一种丙烯回收控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种丙烯回收控制系统和方法。该丙烯回收控制系统包括数据存储器、丙烯回收观测器和多变量模型预估控制器。其中，数据存储器用于获取丙烯回收数据；丙烯回收观测器与数据存储器连接，其用于根据丙烯回收数据确定丙烯回收系统中的液位速率；多变量模型预估控制器分别与数据存储器和丙烯回收观测器连接，其用于根据液位速率和丙烯回收数据生成操作变量，并用于采用单值预估控制算法对操作变量进行约束处理。通过采用植入有单值预估吸附控制方法的多变量模型预估控制器，可以实时对生成的操作变量进行约束处理，以解决现有技术问题中存在的温度、压力、液位以及浓度参数相互影响的问题，进而提高丙烯回收系统传统PID的控制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯回收控制系统
本专利技术涉及丙烯回收系统控制领域，特别是涉及一种丙烯回收控制系统。
技术介绍
在石油化工生产过程中，比例积分微分控制(简称PID控制)策略应用比较广泛，70％以上的自动控制回路采用PID控制策略。PID控制的优点是结构比较简单、参数调整相对方便。但常规PID控制器无法解决非线性、大滞后、多变量、强耦合等问题，同时，对运行工况的适应能力很差；先进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。先进控制是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多变量控制问题。通过实施先进控制，可以改善过程动态控制性能、减少过程变量的波动，使之更接近优化目标，将生产装置推向更接近约束边界，最终增强装置运行的稳定性和安全性。全球聚丙烯生产工艺中，Basell公司的Spheripol工艺居主导地位，其聚丙烯产量约占全球总量的36.8％，其次是DowChemical公司的Unipol工艺、BP公司的Innovene工艺、NTH公司的Novolen工艺、三井石化公司的Hypol釜式本体工艺等。Unipol工艺聚丙烯回收系统是聚丙烯装置非常重要的一个单元，在国内外未见对Unipol工艺聚丙烯回收系统进行先进控制成功应用的报道。传统PID控制是对DCS系统中PID控制回路的比例(P)、积分(I)、微分(D)三个参数进行整定，在一定程度上减小装置温度、压力、流量、液位以及浓度等参数的波动范围，但PID控制属于单入单出控制，无法统筹考虑多个变量间的相互影响，当偏差发生时才进行调节，抗干扰能力有限，同时对一些非线性、大滞后、多变量、强耦合的生产过程，控制效果不理想。Unipol聚丙烯生产工艺丙烯回收系统是典型的连续生产流程工业过程，其也属于典型的多参数协调系统。其中，换热器E-5231温度、去分离器C-5236二级温度、分离器C-5204压力、分离器C-5204液位以及氮气浓度属于典型的多变量控制问题。采用集散控制系统DCS来实现自动化操作过程中，PID控制是主要的控制策略，但在对多个被控变量CV需要同时满足一定的控制精度要求时，由于PID控制是单回路控制器，其算法本身不能够很好地满足这种控制要求，导致控制精度降低，无法或很难满足工艺需求，此时操作人员需要频繁地进行人工干预，显著增加了操作人员的劳动强度。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种丙烯回收控制系统。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种丙烯回收控制系统，包括：数据存储器，用于获取丙烯回收数据；所述丙烯回收数据包括：温度、压力、流量、液位高度、密度和浓度；丙烯回收观测器，与所述数据存储器连接，用于根据所述丙烯回收数据确定丙烯回收系统中的液位速率；多变量模型预估控制器，分别与所述数据存储器和所述丙烯回收观测器连接，用于根据所述液位速率和所述丙烯回收数据生成操作变量，并用于采用单值预估控制算法对所述操作变量进行约束处理。优选地，还包括：关键参数优化器，分别与所述多变量模型预估控制器和所述数据存储器连接，用于对关键参数进行优化；所述关键参数包括：优化方向、优化系数和优化周期。优选地，所述数据存储器包括：数据采集模块，用于实时获取所述丙烯回收数据；数据滤波模块，与所述数据采集模块连接，用于对所述丙烯回收数据进行滤波处理；量程转换模块，与所述数据采集模块连接，用于对所述丙烯回收数据进行量程转换处理；历史数据存储模块，分别与所述数据滤波模块和所述量程转换模块连接，用于实时存储滤波后的丙烯回收数据和经量程转换后的丙烯回收数据；数据统计查询模块，分别与所述历史数据存储模块和所述丙烯回收观测器连接，用于向所述丙烯回收观测器传送处理后的丙烯回收数据。优选地，所述多变量模型预估控制器包括：操作变量生成模块，与所述数据存储器和所述丙烯回收观测器连接，用于采用VSUPCC控制器算法所述液位速率和所述丙烯回收数据生成操作变量；约束处理模块，与所述操作变量生成模块连接，用于采用单值预估控制算法对所述操作变量进行约束处理。优选地，所述约束处理模块包括：吸附区域获取单元，用于获取预设的吸附区域；单值预估控制单元，与所述吸附区域获取单元连接，用于根据所述预设的吸附区域判断是否对所述操作变量接触约束；其中，当所述操作变量位于所述预设的吸附区域内时，则所述操作变量的约束状态不变；当所述操作变量位于所述预设的吸附区域外，且距所述预设的吸附区的边界上限或边界下限特定距离时，则解除所述操作变量的约束状态。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的丙烯回收控制系统，包括数据存储器、丙烯回收观测器和多变量模型预估控制器。通过采用植入有单值预估吸附控制方法的多变量模型预估控制器，可以实时对生成的操作变量进行约束处理，以解决现有技术问题中存在的温度、压力、液位以及浓度参数相互影响的问题，很好地解决了丙烯回收系统传统PID控制效果不佳的问题，进而提高丙烯回收系统的控制效果。对应于上述提供的丙烯回收控制系统，本专利技术还提供了如下控制方法：一种丙烯回收控制方法，包括：获取丙烯回收数据；所述丙烯回收数据包括：温度、压力、流量、液位高度、密度和浓度；根据所述丙烯回收数据确定丙烯回收系统中的液位速率；根据所述液位速率和所述丙烯回收数据生成操作变量，并采用单值预估控制算法对所述操作变量进行约束处理。优选地，还包括：对关键参数进行优化；所述关键参数包括：优化方向、优化系数和优化周期。优选地，所述获取丙烯回收数据，之后还包括：对所述丙烯回收数据进行处理；所述处理包括滤波处理和量程转换处理；实时存储滤波后的丙烯回收数据和经量程转换后的丙烯回收数据。优选地，根据所述液位速率和所述丙烯回收数据生成操作变量包括：采用VSUPCC控制器算法所述液位速率和所述丙烯回收数据生成操作变量。优选地，采用单值预估控制算法对所述操作变量进行约束处理包括：获取预设的吸附区域；根据所述预设的吸附区域判断是否对所述操作变量接触约束；其中，当所述操作变量位于所述预设的吸附区域内时，则所述操作变量的约束状态不变；当所述操作变量位于所述预设的吸附区域外，且距所述预设的吸附区的边界上限或边界下限特定距离时，则解除所述操作变量的约束状态。因本专利技术提供的丙烯回收控制方法达到的技术效果与上述提供的丙烯回收控制系统达到的技术目的相同，故在此不再进行赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的丙烯回收控制系统的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯回收控制系统，其特征在于，包括：/n数据存储器，用于获取丙烯回收数据；所述丙烯回收数据包括：温度、压力、流量、液位高度、密度和浓度；/n丙烯回收观测器，与所述数据存储器连接，用于根据所述丙烯回收数据确定丙烯回收系统中的液位速率；/n多变量模型预估控制器，分别与所述数据存储器和所述丙烯回收观测器连接，用于根据所述液位速率和所述丙烯回收数据生成操作变量，并用于采用单值预估控制算法对所述操作变量进行约束处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种丙烯回收控制系统，其特征在于，包括：
数据存储器，用于获取丙烯回收数据；所述丙烯回收数据包括：温度、压力、流量、液位高度、密度和浓度；
丙烯回收观测器，与所述数据存储器连接，用于根据所述丙烯回收数据确定丙烯回收系统中的液位速率；
多变量模型预估控制器，分别与所述数据存储器和所述丙烯回收观测器连接，用于根据所述液位速率和所述丙烯回收数据生成操作变量，并用于采用单值预估控制算法对所述操作变量进行约束处理。


2.根据权利要求1所述丙烯回收控制系统，其特征在于，还包括：
关键参数优化器，分别与所述多变量模型预估控制器和所述数据存储器连接，用于对关键参数进行优化；所述关键参数包括：优化方向、优化系数和优化周期。


3.根据权利要求1所述的所述丙烯回收控制系统，其特征在于，所述数据存储器包括：
数据采集模块，用于实时获取所述丙烯回收数据；
数据滤波模块，与所述数据采集模块连接，用于对所述丙烯回收数据进行滤波处理；
量程转换模块，与所述数据采集模块连接，用于对所述丙烯回收数据进行量程转换处理；
历史数据存储模块，分别与所述数据滤波模块和所述量程转换模块连接，用于实时存储滤波后的丙烯回收数据和经量程转换后的丙烯回收数据；
数据统计查询模块，分别与所述历史数据存储模块和所述丙烯回收观测器连接，用于向所述丙烯回收观测器传送处理后的丙烯回收数据。


4.根据权利要求1所述的所述丙烯回收控制系统，其特征在于，所述多变量模型预估控制器包括：
操作变量生成模块，与所述数据存储器和所述丙烯回收观测器连接，用于采用VSUPCC控制器算法所述液位速率和所述丙烯回收数据生成操作变量；
约束处理模块，与所述操作变量生成模块连接，用于采用单值预估控制算法对所述操作变量进行约束处理。


5.根据权利要求4所述的所述丙烯回收控制系统，其特征在于，所述约束处理模块包括：
吸附区...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘先广，陈兴锋，陈保华，游少辉，张贵礼，李新昌，宋寿亮，刘道勋，华强，黄昌敏，毛东辉，徐盈盈，姚圣兵，贾舒晨，
申请(专利权)人：北京瑞飞华亿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11