一种过程特性参数确定系统，采用过程模型和调谐模块，在不直接测量过程特性参数的情况下，准确地确定工厂内的过程的特性参数值，并可以在线操作或在过程正在运行的任何时刻自动确定过程特性参数的正确值。这个过程特性参数值可以是热交换器的热传输系数的值，可以随后用来确定一个更精确的仿真结果和／或作出其他的在线过程决定，例如过程控制决定，过程操作模式决定，如实施吹灰操作等的过程维护决定。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种过程特性参数确定系统，采用过程模型和调谐模块，在不直接测量过程特性参数的情况下，准确地确定工厂内的过程的特性参数值，并可以在线操作或在过程正在运行的任何时刻自动确定过程特性参数的正确值。这个过程特性参数值可以是热交换器的热传输系数的值，可以随后用来确定一个更精确的仿真结果和／或作出其他的在线过程决定，例如过程控制决定，过程操作模式决定，如实施吹灰操作等的过程维护决定。【专利说明】
本专利技术一般涉及在发电厂，工业制造工厂、材料加工厂和其他类型的工厂中确定准确的过程特性参数值，更具体地说，涉及使用可调节仿真系统确定过程特性参数。
技术介绍
在一般来说，应用于发电厂，工业制造工厂，材料加工厂和其他类型的工厂的过程包括一个或多个和多个现场设备通过模拟、数字、模拟/数字结合，或无线通信信道或线路连接的控制器。这些现场设备可以是，例如阀门、阀门定位器、开关、发送器(例如温度，压强，液位传感器和流速传感器)、燃烧器、热交换器、炉、锅炉、涡轮等，其位于工厂环境内且执行过程功能，如开启或关闭阀门，测量过程参数，发电，燃料燃烧，加热水等，来响应由控制器产生和发送的控制信号。智能现场设备，如符合任何公知的Fieldbus协议的现场设备，也可以执行控制计算，报警功能，和一般由工厂控制器或在其内实施的其他功能。工厂控制器也通常位于工厂内的环境中，接收由现场设备产生的代表过程测量结果的信号和/或其它和现场设备相关的信息，并执行控制应用，该应用运行例如不同的控制模块以作出过程控制决定，基于所接收到的信息产生过程控制信号，并与如HART @和FOUNDATION ? Fieldbus的现场设备中执行的控制模块或块相配合在控制器内的控制模块通过通信线路或网络发送过程控制信号到所述现场设备，从而控制所述过程的操作。来自现场设备和控制器的信息通常是通过一条数据高速通道被传输到一个或多个其它计算机设备，如操作员工作站，个人计算机，数据库，报告产生器，集中式数据库等等，这些设备通常放置在控制室或其它远离恶劣的工厂环境的地方。这些计算机设备也可以运行应用程序，例如，使操作员能够执行关于所述过程的功能，如改变过程控制例程的设置，修改控制器或现场设备中的控制模块的操作，检视当前的过程状态，检视现场设备和控制器产生的报警，执行辅助过程，如吹灰过程或其它维护过程，保持和更新配置数据库，等坐寸ο作为一个例子，由艾默生过程管理销售的Ovation⑧控制系统，包括由位于过程工厂中不同的地方的不同设备存储和执行的多个应用。一个配置应用程序，它驻留在一个或多个工程师/操作员工作站，使用户能够创建或更改过程控制模块，并通过数据高速通道下载这些过程控制模块至专用的分布式控制器。通常情况下，这些控制模块是由通信互连的功能块所组成的，所述功能块是面向对象编程协议中的对象，这些功能块根据输入执行控制方案中的功能，并提供输出给控制方案中的其他功能块。配置应用程序也可以允许设计者创建或更改操作员界面，所述界面被检视应用用来将数据显示给操作员，并使操作员能在过程控制例程中更改设置，如设定点。每一个专用控制器以及在某些情况下现场设备，可以存储并执行控制器应用，所述应用运行被分配和下载的控制模块，以实现实际的过程控制功能。检视应用，这可以在一个或多个操作员的工作站上运行，通过数据高速通道接收来自控器应用的数据，并通过用户界面把数据呈现给过程控制系统设计员，操作员或用户。数据库应用通常由数据库设备存储和执行，该数据库设备收集和储存通过数据高速通道提供的部分或全部数据，而配置数据库应用可以进而使连接到数据高速通道的计算机存储过程控制程序例程的当前配置和与之相关的数据。然而，在许多行业中，为了更好地控制工厂，为了了解提出的控制或维护操作实际上会如何影响工厂等等，构造一个用于对工厂(包括连接在工厂内的各种工厂设备和控制网络)操作进行仿真的仿真系统是可取的和必要的。这样的仿真系统可以响应如设置点，测试新的控制例程，执行优化，执行培训活动等新的或不同的控制变量用来测试工厂的各种操作。其结果是，许多不同类型的工厂仿真系统已被提出并在过程工厂中使用。在过程工厂仿真领域，过程仿真器的设计通常是基于一个第一原理为基础的模型或经验数据模型。基于第一原理的模型，也称为一个高保真模型，基于第一原理的物理定律，如众所周知的质量，能量和动量守恒定律，对设备和过程建模。基于第一原理的模型所描述的物理过程往往是复杂的，并可以使用偏微分方程和/或微分代数方程表示。这些方程可以描述过程或设备性能和/或这些属性的变化。在许多基于第一原理的模型中，方程是模块化的，使这些方程可以用于对特定部件和/或多设备或多过程系统中的过程建模。因此，设备和/或过程可以在模型中很容易地通过替换模型中的方程被改变和/或更新。然而，由于基于第一的原理的模型无法考虑到在任何特定时间过程设备或过程环境的实际特性或属性的不确定性，使得所述基于第一原理的模型受制于建模误差。在许多情况下，这些过程特性是简单地由工厂操作员估计，或使用一些其他手动或离线估计技术估计获得。另一方面，基于经验数据的模型，通常也被称为黑盒模型，是通过按照设计的试验施加测试输入到一个实际的过程系统，然后测量对应于测试输入的测试输出，从而生成建模的公式或等式。基于所述输入和输出，会生成定义所述输入和输出之间关系的方程或其它模型，从而建立一个过程或设备的模型。在这种方法中，经验公式可能会比基于第一原理的方程更容易获得，并且经验方程可能会比基于第一原理的方程更好地捕捉和表示动态瞬变现象。然而，必须设计、实施、执行特殊的实验以获取足以产生用于开发模型的准确和多样化的经验数据。此外，该工厂通常必须经过一段时间的运行来开发模型，这可以是昂贵和费时的。另外，设备变更或更换时，必须开发新的经验模型，这也是耗时和昂贵的。再有，经验模型无法考虑到工厂环境中的变化或由于工厂设备的老化或使用产生的过程工厂设备的缓慢或渐进的变化。换句话说，经验模型在产生的时候能够考虑到固有的过程特性，但这些模型是无法轻易的改变以考虑随着时间的推移过程特性所产生的变化。因此，无论使用何种过程建模方法，为了利用模型进行仿真的目的，常常需要对该过程仿真模型进行足够精确的调谐和/或调整。例如，在许多情况下，所创建的仿真模型包括和不可测量的过程变量或特性(例如过程或过程设备中的固有性质)相关的因素，所述过程变量或特性在本文中称为过程特性参数，其随着时间变化，例如，设备的磨损，工厂环境中的变化，等等。虽然有许多其他这样的过程特性参数，所述过程特性参数的一个例子就是用于对工厂内热交换器建模的热传送系数。在许多情况下，这些过程特性参数在工厂中是不可测量的，能够准确地确定这些过程的特性参数却是重要的，因为这些过程的特性参数值不仅会影响仿真的准确性，而且也可用于做出如控制操作和维护操作的其他操作的决定。举一个例子，作为发电过程的一部分，许多发电厂过程(以及其他类型的过程的应用)利用热交换器从一个流体介质传递热能到另一种流体介质。对于仿真和控制的目的很重要的是，在任何特定时间确定有多少能量在流体之间的转移，从而该设备的效率和由此产生的温度变化可以准确地被仿真、评估或理解，从而能够确定适当的控制和/或维护操本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：X·程，
申请(专利权)人：爱默生过程管理电力和水解决方案公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。