化工生产装置控制回路参数整定测试方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种化工生产装置控制回路参数整定测试方法和装置，该方法包括：根据化工生产装置的实时运行状态信息判断其是否处于正常开车状态，如果是，则获取关键控制回路；判断关键控制回路是否处于自动控制状态，如果否，则确定该关键控制回路的被控对象类型；根据被控对象类型获取控制阀的阀位变化百分比、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间，并计算数据镜像结果；根据数据镜像结果得到比例参数、积分参数和微分参数。本发明专利技术可避免参数设置不合理造成关键被控对象超调后破坏生产稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工领域，特别是涉及一种化工生产装置控制回路参数整定测试方法和装置。
技术介绍
随着现代化工业的快速发展，自动化程度的不断提高，新工艺新技术的不断创新应用，自动化设备越来越先进，生产装置不断扩大，对化工生产过程中自动化控制系统有了更高的要求。化工自动化是指在其生产线上安装一些自动化仪表检测装置，依据采取的数据进行科学生产，这些自动化装置代替传统的手工操作模式，称作化工生产自动化。化工生产过程中产生大量的伤害人体的化学物质，因此生产过程基本上都是在密闭的容器和设备中产生，为维持化工生产正常高效的顺利生产，必须把生产工艺中的参数维持在某一最佳数值范围内，方可确保化工产品的质量和生产的安全。而实现化工生产过程的自动化，最基本的要求是生产装置的控制回路需要运行在自动状态。虽然化工生产自动化程度不断提高、仪器仪表在化工产业中应用范围和规模不断扩大，且仪表与现代计算机有力结合的分布式控制系统(DCS)可完成复杂的控制功能，但在实际化工生产企业，仍旧有不少控制回路运行在人工操作状态，仅仅“视DCS为远程操作现场设备的一种手段”的现象和认识屡见不鲜，真正意义上的化工生产过程自动控制无从谈起。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种化工生产装置控制回路参数整定测试方法和装置，以避免参数设置不合理就将控制回路投入自动造成关键被控对象超调后破坏生产稳定的化工行业共性难题，最大限度地降低了持续性地进行实际测试对化工生产装置造成的潜在风险，提高生产率和产品质量，同时大幅降低能耗、改善劳动条件、保障生产安全。为解决上述技术问题，作为本专利技术的一个方面，提供了一种化工生产装置控制回路参数整定测试方法，包括：步骤1，根据所述化工生产装置的实时运行状态信息判断其是否处于正常开车状态；步骤2，如果处于正常开车状态，则获取所述化工生产装置的关键控制回路；步骤3，判断所述关键控制回路是否处于自动控制状态；步骤4，如果未处于自动控制状态，则确定该关键控制回路的被控对象类型；步骤5，根据所述被控对象类型获取控制阀的阀位变化百分比ΔOP、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间td、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比ΔPV、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间T或被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间T；步骤6，根据阀位变化百分比ΔOP、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间td、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比ΔPV、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间T或被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间T计算数据镜像结果；步骤7，根据所述数据镜像结果得到用于所述关键控制回路整定所需的比例参数、积分参数和微分参数。优选地，当所述被控对象类型为流量、压力、或温度时，所述步骤5获取的是阀位变化百分比ΔOP、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间td、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比ΔPV、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间T。优选地，当所述被控对象类型为液位时，所述步骤5获取的是阀位变化百分比ΔOP、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间td、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比ΔPV、被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间T。优选地，所述数据镜像结果包括以下三个参数：kp、tau和λ，其中：kp＝ΔPV/ΔOPtau＝T/4λ＝3*(maxtd，tau)。优选地，所述数据镜像结果包括以下三个参数：kp、tau和λ，其中：kp=ΔPV/ΔTΔOP]]>tau＝2*λ+tdλ为设定值。优选地，所述比例参数P、积分参数I和微分参数D分别采用下式计算得到：当所述被控对象类型为流量或压力时，P＝tau/Kp*(λ+td)、I＝tau、D＝0；当所述被控对象类型为温度时，P＝tau/Kp*(λ+td)、I＝tau、D＝0.125tau。优选地，所述比例参数P、积分参数I和微分参数D分别采用下式计算得到：P＝tau/Kp*(λ+td)2I＝tauD＝0。优选地，所述λ为液位在当前物料加入速度和装置容积下，装满该容器时所需要的时间。本专利技术还提供了一种化工生产装置控制回路参数整定测试装置，包括：开车状态判断模块，用于根据所述化工生产装置的实时运行状态信息判断其是否处于正常开车状态；关键控制回路获取模块，用于在处于正常开车状态时获取所述化工生产装置的关键控制回路；自动控制状态判断模块，用于判断所述关键控制回路是否处于自动控制状态；被控对象类型确定模块，用于在未处于自动控制状态时确定该关键控制回路的被控对象类型；参数获取模块，用于根据所述被控对象类型获取控制阀的阀位变化百分比ΔOP、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间td、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比ΔPV、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间或被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间；数据镜像计算模块，用于根据阀位变化百分比ΔOP、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间td、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比ΔPV、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间T或被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间T计算数据镜像结果；参数整定模块，用于根据所述数据镜像结果得到用于所述关键控制回路整定所需的比例参数、积分参数和微分参数。优选地，当所述被控对象类型为流量、压力、或温度时，所述数据镜像计算模块获取的是阀位变化百分比ΔOP、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间td、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比ΔPV、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间T。优选地，当所述被控对象类型为液位时，所述数据镜像计算模块获取的是阀位变化百分比ΔOP、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间td、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比ΔPV、被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间T。优选地，所述数据镜像结果包括以下三个参数：kp、tau和λ，其中：kp＝ΔPV/ΔOPtau＝T/4λ＝3*max(td，tau)。优选地，所述数据镜像结果包括以下三个参数：kp、tau和λ，其中：kp=ΔPV/ΔTΔOP]]>tau＝2*λ+tdλ为设定值。优选地，所述比例参数P、积分参数I和微分参数D分别采用下式计算得到：当所述被控对象类型为流量或压力时，P＝tau/Kp*(λ+td)、I＝tau、D＝0；当所述被控对象类型为温度时，P＝tau/Kp*(λ+td)、I＝tau、D＝0.125tau。优选地，所述比例参数P、积分参数I和微分参数D分别采用下式计算得到：P＝tau/Kp*(λ+td)2I＝tauD＝0。本专利技术可以对化工生产装置中的控制回路在投入自动状态时所需要的关键控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化工生产装置控制回路参数整定测试方法，其特征在于，包括：步骤1，根据所述化工生产装置的实时运行状态信息判断其是否处于正常开车状态；步骤2，如果处于正常开车状态，则获取所述化工生产装置的关键控制回路；步骤3，判断所述关键控制回路是否处于自动控制状态；步骤4，如果未处于自动控制状态，则确定该关键控制回路的被控对象类型；步骤5，根据所述被控对象类型获取控制阀的阀位变化百分比(ΔOP)、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间(td)、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比(ΔPV)、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间(T)或被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间(T)；步骤6，根据阀位变化百分比(ΔOP)、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间(td)、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比(ΔPV)、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间(T)或被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间(T)计算数据镜像结果；步骤7，根据所述数据镜像结果得到用于所述关键控制回路整定所需的比例参数、积分参数和微分参数。

【技术特征摘要】
1.一种化工生产装置控制回路参数整定测试方法，其特征在于，包括：
步骤1，根据所述化工生产装置的实时运行状态信息判断其是否处于正常开车状态；
步骤2，如果处于正常开车状态，则获取所述化工生产装置的关键控制回路；
步骤3，判断所述关键控制回路是否处于自动控制状态；
步骤4，如果未处于自动控制状态，则确定该关键控制回路的被控对象类型；
步骤5，根据所述被控对象类型获取控制阀的阀位变化百分比(ΔOP)、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间(td)、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比(ΔPV)、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间(T)或被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间(T)；
步骤6，根据阀位变化百分比(ΔOP)、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间(td)、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比(ΔPV)、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间(T)或被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间(T)计算数据镜像结果；
步骤7，根据所述数据镜像结果得到用于所述关键控制回路整定所需的比例参数、积分参数和微分参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述被控对象类型为流量、压力、或温度时，所述步骤5获取的是阀位变化百分比(ΔOP)、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间(td)、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比(ΔPV)、被控对象从开始变化到稳定不变所经历的时间(T)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述被控对象类型为液位时，所述步骤5获取的是阀位变化百分比(ΔOP)、被控对象在控制阀阀位变化后开始变化的时间(td)、对应于阀位变化百分比的被控对象变化百分比(ΔPV)、被控对象从开始变化到变化所述被控对象变化百分比时所经历的时间(T)。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据镜像结果包括以下三个参数：kp、tau和λ，其中：
kp＝ΔPV/ΔOP
tau＝T/4
λ＝3*max(td，tau)。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据镜像结果包括以下三个参数：kp、tau和λ，其中：
tau＝2*λ+tdλ为设定值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述比例参数P、积分参数I和微分参数D分别采用下式计算得到：
当所述被控对象类型为流量或压力时，P＝tau/Kp*(λ+td)、I＝tau、D＝0；
当所述被控对象类型为温度时，P＝tau/Kp*(λ+td)、I＝tau、D＝0.125tau。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述比例参数P、积分参数I和微分参数D分别采用下式计算得到：
P＝tau/Kp*(λ+td)2I＝tauD＝0。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述λ为液位在当前物料加入速度和装置容积下，装满该容器时所需要的时间。
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【专利技术属性】
技术研发人员：苏岳龙，孙玉鹏，陈强，
申请(专利权)人：蓝星北京技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11