PTA溶劑脫水塔的 溶劑脫水塔的APC應(yīng)用: 應(yīng)用: 溶劑脫水塔的 應(yīng)用

      溶劑脫水塔先進(jìn)控制系統(tǒng)

      基于關(guān)鍵組分的多變量預(yù)測控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

      擾動(反應(yīng)器抽出水)擾動(反應(yīng)器抽出水)或 進(jìn)料量+回流溫度(PX進(jìn)料量 回流溫度)進(jìn)料量 回流溫度)L(回流量設(shè)定值)(XD(塔底 2O含量)塔底H 含量 XB(塔頂 塔頂HAC含量)含量 DP(全塔壓差)(全塔壓差)FV1(蒸汽流量閥位)蒸汽流量閥位)FV2(回流量閥位)回流量閥位)

      先 進(jìn) 控 制 器 GC V(蒸汽流量設(shè)定值)(T(塔底溫度回路設(shè)定值)(目標(biāo): 目標(biāo): 穩(wěn)定塔釜組成DI1702(釜水)(釜水)穩(wěn)定塔釜組成 降低塔頂酸耗和能耗

      應(yīng)用舉例

      MV測試(多變量): 測試(多變量): 測試

      應(yīng)用舉例

      階躍響應(yīng)模型: 階躍響應(yīng)模型:

      應(yīng)用舉例

      MPC投運(yùn)后的 曲線: 投運(yùn)后的CV曲線 投運(yùn)后的 曲線: APC應(yīng)用現(xiàn)狀 應(yīng)用現(xiàn)狀

      1、建立了標(biāo)準(zhǔn)化的APC工程實(shí)施方案與步驟;、建立了標(biāo)準(zhǔn)化的 工程實(shí)施方案與步驟; 工程實(shí)施方案與步驟

      2、從復(fù)雜實(shí)際工程應(yīng)用中尋找問題根源,逐步完善現(xiàn)有、從復(fù)雜實(shí)際工程應(yīng)用中尋找問題根源,APC技術(shù)(如閉環(huán)辨識技術(shù)); 技術(shù)(如閉環(huán)辨識技術(shù)); 技術(shù)

      3、對數(shù)據(jù)分析、過程機(jī)理的綜合應(yīng)用逐步加強(qiáng)、對數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析(模式識別方法)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析(模式識別方法)如,常減壓裝置原料頻繁切換問題; 常減壓裝置原料頻繁切換問題; 與基于嚴(yán)格機(jī)理的模型相結(jié)合 如,關(guān)鍵指標(biāo)預(yù)估

      在線優(yōu)化技術(shù)(在線優(yōu)化技術(shù)(RTO))

      目標(biāo): 目標(biāo):

      自動、自動、實(shí)時(shí)完成最優(yōu)目標(biāo)值 最大化經(jīng)濟(jì)效益(一個(gè)或多個(gè)裝置)最大化經(jīng)濟(jì)效益(一個(gè)或多個(gè)裝置)

      主要特點(diǎn): 主要特點(diǎn):

      非線性模型- 非線性模型-基于工藝機(jī)理模型 根據(jù)裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)自動實(shí)現(xiàn)模型的在線修正 基于經(jīng)濟(jì)定價(jià)的優(yōu)化 基于裝置運(yùn)行信息反饋的優(yōu)化 最優(yōu)目標(biāo)的自動、最優(yōu)目標(biāo)的自動、閉環(huán)實(shí)現(xiàn) 針對當(dāng)前約束條件下效益最高的裝置單元 RTO 優(yōu)化目標(biāo)

      RTO的目標(biāo):在保證產(chǎn)品要求和過程變量滿足最小/最大約束 的目標(biāo):在保證產(chǎn)品要求和過程變量滿足最小 最大約束 的目標(biāo) 的前提下最大化當(dāng)前的操作利潤 最大化利潤 = ∑產(chǎn)品價(jià)值∑公用工程費(fèi)用

      煉油為例)產(chǎn)品要求(煉油為例)

      塔頂輕組分質(zhì)量指標(biāo) 側(cè)線采出組分質(zhì)量指標(biāo) 塔底重組分質(zhì)量指標(biāo)

      最小/最大約束條件 最小 最大約束條件 先進(jìn)控制器(MPC)先進(jìn)控制器(MPC)的主要約束條件 RTO 如何提升操作性能-精餾塔控制示例

      冷凝器約束

      再沸器約束 塔壓設(shè)計(jì)約束

      進(jìn)料

      溢流液泛線

      漏液線 塔壓

      實(shí)時(shí)優(yōu)化過程

      穩(wěn)態(tài)模型實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行,穩(wěn)態(tài)模型實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行,從總體效益上進(jìn)行優(yōu)化 利用 APC技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 當(dāng)過程處于穩(wěn)態(tài)時(shí)RTO運(yùn)行 運(yùn)行 當(dāng)過程處于穩(wěn)態(tài)時(shí) 當(dāng)過程處于穩(wěn)態(tài)時(shí),一般每4小時(shí)運(yùn)行一次 當(dāng)過程處于穩(wěn)態(tài)時(shí),一般每4小時(shí)運(yùn)行一次 正常情況下,每天運(yùn)行 ~ 次 正常情況下,每天運(yùn)行3~5次 穩(wěn)態(tài)檢測時(shí),一般要檢查至少 個(gè)以上變量情況 穩(wěn)態(tài)檢測時(shí),一般要檢查至少30個(gè)以上變量情況 盡可能地實(shí)現(xiàn)最大化利潤 基于經(jīng)濟(jì)信息 利用RTO 改進(jìn)操作實(shí)現(xiàn)最大化利潤 利用

      實(shí)時(shí)優(yōu)化過程

      等待裝置調(diào)整平穩(wěn) 穩(wěn)態(tài)檢測

      優(yōu)化值下裝到DCS 控制器設(shè)定值改變 RTO 循環(huán)

      從DCS中獲取數(shù)據(jù)

      計(jì)算最優(yōu)化操作條件

      數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證

      約束、控制器狀態(tài)、約束、控制器狀態(tài)、價(jià)格因素等

      模型計(jì)算/參數(shù)調(diào)整(基本工況)RTO每個(gè)班次將自動實(shí)現(xiàn) ~4次循環(huán)計(jì)算 每個(gè)班次將自動實(shí)現(xiàn)3~ 次循環(huán)計(jì)算 每個(gè)班次將自動實(shí)現(xiàn)

      APC 與 RTO 技術(shù)比較 APC應(yīng)用 應(yīng)用

      過程中包含多個(gè)控制器 ? 動態(tài)經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?假定過程響應(yīng)是線 假定過程響應(yīng)是線 性的)性的 ? 更新偏差 預(yù)測誤差 更新偏差/預(yù)測誤差 ? 進(jìn)料信息特性描述簡單 ? 簡單線性規(guī)劃優(yōu)化 ? 線性規(guī)劃只是幾個(gè)操作變量的代 價(jià)函數(shù) RTO 應(yīng)用

      包含全部過程 ? 嚴(yán)格的、基于工藝機(jī)理的、穩(wěn)態(tài)、嚴(yán)格的、基于工藝機(jī)理的、穩(wěn)態(tài)、非線性模型 ? 更新工程參數(shù) ? 詳盡的進(jìn)料信息,如組分、比例 詳盡的進(jìn)料信息,如組分、? 非線性優(yōu)化 ? 詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)參數(shù),有關(guān)原料供應(yīng)、詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)參數(shù),有關(guān)原料供應(yīng)、產(chǎn)品、產(chǎn)品、公用工程的價(jià)格等

      RTO 系統(tǒng)對 系統(tǒng)對APC的要求 的要求

      APC能夠保證系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài) 能夠保證系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài) 實(shí)現(xiàn)過程中,的約束。在RTO實(shí)現(xiàn)過程中,優(yōu)先考慮控制器中 實(shí)現(xiàn)過程中 優(yōu)先考慮控制器中MV和CV的約束。和 的約束 因此,因此,應(yīng)確保不能有不合理的箝位限制 APC 能夠平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)RTO的優(yōu)化目標(biāo)并保持這一目標(biāo),同時(shí) 能夠平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)RTO的優(yōu)化目標(biāo)并保持這一目標(biāo) 的優(yōu)化目標(biāo)并保持這一目標(biāo),滿足所有 MV/CV的約束 的約束

      值得注意的是: 必要情況下,犧牲經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滿足控制需求,值得注意的是 必要情況下,犧牲經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滿足控制需求,控制穩(wěn)定性更為重要。控制穩(wěn)定性更為重要。

      三、工程應(yīng)用中過程 控制的新方向 過程監(jiān)控 自適應(yīng)控制器

      過程監(jiān)控

      過程監(jiān)控問題: 過程監(jiān)控問題:

      過程參數(shù)的變化:催化劑中毒、過程參數(shù)的變化:催化劑中毒、熱交換器結(jié)垢等 干擾參數(shù)的變化:進(jìn)料流股中的濃度變化、干擾參數(shù)的變化:進(jìn)料流股中的濃度變化、環(huán)境溫度變化等 執(zhí)行器問題:卡住、空氣泄露、執(zhí)行器問題:卡住、空氣泄露、氣源故障等 傳感器問題:堵塞、結(jié)垢、標(biāo)定誤差等造成儀表損壞或偏差 傳感器問題:堵塞、結(jié)垢、控制器問題: 控制器問題:控制性能等

      工業(yè)生產(chǎn)過程應(yīng)用現(xiàn)狀: 工業(yè)生產(chǎn)過程應(yīng)用現(xiàn)狀:

      限幅傳感:超過定義閾值即報(bào)警,最為普遍、限幅傳感:超過定義閾值即報(bào)警,最為普遍、常用 偏差監(jiān)測:仿真結(jié)果與實(shí)際觀測值比較,偏差監(jiān)測:仿真結(jié)果與實(shí)際觀測值比較,依賴于模型準(zhǔn)確性

      目前基于儀表檢測信息的單變量監(jiān)控應(yīng)用普遍

      滿足工業(yè)裝置運(yùn)行需求

      工業(yè)過程故障分析

      產(chǎn)品不合格,不安全的操作條件 設(shè)備損壞等 產(chǎn)品不合格 不安全的操作條件,設(shè)備損壞等 不安全的操作條件 不能及時(shí)檢測和確認(rèn)故障源將導(dǎo)致?lián)p失巨大經(jīng)濟(jì)損失,不能及時(shí)檢測和確認(rèn)故障源將導(dǎo)致?lián)p失巨大經(jīng)濟(jì)損失,僅美 國石化行業(yè),國石化行業(yè),每年估計(jì)因缺乏對異常事件的有效監(jiān)控而損失 200億美元 億美元

      事實(shí)上

      石化行業(yè)的自動化程度很高 從信息系統(tǒng)中獲取的數(shù)據(jù)量是非常驚人的因此

      可利用豐富的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行過程監(jiān)測,可利用豐富的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行過程監(jiān)測,有效實(shí)現(xiàn)控制與優(yōu)化 事實(shí)上,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)可以分析處理這些數(shù)據(jù),事實(shí)上,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)可以分析處理這些數(shù)據(jù),而這在以 前是不可能的

      尋找有效的實(shí)時(shí)故障檢測和識別方法是 目前工業(yè)應(yīng)用中主要發(fā)展目標(biāo)之一。目前工業(yè)應(yīng)用中主要發(fā)展目標(biāo)之一。

      過程監(jiān)控的傳統(tǒng)方法

      單變量統(tǒng)計(jì)監(jiān)控

      經(jīng)典方法:基于施瓦特圖(經(jīng)典方法:基于施瓦特圖(Shewhart)的應(yīng)用)

      給定一定的閾值,給定一定的閾值,可以在訓(xùn) 練集中數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性基礎(chǔ) 上,應(yīng)用統(tǒng)計(jì)假設(shè)理論來預(yù) 測系統(tǒng)變化是否失控。測系統(tǒng)變化是否失控。

      故障識別

      給定一個(gè)觀測變量X,每個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)誤差: 給定一個(gè)觀測變量,每個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)誤差:

      e j =(x j ? μ j)/ s j μ j 是均值,s j 是第 個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)差 是均值,是第j個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)差

      將標(biāo)準(zhǔn)差繪制在同一表中,將標(biāo)準(zhǔn)差繪制在同一表中,并且用基于顯著性水平的閾值 檢測失控變量。檢測失控變量。

      目前過程監(jiān)控的主要方法

      基于多變量統(tǒng)計(jì)技術(shù)的監(jiān)控方法: 基于多變量統(tǒng)計(jì)技術(shù)的監(jiān)控方法:

      數(shù)據(jù)驅(qū)動方法

      主元分析法(主元分析法(PCA))費(fèi)舍爾判別分析法(基于模式分類學(xué)的故障診斷)基于模式分類學(xué)的故障診斷)部分最小二乘法 類似于PCA的子空間辨識方法)的子空間辨識方法)規(guī)范變量分析法(類似于 的子空間辨識方法

      特點(diǎn): 特點(diǎn):高維數(shù)據(jù)變換為 低維,低維,通過單圖顯示 數(shù)據(jù)可視化),),有助(數(shù)據(jù)可視化),有助 于為操作員解釋過程數(shù) 據(jù)的顯著變化趨勢。據(jù)的顯著變化趨勢。

      解析法

      基于參數(shù)估計(jì)、基于參數(shù)估計(jì)、基于觀測器設(shè)計(jì)和等價(jià)關(guān)系

      特點(diǎn):應(yīng)用在輸入、特點(diǎn):應(yīng)用在輸入、輸出和狀態(tài)數(shù)目相對 較小的系統(tǒng)

      基于知識的方法

      采用定性模型——基于因果分析、專家系統(tǒng)和模式識別 基于因果分析、采用定性模型 基于因果分析

      克服單變量統(tǒng)計(jì)技術(shù)忽略的過程變量空間相關(guān)以及序列相關(guān)性的影響

      過程監(jiān)控的金字塔結(jié)構(gòu)

      廣義 PCA 模型

      特 定 事 件 的 PCA監(jiān)控模型 監(jiān)控模型 基于簡單模型的監(jiān)測,基于簡單模型的監(jiān)測,PID 監(jiān)控器,閥流量模型 監(jiān)控器,異常事件檢測(異常事件檢測(AED))(復(fù)雜工況檢測 復(fù)雜工況檢測)復(fù)雜工況檢測

      實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)

      多變量)智能報(bào)警(多變量 多變量

      (診斷 & 建議 診斷 建議)報(bào)警信息管理(ACM/AEA))DCS 報(bào)警系統(tǒng)

      過程監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)(I)報(bào)警與事件管理(報(bào)警與事件管理(Alarm and Event Management))通過開發(fā)相關(guān)工具和程序有效提升報(bào)警系統(tǒng)性能;通過開發(fā)相關(guān)工具和程序有效提升報(bào)警系統(tǒng)性能

      適當(dāng)合理化和過濾報(bào)警信號 通過相關(guān)操作適時(shí)激活報(bào)警系統(tǒng)

      確保報(bào)警信息 明確、明確、有效

      為控制臺和現(xiàn)場操作工提供報(bào)警和事件信息的整合 異常事件檢測(異常事件檢測(Abnormal Event Detection))檢測操作條件 的偏離,的偏離,使操 開發(fā)針對煉油和石化過程關(guān)鍵單元操作的AED技術(shù) 開發(fā)針對煉油和石化過程關(guān)鍵單元操作的 技術(shù) 作員在報(bào)警前 儀表動作失效; 儀表動作失效;操作區(qū)域出現(xiàn)問題等 處理。處理。開發(fā)AED的有效工具,如PCA方法等 的有效工具,開發(fā) 的有效工具 方法等 為控制臺操作人員提供實(shí)時(shí)的基于知識的工況檢測和診斷指導(dǎo)信息 搭建操作員實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架

      操作員實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)(操作員實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)(Real Time Advisories))

      過程監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)(II)操作約束管理(操作約束管理(Operations Constraint Management)

      幫助明確當(dāng)前與操作(包括 幫助明確當(dāng)前與操作(包括APC、RTO)相關(guān)的約束條件、)幫助理解當(dāng)前各主要約束條件 幫助推向卡邊操作以獲取利潤最大化 正確地預(yù)測(評估 正確地預(yù)測 評估)當(dāng)前工況和下一可能約束之間的距離 評估

      程序化操作(程序化操作(Procedural Operations))

      檢測、分析、指導(dǎo)、恢復(fù)等)發(fā)展在線程序以實(shí)現(xiàn)過程的無縫操作(檢測、分析、指導(dǎo)、恢復(fù)等)

      發(fā)展和實(shí)施過程管理系統(tǒng)集成解決方案,不論程序是否自動執(zhí)行,發(fā)展和實(shí)施過程管理系統(tǒng)集成解決方案,不論程序是否自動執(zhí)行,確保實(shí)現(xiàn)當(dāng)前僅一個(gè)程序管理系統(tǒng)在運(yùn)行

      異常事件的檢測過程

      當(dāng)前的觀測值 正常過程行為描述 比較

      統(tǒng)計(jì)模型、如:統(tǒng)計(jì)模型、工程關(guān) 系、啟發(fā)式知識等

      差異性解釋

      警告: 如果與正常預(yù)期變化不符 警告: 顯示:解釋差異在哪里 顯示: 目標(biāo): 為操作員提供 早期預(yù)警 優(yōu)點(diǎn): 減少低負(fù)荷和停車工況

      模糊布爾邏輯

      異常事件的檢測特征

      AED 將在報(bào)警系 統(tǒng)前做出響應(yīng) DCS 報(bào)警系統(tǒng)

      報(bào)警區(qū)域

      AED 將讓操作人員有 更多時(shí)間進(jìn)行操作 操作員動作 對報(bào)警進(jìn)行響應(yīng) 采取預(yù)防措施

      非正常工況檢測區(qū)域

      過程監(jiān)控 正常操作

      過程監(jiān)控系統(tǒng)舉例

      95% 正常操作都在橢圓里 外部離群值警告將會有問 題出現(xiàn) 很容易識別有問題的變量 通過故障樹分析,通過故障樹分析,可以識 別問題起源 已驗(yàn)證此項(xiàng)技術(shù)的可靠性

      過程監(jiān)控發(fā)展的建模技術(shù)

      預(yù)期的改進(jìn)操作

      控制器逐漸把離群值拉回到邊界 控制器逐漸把離群值拉回到邊界25%的范圍內(nèi) 的范圍內(nèi)

      過程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要特征

      基于多變量控制技術(shù),基于多變量控制技術(shù),并確保控制器性能 采用基于線性規(guī)劃的多變量控制技術(shù) 有DMC控制器的所有特性 控制器的所有特性 非正常工況的檢測和處理確保多變量控制器性能 控制器會逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化 監(jiān)控系統(tǒng)確保安全性 當(dāng)過程將出現(xiàn)問題時(shí),當(dāng)過程將出現(xiàn)問題時(shí),會提醒操作人員 當(dāng)有突發(fā)的嚴(yán)重的擾動時(shí),當(dāng)有突發(fā)的嚴(yán)重的擾動時(shí),會切換到安全模式 控制器性能實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控

      自適應(yīng)先進(jìn)控制策略

      控制系統(tǒng)的重要性

      控制系統(tǒng)是裝置運(yùn)行的基礎(chǔ): 控制系統(tǒng)是裝置運(yùn)行的基礎(chǔ)

      財(cái)務(wù) 收入減少,收入減少,支出增加 質(zhì)量,產(chǎn)量,質(zhì)量,產(chǎn)量,原料 及公用工程消耗 產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率、分離效果等 設(shè)備性能變差

      裝置

      過程單元 生產(chǎn)設(shè)備

      反應(yīng)器,壓縮機(jī), 反應(yīng)器,壓縮機(jī),熱交換器等

      過程控制系統(tǒng)

      傳感器,常規(guī)控制,先進(jìn)控制,分析儀表,閥,傳感器,常規(guī)控制,先進(jìn)控制,分析儀表,軟測量

      控制器性能差

      控制器性能差

      生產(chǎn)裝置的操作性能變差 生產(chǎn)裝置的操作性能變差

      財(cái)務(wù)狀況下降

      自適應(yīng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ) - 實(shí)現(xiàn)控制器性能監(jiān)測

      控制器性能優(yōu)劣直接影響裝置生產(chǎn)操作,因此,控制器性能優(yōu)劣直接影響裝置生產(chǎn)操作,因此,開發(fā)控制器性 能監(jiān)控技術(shù)有利于: 能監(jiān)控技術(shù)有利于: 標(biāo)準(zhǔn)控制特性與裝置效益的關(guān)聯(lián); 標(biāo)準(zhǔn)控制特性與裝置效益的關(guān)聯(lián); 改進(jìn)控制器性能; 改進(jìn)控制器性能; 減少70%MPC的開發(fā)周期; 的開發(fā)周期; 減少 的開發(fā)周期 建立基于條件變化(建立基于條件變化(Condition-Based)的連續(xù)改進(jìn)模型)

      結(jié)果: 結(jié)果

      更好的控制性能使工廠可以增加 的利潤 更好的控制性能使工廠可以增加5%的利潤 ? 基于條件的控制可以減少 基于條件的控制可以減少30%的維護(hù)費(fèi)用 的維護(hù)費(fèi)用

      何為先進(jìn)控制與優(yōu)化系統(tǒng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)? 何為先進(jìn)控制與優(yōu)化系統(tǒng)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?

      在線優(yōu)化/調(diào)度 在線優(yōu)化 調(diào)度

      在線優(yōu)化/計(jì)劃的實(shí)施基礎(chǔ): 在線優(yōu)化 計(jì)劃的實(shí)施基礎(chǔ): 計(jì)劃的實(shí)施基礎(chǔ)

      先進(jìn)控制? 先進(jìn)控制 DMC 準(zhǔn)確的模型 有效調(diào)節(jié)、有效調(diào)節(jié)、控制 較寬的操作范圍 APC的實(shí)施基礎(chǔ): 的實(shí)施基礎(chǔ): 的實(shí)施基礎(chǔ)

      基礎(chǔ)控制系統(tǒng)/儀表 分析儀 基礎(chǔ)控制系統(tǒng) 儀表/分析儀 儀表

      提供可靠的關(guān)鍵儀表與分析儀器 基礎(chǔ)控制回路性能良好

      目前問題 — 如何實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制

      存在問題(存在問題(MPC):)

      模型測試與辨識成本高; 模型測試與辨識成本高; 模型辨識、預(yù)測控制技術(shù)缺乏整體性; 模型辨識、預(yù)測控制技術(shù)缺乏整體性; 控制算法適用對象面窄; 控制算法適用對象面窄; 持續(xù)投運(yùn)率低 不易維護(hù) 實(shí)施周期長成本高

      先進(jìn)控制? 先進(jìn)控制 DMC 先進(jìn)控制層 先進(jìn)控制器性能監(jiān)測 控制器模型的自動更新 約束條件的自動分析 基礎(chǔ)控制回路層

      基礎(chǔ)控制系統(tǒng)/儀表 分析儀 基礎(chǔ)控制系統(tǒng) 儀表/分析儀 儀表

      基礎(chǔ)控制回路的性能監(jiān)測 確認(rèn)問題后的工作流程

      自適應(yīng)控制的目標(biāo)

      建立、發(fā)展一套工程應(yīng)用工具與實(shí)施流程,建立、發(fā)展一套工程應(yīng)用工具與實(shí)施流程,使得在低成本條 件下實(shí)現(xiàn)/維護(hù)先進(jìn)控制系統(tǒng)運(yùn)行在峰值性能范圍中。件下實(shí)現(xiàn) 維護(hù)先進(jìn)控制系統(tǒng)運(yùn)行在峰值性能范圍中。維護(hù)先進(jìn)控制系統(tǒng)運(yùn)行在峰值性能范圍中

      實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動、實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動、自適應(yīng)維護(hù)是關(guān)鍵

      利用、發(fā)展有效工具和方法,如: DMC Solution Analysis Tool 利用、發(fā)展有效工具和方法,采用和改進(jìn)經(jīng)濟(jì)性度量標(biāo)準(zhǔn),采用和改進(jìn)經(jīng)濟(jì)性度量標(biāo)準(zhǔn),保持控制器性能

      先進(jìn)控制器性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(除投運(yùn)率外)先進(jìn)控制器性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(除投運(yùn)率外)

      關(guān)聯(lián)控制器性能評價(jià)與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系

      明確基礎(chǔ)控制回路與控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的關(guān)系

      確定機(jī)會損失

      控制器性能

      引起控制器性能衰減的因素 原 因

      基于計(jì)劃調(diào)度或RTO的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的改變 的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的改變 基于計(jì)劃調(diào)度或 操作條件或者過程變化 基礎(chǔ)控制回路與儀表出現(xiàn)問題

      影 響

      控制器將操作條件推向錯(cuò)誤的目標(biāo)值 模型失配、控制器失效 模型失配、控制器失效, 調(diào)節(jié)范圍受限 無法克服擾動并維持控制目標(biāo)

      投運(yùn)率本身也無法充分度量控制器性能和機(jī)會損失 2 3 效 益 機(jī)會損失

      良好維護(hù) 在線監(jiān)控

      維護(hù)較差 無監(jiān)控

      控制器性能改善的要求

      先進(jìn)控制器性能的改善

      適用范圍、準(zhǔn)確性等)高質(zhì)量的控制器模型(適用范圍、準(zhǔn)確性等)

      控制器模型隨過程與操作條件而變化

      基礎(chǔ)回路控制器性能改善

      更為頻繁地監(jiān)控基礎(chǔ)控制回路層的性能 及時(shí)解決基礎(chǔ)回路、及時(shí)解決基礎(chǔ)回路、儀表和分析儀器的問題

      其它有效方法-利用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要的、附加功能 其它有效方法-利用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要的、過程監(jiān)控 事件檢測與分析 事件的報(bào)告與解決方法

      先控模型的自動更新

      分為四個(gè)步驟: 分為四個(gè)步驟:

      目前現(xiàn)狀: 目前現(xiàn)狀:

      僅在出現(xiàn)問題時(shí)檢查控制器 主要采用投運(yùn)率ON / OFF作為監(jiān) 主要采用投運(yùn)率 作為監(jiān) 測手段 XOM MV metric being rolled out – no baseline 提交工程師進(jìn)行問題診斷

      目前現(xiàn)狀: 目前現(xiàn)狀:

      已經(jīng)具有多種自動測試軟件(Taiji, Smartstep)各自獨(dú)立,各自獨(dú)立,與辨識或控制過程不連接 要求專業(yè)人員使用 辨識過程沒有自動實(shí)現(xiàn),辨識過程沒有自動實(shí)現(xiàn),依靠手動專家經(jīng)驗(yàn)

      自動測試

      目標(biāo): 目標(biāo): 自動辨識

      自動測試軟件與自動辨識軟件相連 辨識結(jié)果修正、辨識結(jié)果修正、或者加強(qiáng)測試 對于非專業(yè)人員也能夠簡單操作,對于非專業(yè)人員也能夠簡單操作,仍需要過程知識

      控制器性能監(jiān)控

      目標(biāo): 目標(biāo):

      實(shí)現(xiàn)控制器性能的連續(xù)監(jiān)控 在線性能監(jiān)測指標(biāo) 實(shí)時(shí)溯源問題診斷 確認(rèn)先控系統(tǒng)調(diào)整帶來性能改進(jìn)(與模型 與模型 質(zhì)量問題相區(qū)分)質(zhì)量問題相區(qū)分)

      目前現(xiàn)狀: 目前現(xiàn)狀: 矩陣訓(xùn)練工具(病態(tài)矩陣良化)病態(tài)矩陣良化)目標(biāo): 目標(biāo):

      面向非專業(yè)人員使用- 面向非專業(yè)人員使用-但仍需要過程知識 快速、快速、有效實(shí)現(xiàn) 一旦結(jié)構(gòu)形式確認(rèn),一旦結(jié)構(gòu)形式確認(rèn),可反復(fù)用于模型更新 非常復(fù)雜的過程,非常復(fù)雜的過程,需要專業(yè)人員 計(jì)算過程耗時(shí)長 每個(gè)控制器更新過程都需要

      基礎(chǔ)控制系統(tǒng)

      對底層基礎(chǔ)控制回路的性能進(jìn)行監(jiān)測 檢測異 常信息 Detect 診斷/修復(fù) 診斷 修復(fù) Diagnose / Quantify 基礎(chǔ)控制系 統(tǒng)監(jiān)測 Base Monitoring 檢測基礎(chǔ)回路控制層問題,檢測基礎(chǔ)回路控制層問題,確認(rèn)執(zhí)行器故 障對生產(chǎn)單元性能的影響 儀表與分析儀出現(xiàn)故障 控制閥滯澀 PID回路的參數(shù)整定問題 回路的參數(shù)整定問題 計(jì)算由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障造成效益的機(jī)會損 失成本 導(dǎo)致先進(jìn)控制系統(tǒng)回路中的變量無效 限制先進(jìn)控制器操作范圍 無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化 放棄其它附加的產(chǎn)品質(zhì)量控制 為生產(chǎn)運(yùn)營商(企業(yè))為生產(chǎn)運(yùn)營商(企業(yè))處理異常信息提供 工作方案 為企業(yè)提供處理過程的優(yōu)先級信息 對上述事件的處理進(jìn)行跟蹤

      報(bào)告 Report 確定處理過程方案

      企業(yè)運(yùn)營部門

      修復(fù)

      集成的工作過程與工具

      異常信息檢測

      自動測試

      診斷/修復(fù) 診斷 修復(fù)

      基礎(chǔ)回 路控制

      報(bào)告

      控制器性 能監(jiān)測 MPC/NLC 先進(jìn)控制

      自動辨識

      形成工作流程

      矩陣訓(xùn)練工具

      企業(yè)運(yùn)營部門

      自適應(yīng)控制 – 關(guān)鍵技術(shù)與軟件

      基礎(chǔ)控制回路性能監(jiān)測 代表軟件: 代表軟件:Matrikon ProcessDoctor PID 先進(jìn)控制器性能監(jiān)測 代表軟件: 代表軟件:AspenWatch 測試/辨識 建立、強(qiáng)化模型功能)測試 辨識(建立、強(qiáng)化模型功能)代表軟件: 代表軟件:Tai-Ji ID & SmartStep & Subspace ID 增強(qiáng)模型魯棒性)矩陣條件數(shù)改進(jìn)(增強(qiáng)模型魯棒性 增強(qiáng)模型魯棒性

      代表軟件: 代表軟件: SmartAudit(AspenTech)收益分析

      提高生產(chǎn)過程的操作性能: 提高生產(chǎn)過程的操作性能:

      減少 減少30%的產(chǎn)品質(zhì)量波動 的產(chǎn)品質(zhì)量波動 ? 減少 ~10%的能耗 減少5~ 的能耗 ? 增加產(chǎn)量 ~5% 增加產(chǎn)量2~ ? 通過控制器監(jiān)控的統(tǒng)一解決方案,減少總費(fèi)用 通過控制器監(jiān)控的統(tǒng)一解決方案,節(jié)省維護(hù)費(fèi)用

      基于條件的維護(hù)策略可以節(jié)約最多 基于條件的維護(hù)策略可以節(jié)約最多30%的維護(hù)費(fèi)用 的維護(hù)費(fèi)用 ? 可以節(jié)約 可以節(jié)約70%的MPC開發(fā)和重復(fù)測試的費(fèi)用 的 開發(fā)和重復(fù)測試的費(fèi)用

      四、過程控制與優(yōu)化的案例分析

      典型案例

      1、芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化、2、PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化、加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      3、聚酯裝置反應(yīng)過程的優(yōu)化、4、乙烯裝置中裂解爐的節(jié)能控制與優(yōu)化、芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      研究對象: 研究對象: 芳烴裝置對二甲苯分餾單元兩條生產(chǎn)線: 芳烴裝置對二甲苯分餾單元兩條生產(chǎn)線: 800#(老裝置)、(老裝置)、8500#(新建裝置))、(新建裝置)

      存在問題: 存在問題:

      確保新老二甲苯 分餾裝置所處理 的C8A資源負(fù)荷 資源負(fù)荷 分配在相對優(yōu)化 的運(yùn)行狀態(tài)

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      二甲苯精餾裝置機(jī)理建模

      B1,B2分別為裝置的輸入分配比,分別為裝置的輸入分配比 DA801、DA804、DA8501分別為二甲苯的三個(gè)分離裝置、、分別為二甲苯的三個(gè)分離裝置

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      二甲苯精餾裝置機(jī)理模型的校正: 二甲苯精餾裝置機(jī)理模型的校正

      ASPEN流程模擬軟件對精餾與分離過程均采用平衡全 流程模擬軟件對精餾與分離過程均采用平衡全 混池假設(shè),混池假設(shè),計(jì)算數(shù)據(jù)與工業(yè)實(shí)際值之間必然存在一些 偏差。偏差。

      1、根據(jù)裝置的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)、各塔組分分析化驗(yàn)、根據(jù)裝置的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)及能耗數(shù)據(jù),采用數(shù)據(jù)調(diào)和技術(shù) 數(shù)據(jù)調(diào)和技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效 數(shù)據(jù)及能耗數(shù)據(jù),采用數(shù)據(jù)調(diào)和技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效 性一致性分析,供建模分析。性一致性分析,供建模分析。模型參數(shù)調(diào)試、2、選擇典型工況數(shù)據(jù),進(jìn)行模型參數(shù)調(diào)試、校正,使三、選擇典型工況數(shù)據(jù),進(jìn)行模型參數(shù)調(diào)試 校正,塔塔板溫度分布、組分大小與分配比例與實(shí)際相符。塔塔板溫度分布、組分大小與分配比例與實(shí)際相符。

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      靈敏度分析: 靈敏度分析: 1)改變輸入分配比對裝置能耗的影響)

      可以看出,隨著輸入分配比 由小增大, 可以看出,隨著輸入分配比B1,B2由小增大 三塔的 由小增大 冷負(fù)荷也隨之增大,基本呈線性。冷負(fù)荷也隨之增大,基本呈線性。

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      2)改變輸入分配比對裝置)改變輸入分配比對裝置OX產(chǎn)出的影響 產(chǎn)出的影響

      為了能保證OX盡量多產(chǎn)出的情況下,降低裝置的能耗,盡量多產(chǎn)出的情況下,降低裝置的能耗,為了能保證 盡量多產(chǎn)出的情況下 需要研究輸入分配比與裝置OX產(chǎn)出的影響。產(chǎn)出的影響。需要研究輸入分配比與裝置 產(chǎn)出的影響 OX 產(chǎn) 出 KG /HR OX 產(chǎn) 出 KG /HR 可以看出,隨著、的變化 的變化,產(chǎn)出接近二次曲線 產(chǎn)出接近二次曲線,可以看出,隨著B1、B2的變化,OX產(chǎn)出接近二次曲線,B1=0.44,B2=0.65處各有一峰值。處各有一峰值。處各有一峰值

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      3)改變回流比對塔釜OX產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響)改變回流比對塔釜 產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響

      回流比對操作工況的影響很大,塔為例,回流比對操作工況的影響很大,以DA804塔為例,改變回流 塔為例 對二甲苯裝置的塔釜OX產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響,如圖: 產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響,比,對二甲苯裝置的塔釜 產(chǎn)出與冷負(fù)荷的影響 如圖:

      冷 負(fù) 荷 M M K C A L/ H R OX 產(chǎn) 出 KG /HR 從上圖可看出,回流比增大,從上圖可看出,回流比增大,塔釜采出與冷負(fù)荷也隨之 增大,須折中考慮。增大,須折中考慮。

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      4)改變進(jìn)料塔板位置對冷負(fù)荷影響)

      可調(diào)整的進(jìn)料口位置: 可調(diào)整的進(jìn)料口位置: DA801:FC8001-25塊塔板、35塊塔板,F(xiàn)C3034-50塊塔板、60塊塔板; : 塊塔板、塊塔板 塊塔板,塊塔板、塊塔板 塊塔板; - 塊塔板 - 塊塔板 DA8501:FC7518-28塊塔板、48塊塔板,F(xiàn)C8504-96塊塔板、144塊塔板 : 塊塔板、塊塔板 塊塔板,塊塔板、塊塔板 - 塊塔板 - 塊塔板

      冷 負(fù) 荷 M M KC AL /H R 冷 負(fù) 荷 M M KC AL /H R 進(jìn)料位置改變前

      進(jìn)料位置改變后

      根據(jù)上述調(diào)整進(jìn)料塔板位置,在同樣的輸入配比和回流比下,根據(jù)上述調(diào)整進(jìn)料塔板位置,在同樣的輸入配比和回流比下,冷 負(fù)荷略有上升。負(fù)荷略有上升。

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      5)改變進(jìn)料塔板位置對OX產(chǎn)出影響)改變進(jìn)料塔板位置對 產(chǎn)出影響

      改變進(jìn)料位置對OX產(chǎn)出的影響 產(chǎn)出的影響 改變進(jìn)料位置對 O X 產(chǎn) 出 K G / H R O X 產(chǎn) 出 K G / H R 進(jìn)料位置改變前

      進(jìn)料位置改變后

      按以上調(diào)整進(jìn)料塔板位置,在同樣的輸入配比和回流比下,按以上調(diào)整進(jìn)料塔板位置,在同樣的輸入配比和回流比下,OX產(chǎn)出下降。產(chǎn)出下降。產(chǎn)出下降

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化工藝操作條件優(yōu)化: 工藝操作條件優(yōu)化:

      優(yōu)化目標(biāo):三個(gè)塔塔釜OX產(chǎn)出最大化 & 三個(gè)塔總能耗最小 優(yōu)化目標(biāo):三個(gè)塔塔釜 產(chǎn)出最大化 優(yōu)化手段:三塔回流比、優(yōu)化手段:三塔回流比、三塔的進(jìn)料流量 約束條件:主要是三塔冷、熱負(fù)荷,約束條件:主要是三塔冷、熱負(fù)荷,同時(shí)確保: 同時(shí)確保:(1)各單元操作條件滿足工藝許可的設(shè)定范圍內(nèi);)各單元操作條件滿足工藝許可的設(shè)定范圍內(nèi);(2)各單元被控參數(shù)在工藝要求變化范圍內(nèi);)各單元被控參數(shù)在工藝要求變化范圍內(nèi);

      芳烴裝置二甲苯分餾過程的優(yōu)化

      將運(yùn)用所建立的模型,將運(yùn)用所建立的模型,根據(jù)上述的數(shù)據(jù)采集與處理方 采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),法,從DCS采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),以處理后的現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為 采集現(xiàn)場數(shù)據(jù) 模型的輸入,通過先進(jìn)的優(yōu)化算法,模型的輸入,通過先進(jìn)的優(yōu)化算法,進(jìn)行操作條件優(yōu) 化的實(shí)時(shí)計(jì)算?;膶?shí)時(shí)計(jì)算。

      對不同組成的進(jìn)料進(jìn)行流向分配,對不同組成的進(jìn)料進(jìn)行流向分配,通過輸入各股進(jìn)料 組成和流量,自動計(jì)算出最優(yōu)的進(jìn)料分配比例,組成和流量,自動計(jì)算出最優(yōu)的進(jìn)料分配比例,用于 指導(dǎo)操作人員的實(shí)際操作,指導(dǎo)操作人員的實(shí)際操作,進(jìn)而在保證產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì) 量下,達(dá)到降低能耗的目的。量下,達(dá)到降低能耗的目的。PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化 PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      經(jīng)換熱網(wǎng)絡(luò)預(yù)熱至 281.5℃左右 形成 ℃左右,形成 26.5%wt左右的水溶液 左右的水溶液

      固定床式反應(yīng)器,內(nèi)含 固定床式反應(yīng)器 內(nèi)含Pd/C催 內(nèi)含 催 化劑床層,反應(yīng)溫度 反應(yīng)溫度281.5℃左 化劑床層 反應(yīng)溫度 ℃ 右,壓力 壓力7.2MPa左右 左右 壓力

      飽和蒸汽 TA進(jìn)料 TA進(jìn)料 H2 在高溫高壓下完全溶解于水,在反應(yīng)器中流過Pd/C催化劑 將CTA在高溫高壓下完全溶解于水,與H2在反應(yīng)器中流過 在高溫高壓下完全溶解于水 在反應(yīng)器中流過 催化劑 床層,進(jìn)行動態(tài)連續(xù)催化加氫還原 進(jìn)行動態(tài)連續(xù)催化加氫還原,將 還原成為易溶于水的PT酸 床層 進(jìn)行動態(tài)連續(xù)催化加氫還原 將4-CBA還原成為易溶于水的 酸, 還原成為易溶于水的 而有色雜質(zhì)也同時(shí)分解,經(jīng)過結(jié)晶過濾和干燥 得到纖維級PTA產(chǎn)品 其 經(jīng)過結(jié)晶過濾和干燥,得到纖維級 產(chǎn)品,其 而有色雜質(zhì)也同時(shí)分解 經(jīng)過結(jié)晶過濾和干燥 得到纖維級 產(chǎn)品 含量可以≤15ppmw 中4-CBA含量可以 含量可以

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之一:節(jié)能 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之一: 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之一

      主要節(jié)能對象為界外飽和蒸汽(加氫換熱網(wǎng)絡(luò)用)主要節(jié)能對象為界外飽和蒸汽(加氫換熱網(wǎng)絡(luò)用)

      PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之二:節(jié)水 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之二: 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之二

      減少溶解CTA用打漿水 用打漿水 減少溶解

      PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之三:減排 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之三: 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之三

      節(jié)約打漿水的同時(shí),節(jié)約打漿水的同時(shí),會減少污水排放

      PTA加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之四:增產(chǎn) 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之四: 加氫反應(yīng)過程優(yōu)化目標(biāo)之四

      提高反應(yīng)器產(chǎn)能

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      解決方法: 解決方法:基于機(jī)理

      節(jié) 能

      節(jié) 水

      建模的操作條件優(yōu)化

      最有效、最易可行 最有效、的手段 — 提濃 操作條件優(yōu)化: 操作條件優(yōu)化: 溫度、溫度、H2流量等 減 排 增 產(chǎn)

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      PTA加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù): 加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù): 加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù) 一 反應(yīng)過程動力學(xué)模型

      實(shí)驗(yàn)室研究并驗(yàn)證反應(yīng)動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)并得到實(shí)驗(yàn)室動力學(xué)模型: 實(shí)驗(yàn)室研究并驗(yàn)證反應(yīng)動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)并得到實(shí)驗(yàn)室動力學(xué)模型: 串級加氫主反應(yīng)和脫羰副反應(yīng)并存 CHO COOH Rh/C + CO COOH 二 反應(yīng)器模型

      根據(jù)工業(yè)反應(yīng)器特性,通過合理假設(shè)選定合適的反應(yīng)器模型: 根據(jù)工業(yè)反應(yīng)器特性,通過合理假設(shè)選定合適的反應(yīng)器模型:平推流模型 PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 PTA加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù): PTA加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù): 加氫反應(yīng)過程流程模擬的關(guān)鍵技術(shù) 三 流程模擬的建立

      利用流程模擬軟件,根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)模型和反應(yīng)器模型,利用流程模擬軟件,根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)模型和反應(yīng)器模型,選擇 合適的物性方程等,建立PTA PTA加氫反應(yīng)過程的流程模擬 合適的物性方程等,建立PTA加氫反應(yīng)過程的流程模擬 四 工業(yè)加氫反應(yīng)過程模型的校正

      根據(jù)實(shí)際工業(yè)數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)校正技術(shù),對模型進(jìn)行修正,根據(jù)實(shí)際工業(yè)數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)校正技術(shù),對模型進(jìn)行修正,主 要校正實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)動力學(xué)模型的參數(shù) PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      約束條件

      接口程序

      實(shí)際工況

      優(yōu)化算法

      粒子群優(yōu)化算法 等進(jìn)化算法

      流程模擬

      反應(yīng)機(jī)理

      優(yōu)化目標(biāo)

      優(yōu)化結(jié)果

      現(xiàn)場實(shí)施

      評 價(jià)

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      揚(yáng)子PTA裝置加氫反應(yīng)過程優(yōu)化: 裝置加氫反應(yīng)過程優(yōu)化: 揚(yáng)子 裝置加氫反應(yīng)過程優(yōu)化

      第一階段: 第一階段: 配料濃度穩(wěn)定在27%wt左右,生產(chǎn)控制上以在線濃度顯示 左右,配料濃度穩(wěn)定在 左右 值為主,調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在 左右(在線儀和 值為主 調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在24.3%左右 在線儀和 調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在 左右 人工分析值之間有2.7的偏差。人工分析值之間有 的偏差)。的偏差 第二階段: 第二階段: 配料濃度穩(wěn)定在27.5%wt左右,生產(chǎn)控制上以在線濃度顯 左右,配料濃度穩(wěn)定在 左右 示值為主調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在24.8%左右。左右。示值為主調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在 左右 第三階段: 第三階段: 配料濃度穩(wěn)定在28%wt左右,生產(chǎn)控制上以在線濃度顯示 左右,配料濃度穩(wěn)定在 左右 值為主調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在25.3%左右。左右。值為主調(diào)整下料轉(zhuǎn)速使顯示值控制在 左右

      PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      在線濃度分析 儀顯示值

      一階段

      14 12 10 8 6 4 2 0 1 3 4-CBA含 ppmw 量 PTA中4-CBA含量 4-CBA人工分 人工分

      三階段

      二階段

      析值≤14ppmw 析值

      系列1 5 7 天 9 11 13 PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      實(shí)施效果: 實(shí)施效果:

      一、節(jié)水 在調(diào)優(yōu)第一階段,打漿水平均為 在調(diào)優(yōu)第一階段,打漿水平均為118.05t/h,調(diào)優(yōu)第二階段,打漿,調(diào)優(yōu)第二階段,水平均為117.19t/h,調(diào)優(yōu)第三階段,打漿水平均為 水平均為,調(diào)優(yōu)第三階段,打漿水平均為116.05t/h。進(jìn)。料濃度從27%提高到 提高到28%時(shí),單線每小時(shí)平均可以節(jié)約打漿水 節(jié)約打漿水2 料濃度從 提高到 時(shí) 單線每小時(shí)平均可以節(jié)約打漿水 噸左右。噸左右。每噸打漿水價(jià)格為6元 則節(jié)水經(jīng)濟(jì)效益為: 萬元 每噸打漿水價(jià)格為 元,則節(jié)水經(jīng)濟(jì)效益為:9.6萬元

      二、減排

      節(jié)約打漿水的同時(shí),就會減少污水的排放。根據(jù)物料衡算,節(jié)約打漿水的同時(shí),就會減少污水的排放。根據(jù)物料衡算,每節(jié) 噸打漿水,噸污水的排放。約1噸打漿水,大約可以減少 噸打漿水 大約可以減少0.73噸污水的排放。進(jìn)料濃度從 噸污水的排放 進(jìn)料濃度從27% 提高到28%時(shí),單線每小時(shí)可以減少污水排放 減少污水排放1.46噸左右。噸左右。提高到 時(shí) 單線每小時(shí)可以減少污水排放 噸左右 每噸污水處理費(fèi)用為22.5元,則減排經(jīng)濟(jì)效益為 26.28萬元 元 每噸污水處理費(fèi)用為 萬元 PTA加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化 加氫反應(yīng)過程的優(yōu)化

      實(shí)施效果: 實(shí)施效果:

      三、節(jié)能

      PTA精制單元的節(jié)能,主要針對供給換熱網(wǎng)絡(luò)的9.0MPa蒸汽。由 精制單元的節(jié)能,主要針對供給換熱網(wǎng)絡(luò)的 蒸汽。精制單元的節(jié)能 蒸汽 于在調(diào)優(yōu)過程中,進(jìn)料負(fù)荷基本維持不變,因此9.0MPa蒸汽日均 于在調(diào)優(yōu)過程中,進(jìn)料負(fù)荷基本維持不變,因此 蒸汽日均 消耗維持。當(dāng)進(jìn)料濃度從27%提高到 提高到28%時(shí),每噸 消耗維持。當(dāng)進(jìn)料濃度從 提高到 時(shí) 每噸PTA可節(jié)約 可節(jié)約 0.023噸左右的 噸左右的9.0MPa蒸汽。蒸汽。噸左右的 蒸汽 每噸9.0MPa蒸汽折合成 每噸 蒸汽折合成92kg標(biāo)油,每kg標(biāo)油為 元,則節(jié)能經(jīng)濟(jì)效 標(biāo)油,標(biāo)油為3元 蒸汽折合成 標(biāo)油 標(biāo)油為 益為:235.2 萬元 益為:

      四、增產(chǎn)

      PTA精制單元提濃最大的益處就是增產(chǎn)。當(dāng)進(jìn)料濃度從27%提高 精制單元提濃最大的益處就是增產(chǎn)。當(dāng)進(jìn)料濃度從 精制單元提濃最大的益處就是增產(chǎn) 提高 萬噸。到28%時(shí),可以增產(chǎn)大約 時(shí) 可以增產(chǎn)大約3.7%的PTA,增產(chǎn) 的,增產(chǎn)1.332萬噸。萬噸 每噸PTA純利潤為 元,則增產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為 1198.8 萬元 純利潤為900元 每噸 純利潤為

      聚酯裝置反應(yīng)過程優(yōu)化

      聚酯過程生產(chǎn)工藝

      聚酯過程生產(chǎn)工藝主要分為三個(gè)階段進(jìn)行: 聚酯過程生產(chǎn)工藝主要分為三個(gè)階段進(jìn)行:

      酯化:原料 按一定的摩爾配比加入打漿罐,酯化:原料PTA與EG按一定的摩爾配比加入打漿罐,在攪 與 按一定的摩爾配比加入打漿罐 拌下進(jìn)行打漿均勻混合。拌下進(jìn)行打漿均勻混合。漿料以齒輪泵定量連續(xù)送入酯化 釜,進(jìn)行酯化反應(yīng)。酯化過程生成的水隨EG蒸出。蒸出。進(jìn)行酯化反應(yīng)。酯化過程生成的水隨 蒸出 預(yù)縮聚:酯化產(chǎn)物用泵經(jīng)過濾器送至預(yù)縮聚釜進(jìn)行縮聚。預(yù)縮聚:酯化產(chǎn)物用泵經(jīng)過濾器送至預(yù)縮聚釜進(jìn)行縮聚。終縮聚:預(yù)縮聚產(chǎn)物以齒輪泵送至縮聚釜,在高溫、終縮聚:預(yù)縮聚產(chǎn)物以齒輪泵送至縮聚釜,在高溫、高真 空和攪拌下進(jìn)行終縮聚,以達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)??蘸蛿嚢柘逻M(jìn)行終縮聚,以達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)。

      聚酯新老裝置能耗對比

      新老裝置能耗對比 140 135 能耗,kg 標(biāo)油 / T 聚酯 能耗,kg標(biāo)油 標(biāo)油/ 120 100 80 60 40 20 0 老聚酯 新裝置 89.48 引進(jìn)的聚酯生產(chǎn)老裝置能耗是國產(chǎn)新裝置的 1.5倍 原有裝置存在較大節(jié)能空間。1.5倍,原有裝置存在較大節(jié)能空間。1

      第二篇:最新最準(zhǔn)石油化工過程安全控制未來發(fā)展趨勢

      石油化工過程安全控制未來發(fā)展趨勢

      3月22日,亞洲最大的石油展——第十屆中國國際石油石化技術(shù)裝備展覽會在中國國際展覽中心(新館)開幕,同期由《電氣時(shí)代》雜志社主辦,而由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會、中國石油化工自動化應(yīng)用協(xié)會、中國儀器儀表學(xué)會擔(dān)任指導(dǎo)的《石油化工領(lǐng)域過程安全控制論壇》也在中國國際展覽中心

      本次論壇在經(jīng)過整整一天的精彩、熱烈。論壇上共有8個(gè)大會發(fā)言,來自國內(nèi)外的幾位專家就“石油化工領(lǐng)域過程安全控制”的問題發(fā)表了自己的看法,并介紹了體現(xiàn)各自過程安全控制技術(shù)發(fā)展的新思維、新趨勢!

      電氣時(shí)代雜志社副社長陳大立先生,在嘉賓致辭中,對于本次論壇的主題、內(nèi)容、與目的進(jìn)行了介紹。使與會人員對本次論壇有了全面的了解。中國石油和化工自動化應(yīng)用協(xié)會秘書長陳明海先生也講了話,他特別強(qiáng)調(diào)了企業(yè)安全的問題,希望自動化、儀器儀表行業(yè),應(yīng)當(dāng)具有更高層次的安全理念,最后他還表示了對于論壇的祝賀。

      北京化工大學(xué)博導(dǎo),中國石油化工股份有限公司(青島)安全工程研究所化學(xué)品安全控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席專家吳重光教授則以“石油化工系統(tǒng)安全控制進(jìn)展”為題圖文并茂地向大家介紹了石油化工系統(tǒng)安全控制系統(tǒng)與技術(shù)的新進(jìn)展與系統(tǒng)安全管理的新概念。并進(jìn)一步介紹了HAZOP國際標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用、采用TRIZ理論的應(yīng)用等內(nèi)容。使大家對于石油化工系統(tǒng)安全控制領(lǐng)域的發(fā)展有了一個(gè)比較全面的了解。

      ABB(中國)有限公司客戶事業(yè)部副總裁的陳夕先生,就“石油化工電氣自動化系統(tǒng)集成”問題介紹了ABB公司的節(jié)能增效的先進(jìn)理念與成功案例(如、;系統(tǒng)集成驅(qū)動力-隱性技術(shù)等)。還介紹了ABB在中國可持續(xù)發(fā)展的歷程。ABB公司是獲得了TUV認(rèn)證的企業(yè)。足以證明ABB功能安全管理系統(tǒng)符合國際標(biāo)準(zhǔn),其產(chǎn)品、工程、項(xiàng)目組及安裝皆采用最佳實(shí)踐方法。

      羅克韋爾自動化ICS Triplex中國區(qū)銷售經(jīng)理劉軍先生,就“從安全控制到關(guān)鍵控制”問題報(bào)告了企業(yè)的理念與工作(如:北海石油項(xiàng)目應(yīng)用的Trusted系統(tǒng))。就過程安全與機(jī)器安全的問題介紹了對于“安全可靠性”的理解-對于過程控制如何提高其安全水平。介紹了“關(guān)鍵控制”的要點(diǎn),強(qiáng)調(diào)“關(guān)鍵控制系統(tǒng)”是擴(kuò)大了的“安全控制”,其涵蓋了“過程安全”與“基礎(chǔ)安全”。

      中國石化工程建設(shè)公司副總工程師黃步余則就“過程安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的問題介紹了石化工程建設(shè)中的過程安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題。特別介紹了石油化工企業(yè)的生命周期(IEC61508/IEC61511)問題,強(qiáng)調(diào)應(yīng)用生命周期的觀念來設(shè)計(jì)石油化工系統(tǒng)。貫穿于安全

      儀器儀表和控制系統(tǒng)的全過程?!敖】?、安全、環(huán)?!笔俏覀儚氖掳踩ぷ鞯睦砟睿耙紤]可靠性、可用性、可維護(hù)性”,不僅僅是儀器儀表,還有網(wǎng)絡(luò)安全的問題。要“以人為本”,人是第一位的!同時(shí),安全問題還要強(qiáng)調(diào)“團(tuán)隊(duì)精神”!

      霍尼韋爾過程控制部經(jīng)理李宇霖先生介紹了“過程安全控制”的問題。提出應(yīng)當(dāng)注意“過程安全控制”有一個(gè)成本問題。霍尼韋爾給用戶提供了一個(gè)廣泛的安全系統(tǒng)。安全保護(hù)的層次、火氣安全系統(tǒng)的應(yīng)用等。中國的石油化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)把火氣安全系統(tǒng)納入安全系統(tǒng)的范疇。

      西門子過程自動化控制部經(jīng)理姜榮懷先生,則就“過程自動化中的安全集成”的問題進(jìn)行了介紹,其中,特別就西門子過程自動化控制部專家關(guān)于“安全集成”的理念與“安全集成”的產(chǎn)品的特點(diǎn),談到過程自動化中的安全集成問題。從工藝出發(fā),采用安全儀表系統(tǒng),按照嚴(yán)格的等級區(qū)分。

      通過上述演講嘉賓的介紹,中國自動化學(xué)會專家咨詢工作委員會主任委員孫柏林在總結(jié)時(shí)表示,未來,石油化工過程安全控制的發(fā)展趨勢是:

      一是以保障安全為目的,在石油化工生產(chǎn)過程自動化控制方面加入和強(qiáng)化安全方面的模塊,對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù),進(jìn)行實(shí)時(shí)的安全監(jiān)控、預(yù)警和分析,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題。即在現(xiàn)有的DCS上做二次開發(fā),使標(biāo)準(zhǔn)化的DCS更加符合目前的生產(chǎn)實(shí)際。

      二是信息管理方面,強(qiáng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分類采集,把生產(chǎn)控制信息與管理信息進(jìn)行有效的整合,建立信息化一體架構(gòu),解決企業(yè)的“信息化孤島”問題。其中包括包括ERP、MES、OA、硬件、網(wǎng)絡(luò)、安全等等。還應(yīng)該建立安全專項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫,利用網(wǎng)絡(luò)平臺把監(jiān)控?cái)z像頭安裝到需要監(jiān)控的各個(gè)地方,對攝像畫面進(jìn)行智能化圖像處理,發(fā)現(xiàn)不安全的跡象及時(shí)報(bào)警和處理。并在此基礎(chǔ)上建立石化企業(yè)集中的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)SCADA。

      三是完善石油化工企業(yè)安全管理。如果放松安全管理,導(dǎo)致事故發(fā)生,往往會造成人員的重大傷亡或環(huán)境的嚴(yán)重污染。完善石油化工企業(yè)安全管理對于企業(yè)具有十分重要的意義。上述專家學(xué)者們的發(fā)言,“各具特色,精彩紛呈”!已達(dá)到了設(shè)立本次論壇的目的。論壇上專家的報(bào)告圍繞著“石油化工領(lǐng)域過程安全控制”的主題,提出一些新概念、新思想,第十屆中國國際石油石化技術(shù)裝備展覽會與論壇同期舉行。展覽品則呈現(xiàn)出一些新特點(diǎn)、新功能,通過本屆主辦單位舉辦的豐富多彩的各種活動,大家老朋友之間增進(jìn)了新友誼、并又結(jié)識了許多新朋友、學(xué)習(xí)到許多新的知識。

      作為企業(yè),為了使以人為本的構(gòu)建和構(gòu)建和諧社會的目標(biāo)落到實(shí)處,應(yīng)該自覺遵守國家相關(guān)法律和規(guī)定,承擔(dān)起保護(hù)職工安全的責(zé)任,實(shí)踐證明,企業(yè)履行社會責(zé)任不是負(fù)擔(dān),而

      是為發(fā)展增添生產(chǎn)力,對外樹立企業(yè)良好品牌形象,提升軟競爭力,對內(nèi)可以營造積極健康的企業(yè)文化,職工們愛廠如家,增強(qiáng)了企業(yè)的凝聚力,安全生產(chǎn)是企業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)組成部分,是企業(yè)承擔(dān)社會責(zé)任的核心部分,一個(gè)切實(shí)履行安全生產(chǎn)方面的社會責(zé)任的企業(yè),同時(shí)對自己持續(xù)健康發(fā)展負(fù)責(zé)任的企業(yè)。

      總而言之,從“石油化工領(lǐng)域過程安全控制”的視角來看,潛在需求較多,面臨的機(jī)遇多!如何圍繞“低碳、綠色、節(jié)能、降耗、環(huán)保、安全”,緊緊結(jié)合行業(yè)或用戶的需求來開發(fā)新觀點(diǎn)、采用新技術(shù)、拓展新領(lǐng)域、占領(lǐng)高端市場!為我國石油化工過程生產(chǎn)的安全可靠貢獻(xiàn)力量!

      第三篇:目標(biāo)管理與過程控制

      目標(biāo)管理與過程控制

      錢皮曾經(jīng)說過,管理學(xué)早已經(jīng)走入末路,沒有什么創(chuàng)新的了。萬變不離其宗,古老的管理學(xué)思想一直都在發(fā)揮著重要的作用。大企業(yè)家和職業(yè)經(jīng)理人的案頭或書架上總是少不了《易經(jīng)》、《孫子兵法》、《三國演義》等這些古籍,常讀常新。常讀的沒有變化,常新的只是皮毛。

      近期,一些管理學(xué)界的人士又開始向企業(yè)界推介他們的“最新”管理思想,那就是所謂的“強(qiáng)調(diào)結(jié)果”。最近在書店里看到幾本關(guān)于管理的書,如《請給我結(jié)果》、《不要任何借口》等等。粗粗翻看一下,都是強(qiáng)調(diào)結(jié)果的重要性的,但又不是目標(biāo)管理的套路,實(shí)際上可以說是沒有“路數(shù)”,因?yàn)樗灰Y(jié)果,不管過程(而過程中存在的影響達(dá)成結(jié)果的問題往往被視為“借口”)。從中也可以再次看出管理學(xué)似已真的到了江郎才盡的地步,再也變不出什么新的名堂了??醋髡哳^銜和業(yè)績介紹來頭不小,銷售員說書賣得不錯(cuò)。書中表達(dá)的管理思想和要傳達(dá)的理念來看,不僅偏離了管理學(xué)的一些基本共識,還擾亂混淆了許多基本概念。

      “目標(biāo)管理”并不是一種新的東西。按照一種定義,“目標(biāo)管理”是指企業(yè)針對目標(biāo)展開的一系列管理行為。它強(qiáng)調(diào)目標(biāo)的重要性,提醒管理人員不要把過程和結(jié)果分離。

      類似的管理思想還有價(jià)值工程(VE),也是為了提醒設(shè)計(jì)人員不要偏離了目標(biāo),不要為技術(shù)而改進(jìn)技術(shù),不要搞過剩質(zhì)量。

      一個(gè)正常的人,又稱為“理性人”,之所以謂之理性,就是在其行為與動機(jī)之間具有邏輯一致性,也就是說,理性人所有的行為都是有目標(biāo)動機(jī)的,也就是說其行為都是沖著目標(biāo)而去的。

      管理,是一種理性人的行為,即有目標(biāo)動機(jī)的行為,換句話說,原本所有的管理行為都可以冠之以“目標(biāo)管理”,即理性人的行為屬于“結(jié)果(目標(biāo))導(dǎo)向”的。

      但是,因?yàn)橛行┤隋e(cuò)誤地將過程與結(jié)果相分離,變成了為管理而管理,所以才會有“目標(biāo)管理”這種看起來很多余很滑稽的“管理思想”應(yīng)運(yùn)而生。

      然而,矯枉過正,有人將目標(biāo)管理、VE這些管理思路錯(cuò)誤地解讀成為只要求結(jié)果,不必拘泥于手段和過程。這樣一來,只強(qiáng)調(diào)結(jié)果,就變成了聽天由命坐視結(jié)果的發(fā)生,放棄了對形成目標(biāo)結(jié)果的過程的控制與操作,是一種不作為的、非理性的表現(xiàn)。

      實(shí)際上,片面地強(qiáng)調(diào)結(jié)果,往往強(qiáng)調(diào)的是一個(gè)不完整的結(jié)果。例如,“成者為王敗者為寇”只強(qiáng)調(diào)成功的結(jié)果,而完全無視尸橫遍野的絕大戰(zhàn)爭成本。例如,質(zhì)管人員可能會只顧產(chǎn)品質(zhì)量,而忽略了產(chǎn)品質(zhì)量所服務(wù)的目標(biāo)——利潤。例如,經(jīng)營者只注意眼前的利潤,可能放棄企業(yè)的長遠(yuǎn)目標(biāo)。

      管理本就是一個(gè)過程,是通過過程的積累達(dá)到目標(biāo)的,如果目標(biāo)龐大,就不是一個(gè)人在短時(shí)間內(nèi)所能完成的,這就需要對目標(biāo)進(jìn)行分解,分到不同的時(shí)段或分配給不同的人去完成。因此,目標(biāo)管理的基礎(chǔ)是細(xì)致有效的目標(biāo)分解。如果分解得不恰當(dāng)不完善,承擔(dān)子目標(biāo)的人出于自身利益的考慮就很有可能會做出背離管理者原來所設(shè)想的總目標(biāo)的事情來。

      例如,為了完成一個(gè)目標(biāo),首先要求有人來做事,要有人出勤,連人都沒有一個(gè)當(dāng)然工作無法開展了。但出勤并不是完整的目標(biāo),偏偏就有人將這個(gè)子目標(biāo)變成了“出勤不出力”,當(dāng)一天和尚撞一天鐘。

      例如,城市里人口密集需要一個(gè)良好的公共環(huán)境,因此設(shè)立了清潔工,專門掃馬路。但是,把馬路掃干凈并不是原本的完整目標(biāo)。偏偏有些清潔工就只管掃馬路,把塵土掃得漫天飛揚(yáng),全然不顧路上路邊的行人和臨街飯館的食客,把清潔工作變成了另一種污染,還有些清潔工干脆把飛揚(yáng)不起來的垃圾直接掃進(jìn)路邊的窨井里,還有把掃到的樹葉等可燃物在路邊直接焚燒了事。

      這種事情同樣發(fā)生在企業(yè)里。清理清掃本來是為了獲得一個(gè)良好的工作環(huán)境,但是很多

      目標(biāo)管理與過程控制

      時(shí)候這個(gè)目標(biāo)被異化了,變成了應(yīng)付檢查的行為,檢查過后一切照舊。

      例如,公交車的原本目標(biāo)是將旅客安全運(yùn)送到目的地。但是,經(jīng)常有公交車“甩客”的現(xiàn)象,因?yàn)楣还究己怂緳C(jī)的準(zhǔn)點(diǎn)和耗油量,而載不載客難以考核,所以,一些缺乏職業(yè)道德的司機(jī)就只管開車不管載客了。

      例如“濫竽充數(shù)”,由于聽者把吹者有沒有鼓腮搖頭等當(dāng)做判定是否好樂師的標(biāo)準(zhǔn),才給濫竽充數(shù)者留下了充數(shù)的可乘之機(jī)。

      例如,求量不求質(zhì)。生產(chǎn)者只管數(shù)量,不管質(zhì)量。植樹節(jié)原本是為了推動綠化活動而設(shè)立的,但不少地方植樹節(jié)年年搞,只管每年種下了幾棵樹,卻不管成活率高低。

      例如,環(huán)保設(shè)施是為了保護(hù)環(huán)境治理污染而設(shè)立的,但一些企業(yè)的環(huán)保設(shè)施形同虛設(shè),是設(shè)給上級看的,有檢查的時(shí)候就開動起來,檢查人員走了就關(guān)掉。有些管理部門也只抓“同時(shí)設(shè)計(jì)同時(shí)上馬”,卻對“同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)”網(wǎng)開一面。

      例如我之前帖子講到的那個(gè)庸醫(yī)治駝背的故事。駝背者的家屬將目標(biāo)簡單化為“只要把駝背弄直就行”,庸醫(yī)就不顧死活地弄出個(gè)直挺挺的尸體來。

      ……

      因?yàn)橛腥绱诉@般種種的“走過場”行為,“目標(biāo)管理”就“被推出”了,目標(biāo)管理概念的提出其實(shí)也可以看做是管理學(xué)界用近乎多余的手段來對付“走過場”現(xiàn)象的無奈之舉。

      管理本身就是一個(gè)過程,一個(gè)路徑,管理工作的對象,尤其是對于生產(chǎn)性企業(yè)而言,都是針對過程進(jìn)行管理。當(dāng)然,毫無疑問,這個(gè)過程和路徑是針對目標(biāo)的,不存在手段和結(jié)果的背離。手段一定是為目標(biāo)服務(wù)的,因此,不需要撇開過程控制而片面強(qiáng)調(diào)結(jié)果。以往有這種偏差,即把手段和過程當(dāng)作目標(biāo),為管理而管理,為改革而改革,這是需要糾正的,但不能矯枉過正,轉(zhuǎn)而忽略過程。

      如果大家還承認(rèn)管理者面對的是趨利避害的理性人的話,那么我們就應(yīng)該知道,理性的廠商其實(shí)從來都沒有偏離過自己的目標(biāo),那就是利潤最大化。因此,管理學(xué)家在廠商面前談?wù)撃繕?biāo)管理,其實(shí)是多此一舉,實(shí)屬班門弄斧,關(guān)公面前耍大刀之舉。

      過程與結(jié)果,這對基本哲學(xué)范疇的關(guān)系本來是十分清楚的。就人的行為來說(管理、生產(chǎn)),過程就是行為,是手段;而目標(biāo)就是結(jié)果,是動機(jī)所在,因此,過程與結(jié)果之于人的行為來說就是手段與目的的關(guān)系問題,是動機(jī)與行為的關(guān)系問題。

      管理,本身是一種人的行為,而且是理性人的操作行為,即有目的的主動行為。理性人之所以謂之理性,就是因?yàn)槠湫袨榈哪康男?,是行為與動機(jī)之間具有邏輯一致性,即過程與結(jié)果的統(tǒng)一。

      如果現(xiàn)實(shí)當(dāng)中出現(xiàn)了過程與目標(biāo)背離的現(xiàn)象,一定是目標(biāo)不明確或表達(dá)不完整。有時(shí),來自上級的目標(biāo)要求由于表達(dá)不清而導(dǎo)致對下級執(zhí)行行為產(chǎn)生錯(cuò)誤的指引。有時(shí)上級將一個(gè)目標(biāo)默認(rèn)為“眾所周知”“理所當(dāng)然”,但下級很可能并不“周知”,或者下級所默認(rèn)的理解實(shí)際與上級心目中的要求并不一樣。

      “結(jié)果”,這是“過程”的終點(diǎn)所站立的那個(gè)檢驗(yàn)員所要的東西,是最高管理者所要的東西,是客戶寫在采購合同條款里的內(nèi)容。而最高管理者之下的管理人是處在“過程”之中,而不是集聚在“過程”的終點(diǎn)上,他們所面對的是過程而不是最終的結(jié)果,他們的職責(zé)恰恰就是過程控制,而非結(jié)果訴求。

      如果把“結(jié)果”分解到“過程”中的各個(gè)環(huán)節(jié)之上,那就是目標(biāo)管理當(dāng)中所說的目標(biāo)的“分解”了。而片面地強(qiáng)調(diào)結(jié)果的做法,早已經(jīng)是過時(shí)的、初期的管理思路了。而如今,質(zhì)量管理體系的思想已經(jīng)是“一切以預(yù)防為主”、“質(zhì)量是制造出來的不是檢查出來的”、“工作質(zhì)量決定了產(chǎn)品質(zhì)量“等等,因此,質(zhì)量管理工作早已經(jīng)從過去的結(jié)果控制變成了過程控制,而

      目標(biāo)管理與過程控制

      且質(zhì)量管理體系已經(jīng)演化成為一個(gè)非常成熟完善的針對全程控制的體系,即大家所熟知的ISO質(zhì)量管理體系。

      ISO質(zhì)量管理體系認(rèn)證,不是到企業(yè)里去抽樣檢測產(chǎn)品的質(zhì)量,而是對從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)到銷售及售后服務(wù)全過程進(jìn)行考察,評估這個(gè)過程的程序是否可以保證達(dá)到所設(shè)計(jì)的質(zhì)量目標(biāo)。影響產(chǎn)品質(zhì)量的五大因素(人、機(jī)、料、法、環(huán)),無一不是過程當(dāng)中的問題。

      現(xiàn)在的采購經(jīng)理,也早已不是坐在家中寫采購計(jì)劃給供應(yīng)商下采購單這么簡單了,而是要派采購員或者親自出馬到供應(yīng)商的生產(chǎn)現(xiàn)場去,去落實(shí)供應(yīng)商的質(zhì)保體系是否可靠,去干預(yù)供應(yīng)商的制造過程,甚至要求生產(chǎn)者提供生產(chǎn)過程中的工藝文件、檢測方法標(biāo)準(zhǔn)等等。即便是能有效控制市場的大型廠商的采購都已經(jīng)是這種模式了。對于過程當(dāng)中有明顯問題的供應(yīng)商,要么按照要求進(jìn)行整改,要么另尋供應(yīng)商。而作為供應(yīng)商的廠商,也逐步適應(yīng)了這種市場形勢,并將這種狀態(tài)總結(jié)成為一個(gè)信條,叫做“隨客戶一起成長”?!拔抑灰磿r(shí)交貨就行了”這種回答已經(jīng)無法應(yīng)對采購經(jīng)理們看似過分的要求了。

      “世界上怕就怕認(rèn)真二字”,“成敗在于細(xì)節(jié)”,“凡是預(yù)則立不預(yù)則廢”,這里的“認(rèn)真”、“細(xì)節(jié)”、“預(yù)”,這都是針對過程而言的。如果企業(yè)管理者對這些名言古訓(xùn)還有所認(rèn)同,就不要再對被管理者喊叫“給我一個(gè)結(jié)果”了——被管理者需要的是明確的管理指令。

      第四篇:面向節(jié)能減排的典型冶金過程先進(jìn)控制與優(yōu)化-東南大學(xué)

      項(xiàng)目名稱:面向節(jié)能減排的典型冶金過程先進(jìn)控制與優(yōu)化

      完 成 人:李奇,李世華,楊念亮,錢王平,王志生,陳夕松,薛來文,方仕雄, 楊俊,倪健,馬翼

      完成單位:東南大學(xué),南京梅山礦業(yè)有限公司,江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司

      成果簡介:冶金、石化、電力等行業(yè)耗能占我國規(guī)模以上工業(yè)能耗的80%以上,這其中,大型工業(yè)裝置能耗占絕大部分,以冶金磨礦分級過程為例,其能耗占整個(gè)選礦能耗近60%。大型工業(yè)裝置廣泛存在控制參數(shù)多、擾動強(qiáng)、非線性等問題,是當(dāng)今過程控制及優(yōu)化中最復(fù)雜、最前沿和最具挑戰(zhàn)性的難題之一。隨著流程工業(yè)中生產(chǎn)裝置向大型化、復(fù)雜化方向發(fā)展,以及國內(nèi)外對節(jié)能環(huán)保要求越來越高,急需研發(fā)關(guān)鍵生產(chǎn)過程的新的先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù),以實(shí)施節(jié)能減排技術(shù)的提升和創(chuàng)新。

      本項(xiàng)目在多項(xiàng)國家“863”、省科技支撐和自然科學(xué)基金及企業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目的支持下,研發(fā)出以磨礦分級過程、鋼鐵熱軋生產(chǎn)流程為代表的典型冶金過程節(jié)能減排先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù),已成功應(yīng)用于大型化磨礦分級過程、鋼鐵熱軋生產(chǎn)流程等大型工業(yè)裝置的先進(jìn)控制和過程優(yōu)化,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)保效益。整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。其先進(jìn)性在于:

      (1)針對高能耗、高污染大型工業(yè)裝置控制中,廣泛存在的強(qiáng)擾動且難以測量的實(shí)際困難,首次提出了一套基于模型和數(shù)據(jù)混合的擾動軟測量理論和技術(shù)體系,并成功應(yīng)用于冶金磨礦分級過程,解決了工業(yè)過程的擾動實(shí)時(shí)估計(jì)問題,大幅降低擾動測量成本,申請國家發(fā)明專利3項(xiàng),發(fā)表SCI論文6篇。(2)首次提出了一套基于擾動軟測量的多變量解耦控制體系及相關(guān)應(yīng)用技術(shù),解決了一類多變量、多約束條件下的復(fù)雜擾動工業(yè)過程的先進(jìn)抗干擾控制問題,出版專著(英文)1部,申請發(fā)明專利3項(xiàng),授權(quán)2項(xiàng),發(fā)表SCI論文10篇。(3)提出了基于偽譜分析的快速實(shí)時(shí)優(yōu)化方法,以及基于專家智能的排產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化方法,解決了大規(guī)模、非線性過程優(yōu)化的實(shí)時(shí)性問題,實(shí)現(xiàn)上下游工序的緊密協(xié)同,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗目標(biāo),發(fā)表SCI論文7篇。(4)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)攻克生產(chǎn)裝備和生產(chǎn)流程中很多參數(shù)、狀態(tài)無法感知的諸多難題,構(gòu)建了一種冶金生產(chǎn)過程信息采集、傳輸與集成的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺,申請發(fā)明專利2項(xiàng),授權(quán)1項(xiàng),獲授權(quán)實(shí)用新型專利1項(xiàng)。

      該項(xiàng)目技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán),已獲授權(quán)專利4項(xiàng)(其中發(fā)明專利3項(xiàng));在國內(nèi)外刊物發(fā)表學(xué)術(shù)論文35篇,SCI收錄23篇,EI收錄35篇次;軟件著作權(quán)9項(xiàng);出版專著1部。

      該項(xiàng)技術(shù)已產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益2.1億元。已應(yīng)用于南京梅山礦業(yè)有限公司、江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司、武鋼程潮選礦、武鋼金山店選礦、南鋼草樓選礦等企業(yè)的大功率磨礦分級過程、破碎生產(chǎn)過程、熱軋生產(chǎn)流程等大型工業(yè)裝置的先進(jìn)控制和優(yōu)化。磨礦分級方面,通過控制溢流粒度(精度優(yōu)于±1.5%)使噸礦耗電量降低5%以上,并利于脫硫降磷,拋尾量降低4%以上。鋼鐵熱軋生產(chǎn)方面,通過優(yōu)化控制使產(chǎn)能平均提高1.05%;300度以上板坯熱裝比平均提高13.6%。在產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),產(chǎn)生了顯著的社會效益和環(huán)保效益。

      第五篇:先進(jìn)控制技術(shù)在石油化工工業(yè)中的應(yīng)用

      先進(jìn)控制技術(shù)在石油化工工業(yè)中的應(yīng)用

      石油化工是個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),又是資金密集,能源密集和技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè),它伴隨著共和國的誕生而成長。但是,與國際先進(jìn)石油化工企業(yè)比較還是有很大的差距,總體技術(shù)水品較低,能耗物耗高。要改變這種局面,根本的出路就是走科技進(jìn)步的道路,采用先進(jìn)控制技術(shù)改造傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)就是一種手段。

      高級多變量魯棒預(yù)測控制軟件APC-Adcon是浙江中控軟件技術(shù)有限公司開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的基于預(yù)測控制原理的一種多變量模型預(yù)測控制工程化軟件。

      其原理是預(yù)測控制。預(yù)測控制是一種基于預(yù)測過程模型的控制算法,根據(jù)過程的歷史信息判斷將來的輸入和輸出。它強(qiáng)調(diào)模型的函數(shù)而非模型的結(jié)構(gòu),因此,狀態(tài)方程、傳遞函數(shù)甚至階躍響應(yīng)或脈沖響應(yīng)都可作為預(yù)測模型。預(yù)測模型能體現(xiàn)系統(tǒng)將來的行為,因此,設(shè)計(jì)者可以實(shí)驗(yàn)不同的控制律用計(jì)算機(jī)仿真觀察系統(tǒng)輸出結(jié)果。預(yù)測控制是一種最優(yōu)控制的算法,根據(jù)補(bǔ)償函數(shù)或性能函數(shù)計(jì)算出將來的控制動作。預(yù)測控制的優(yōu)化過程不是一次離線完成的,是在有限的移動時(shí)間間隔內(nèi)反復(fù)在線進(jìn)行的。移動的時(shí)間間隔稱為有限時(shí)域,這是與傳統(tǒng)的最優(yōu)控制最大的區(qū)別,傳統(tǒng)的最優(yōu)控制是用一個(gè)性能函數(shù)來判斷全局最優(yōu)化。對于動態(tài)特性變化和存在不確定因素的復(fù)雜系統(tǒng)無需在全局范圍內(nèi)判斷最優(yōu)化性能,因此這種滾動優(yōu)化方法很適用于這樣的復(fù)雜系統(tǒng)。預(yù)測控制也是一種反饋控制的算法。如果模型和過程匹配錯(cuò)誤,或者是由于系統(tǒng)的不確定因素引起的控制性能問題,預(yù)測控制可以補(bǔ)償誤差或根據(jù)在線辨識校正模型參數(shù)。

      APC-Adcon軟件應(yīng)用范圍廣,控制結(jié)構(gòu)靈活,功能強(qiáng)大,技術(shù)成熟。多應(yīng)用于煉油石化等大型工業(yè)過程控制,特別適合于需要采用多種控制策略和控制結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變量過程。通過使用APC-Adcon軟件控制多變量過程可最大程度地提高操作穩(wěn)定性,增加裝置產(chǎn)量,對過程實(shí)現(xiàn)卡邊控制,降低操作成本,大大減少質(zhì)量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,增強(qiáng)控制系統(tǒng)的魯棒性,為企業(yè)帶來最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

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