精馏控制模型生成方法、精馏控制方法及精馏装置制造方法及图纸

本申请公开了一种精馏控制模型生成方法、精馏控制方法及精馏装置，生成方法包括：构建模拟精馏模型并进行解耦处理以生成各装置参数与精馏产物的模拟浓度信息之间的控制回路；根据控制回路构建对应于装置参数的待整定控制模型，待整定控制模型用于调整装置参数以控制精馏过程；根据待整定控制模型构建包括等效模型；获取目标性能指标以对等效模型进行参数整定以得到定参等效模型；根据定参等效模型整定待整定控制模型的控制器增益与观测器增益以得到目标控制模型，通过在模型的建立过程中结合精馏装置的实际精馏过程对模型参数进行整定，生成抗扰能力强、高精度、高稳定性的精馏控制模型，便于通过模型来控制精馏过程以得到所需的产物浓度。所需的产物浓度。所需的产物浓度。

【技术实现步骤摘要】
精馏控制模型生成方法、精馏控制方法及精馏装置


[0001]本申请涉及精馏控制领域，尤其涉及一种精馏控制模型生成方法、精馏控制方法及精馏装置。

技术介绍

[0002]精馏装置用于对混合物进行精馏操作，以精馏塔为例：精馏塔利用混合物中各组分具有不同的挥发度，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，实现对混合物的分离，以获取分离产物。
[0003]具体的，在精馏过程中精馏塔内部的热力参数与压力参数会极大地影响分离产物的浓度，而由于精馏塔在精馏过程中会出现传质和传热的现象，而且精馏过程本身就具有一定的外部扰动，如进料流量、进料温度、进料组分等方面的误差，导致精馏过程中精馏塔的内部状态会出现较大的扰动，因此使用传统的控制器模型对精馏塔难以实现高精度高稳定性的控制，需要对多个模型参数进行整定，导致参数整定复杂。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种精馏控制模型生成方法、精馏控制方法及精馏装置，旨在在模型的建立过程中结合精馏装置的实际精馏过程对模型参数进行整定，生成抗外部扰动能力强的精馏控制模型，以对实现高精度高稳定性的控制，便于通过模型来控制精馏过程以得到所需的产物浓度。
[0005]第一方面，本申请提供一种精馏控制模型生成方法，其特征在于，方法包括：
[0006]根据精馏装置构建模拟精馏模型，模拟精馏模型用于根据精馏装置的装置参数生成精馏产物的模拟浓度信息；
[0007]对模拟精馏模型进行解耦处理以生成各装置参数与精馏产物的模拟浓度信息之间的控制回路；
[0008]根据控制回路构建对应于装置参数的待整定控制模型，其中，待整定控制模型用于根据控制器增益、观测器增益、精馏产物的浓度目标值调整装置参数以控制精馏装置的精馏过程；
[0009]根据待整定控制模型构建包括有等效滤波器与等效控制器的等效模型；
[0010]获取等效模型的目标性能指标，并根据目标性能指标对等效模型的等效滤波器与等效控制器进行参数整定以得到定参等效模型；
[0011]根据定参等效模型整定待整定控制模型的控制器增益与观测器增益以得到目标控制模型。
[0012]第二方面，本申请还提供一种精馏控制方法，方法包括：
[0013]当接收到目标精馏指令时，解析目标精馏指令得到精馏产物的浓度目标值，并获取精馏装置当前的装置参数；
[0014]根据目标精馏指令调用目标控制模型，其中，目标控制模型为采用如本申请实施
例提供的任一种精馏控制模型生成方法生成的目标控制模型；
[0015]将浓度目标值与精馏装置的装置参数输入至目标控制模型，以使目标控制模型根据浓度目标值与装置参数生成装置参数目标值；
[0016]根据装置参数目标值对精馏装置中相应的装置参数进行调节，以控制精馏装置的精馏过程。
[0017]第三方面，本申请还提供一种精馏装置，包括：
[0018]原料供应机构，用于提供混合物原料；
[0019]精馏反应机构，精馏反应机构用于为混合物原料提供反应场所，并在反应场所中对混合物原料进行精馏处理以生成精馏产物，其中，精馏反应机构具有待调节的装置参数；
[0020]产物输送机构，用于将生成的精馏产物输送到目标容器；
[0021]控制机构，与精馏反应机构连接，并用于执行如本申请实施例提供的任一种精馏控制方法以调节精馏反应机构的装置参数以控制精馏装置的精馏过程。
[0022]本申请提供一种精馏控制模型生成方法、精馏控制方法及精馏装置，生成方法包括：构建模拟精馏模型并进行解耦处理以生成各装置参数与精馏产物的模拟浓度信息之间的控制回路；根据控制回路构建对应于装置参数的待整定控制模型，待整定控制模型用于调整装置参数以控制精馏过程；根据待整定控制模型构建包括等效模型；获取目标性能指标以对等效模型进行参数整定以得到定参等效模型；根据定参等效模型整定待整定控制模型的控制器增益与观测器增益以得到目标控制模型，通过在模型的建立过程中结合精馏装置的实际精馏过程对模型参数进行整定，生成抗扰能力强、高精度、高稳定性的精馏控制模型，便于通过模型来控制精馏过程以得到所需的产物浓度。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术实施例提供的一种精馏控制模型生成方法的场景示意图；
[0025]图2是本申请实施例提供的一种控制组件的结构示意性框图；
[0026]图3是本专利技术实施例提供的一种精馏控制模型生成方法的流程示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例提供的一种精馏控制模型生成方法中等效模型的结构性框图；
[0028]图5是本专利技术实施例提供的一种精馏控制模型生成方法中等效模型定参的流程示意图；
[0029]图6是本专利技术实施例提供的一种精馏控制模型生成方法中等效控制器定参的流程示意图；
[0030]图7是本专利技术实施例提供的一种精馏控制模型生成方法中等效控制器定参中目标点确定的流程示意图；
[0031]图8是本专利技术实施例提供的一种精馏控制模型生成方法中目标控制模型的开环频率特性曲线图；
[0032]图9是本专利技术实施例提供的一种精馏控制方法的流程示意图；
[0033]图10是本专利技术实施例提供的一种精馏模型的模块机构示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并。
[0035]应理解，在说明书中所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0036]下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0037]需要说明的是，精馏装置包括一精馏反应机构，例如是精馏塔。精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置，其利用混合物中各组分挥发度不同的性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，获得至少两种精馏产物以实现分离的目的。
[0038]请参阅图1，图1是本专利技术实施例提供的一种精馏控制模型生成方法的场景示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精馏控制模型生成方法，其特征在于，所述方法包括：根据精馏装置构建模拟精馏模型，所述模拟精馏模型用于根据所述精馏装置的装置参数生成精馏产物的模拟浓度信息；对所述模拟精馏模型进行解耦处理以生成各装置参数与所述模拟浓度信息之间的控制回路；根据所述控制回路构建对应于所述装置参数的待整定控制模型，其中，所述待整定控制模型用于根据控制器增益、观测器增益、所述精馏产物的浓度目标值调整所述装置参数以控制所述精馏装置的精馏过程；根据所述待整定控制模型构建包括有等效滤波器与等效控制器的等效模型；获取所述等效模型的目标性能指标，并根据所述目标性能指标对所述等效模型的所述等效滤波器与等效控制器进行参数整定以得到定参等效模型；根据所述定参等效模型整定所述待整定控制模型的所述控制器增益与所述观测器增益以得到目标控制模型。2.如权利要求1所示的精馏控制模型生成方法，其特征在于，所述根据所述控制回路构建对应于所述装置参数的待整定控制模型，包括：根据所述控制回路构建控制器模型，所述控制器模型用于根据控制器增益与所述装置参数控制所述模拟精馏模型生成所述模拟浓度信息；根据所述控制器模型构建观测器模型，所述观测器模型用于根据所述观测器增益对所述模拟浓度信息进行观测以生成观测浓度信息，并根据所述浓度目标值与所述观测浓度信息对所述装置参数进行反馈补偿；基于所述控制器模型与所述观测器模型构建所述待整定控制模型。3.根据权利要求1所述的精馏控制模型生成方法，其特征在于，所述装置参数至少包括所述精馏装置中的压力参数与热力参数，所述对所述模拟精馏模型进行解耦处理以生成各装置参数与所述模拟浓度信息之间的控制回路，包括：获取所述压力参数和所述热力参数与所述模拟浓度信息之间的传递函数矩阵；对所述传递函数矩阵进行解耦处理以生成所述压力参数与所述模拟浓度信息之间的第一控制回路；对所述传递函数矩阵进行解耦处理以生成所述热力参数与所述模拟浓度信息之间的第二控制回路。4.根据权利要求3所述的精馏控制模型生成方法，其特征在于，所述精馏装置至少用于输出第一精馏产物与第二精馏产物；所述获取所述压力参数和所述热力参数与所述模拟浓度信息之间的传递函数矩阵，包括：根据所述精馏装置构建所述压力参数与所述第一产物浓度的第一传递函数，根据所述精馏装置构建所述压力参数与所述第二产物浓度的第二传递函数；根据所述精馏装置构建所述热力参数与所述第一产物浓度的第三传递函数，根据所述精馏装置构建所述热力参数与所述第二产物浓度的第四传递函数；根据所述第一传递函数、所述第二传递函数、所述第三传递函数及所述第四传递函数构建所述传递函数矩阵。
5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的精馏控制模型生成方法，其特征在于，所述根据所述待整定控制模型构建包括有等效滤波器与等效控制器的等效模型，包括：根据所述待整定控制模型构建等效被控对象，所述等效被控对象用于根据输入的控制指令生成所述模拟浓度信息；根据所述等效被控对象构建所述等效滤波器与所述等效控制器，其中，所述等效滤波器用于对所述浓度目标值进行滤波处理以...

【专利技术属性】
技术研发人员：程赟，叶颖淏，范云雷，杜宇笙，袁银龙，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：