用于优化一个或多个流体分离单元的多级处理制造技术

本发明专利技术涉及一个或多个流体生产单元、尤其是那些包含流体分离处理的流体生产单元的优化管理，包括：a）数据收集步骤（10），该数据关于未来生产需求以及关于至少一个优化标准处于限定生产单元的当前操作点的一个或多个当前参数值上；以及b）用于至少根据该需求计算一个或多个限定该单元的新操作点的参数的计算步骤（12）。计算步骤b）至少包括：1）用于限定新操作点的至少一个最优解的评估（12）；以及2）至少根据从当前操作点到新操作点的生产单元的转换的分析，在该最优解上执行的有效性测试（13）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从至少一个流体生产单元获得的参数数据的处理，尤其但不专用于空气煤气(air gas)生产领域。例如也可以适用于其它应用，例如氢气和一氧化碳的分离的生产，以及更一般地在至少两种初始混合流体的分离中、或者甚至更一般地在流体共同生产中具有优化目的和多重约束的生产单元(或“单元操作”)的任何操作(或操作组合)。
技术介绍
在下文中，用于分离例如空气煤气的流体的单元的原理，作为在文献中广泛描述的原理，不再详细描述。所有在此指示的是，例如用于分离空气组分的该方法用于生产氧气、氮气和氩气(更加稀有的氪气和氣气)-以气态形式，或-以液态形式。所生产的气体(例如氧气和氮气)通常在不同压力级别下被压缩并被发送到一个或多个最终消耗点。这些点可以是本地或远程的。在远程消耗点的情况下，流体穿过分布网络(例如经由管道)。对它们来说，所生产的液体(例如氧气、氮气、氩气、氪气或氙气)被存储在低温罐中，随后由卡车或货车运输到最终消耗点。管理该单元的困难特别源于所有这些流体的生产相互链接的事实，并且一个或多个产品数量的增加不可避免地导致-一个或多个其它产品的减少，例如如果涉及相对于一个或相同类别的液相的气相考虑，-或他们的增加，例如如果涉及相对于其它类别(例如相对于氮气、氩气、氪气或氙气的氧气)的一个类别考虑。此外，在生产场所(其可以包括多个生产单元)用于压缩或液化的部件是多样的。因此最好优化这些部件的使用，以用来既满足生产约束又最小化生产所消耗的能量。在实践中，作为指示，空气煤气生产成本的60%通常链接到尤其是电的消耗。操作参数(充气、液体生产、压缩部件的选择以及其它)的选择通常委托给操作者(物理个体)。在一些情况下，自动系统通过使用精密控制工具来驱动生产单元(或单元组)，这些精密控制工具典型地处理从第一单元操作点A到第二操作点B的转换状态的管理。已知不同类型的控制工具用于管理生产单元的生产负载变化。这些工具通常使用以下类型的预测控制-具有多变量预测控制，“MVPC”，-或甚至例如具有前置预测控制、或前置正反馈(AFF)控制策略。第一种类型的工具(MVPC)通常使其能够获得高度优化，因为它们可以在接近系统极限的点处驱动系统(该特性已知为“约束推动(constraintpushing)”)。这种类型的技术可以具有更通常地不是线性，而是与其相关联的最优控制器(optimizer)。对于这些类型的工具，通常要克服的一个主突破口是优化问题(其回答问题“我们去哪？ ”)和控制问题(其回答问题“我们如何到那？ ”)的整合。该整合可以通过特别是在转换相中的反馈引起某种无用的振动。此外，这种类型的控制在使用逻辑变量(例如停止或启动装备)中存在困难甚至是不可能性。这种类型的控制在生产目的中没有考虑任何时间概念，而简单地限定将要尽可能迅速达到的设定点。只有与一个或多个自由度(由控制变量限定)具有线性(或伪线性)关系的约束才可以被适当地管理。例如，将产品向空气中的释放(由于在消耗和瞬时生产之间的差异)难以以这种类型的系统控制，因为当相应阀门关闭时增益(在动态意义上)突然被取消。即使它非常适于执行负载的改变(生产动态管理)，该控制也不会真正地适合于确定优化场所的能量使用的操作点。根据例如使管理连接到网络的单元的液体生产成为可能的静态形式(文档US-A-7092893)，提出一种该类型的最优控制器的匹配。该最优控制器使用负载变化控制器(MVPC类型)来限定目的或目标。特别作出规定以使用预定义的时间间隔(更具体地，为固定期间)来发送目标到控制器。然而，该实现存在引起振动、或甚至非最优结果(典型地为非静态方法中的静态优化)的风险。此外，在这种类型的配置中，反馈可以仅在具有困难时考虑，并且因而具有在模型和生产单元的真实状态之间的偏移的风险。此外，将出现这种类型的优化仅可以以非常低而且固定的速率执行。本专利技术改进了这种状况。
技术实现思路
为此目的，提供了一种由计算机部件实施的方法，用于优化一个或多个通过流体的共同生产(尤其通过流体分离处理)来生产至少一种流体的单元的管理。该方法包括a)数据收集步骤限定生产单元的当前操作点的一个或多个当前参数值，未来生产需求，以及至少一个优化标准，b)以及至少根据所述需求，计算一个或多个限定单元的新操作点的参数的步骤。在本专利技术的含义中，计算步骤b)特别包括bl)用于新操作点的限定的至少一个最优解的评估，以及b2)所述最优解的有效性测试，至少根据从当前操作点到新操作点的生产单元的转换的分析。该生产单元可以是用于通过低温蒸馏分离空气的装置，或用于通过低温蒸馏分离一氧化碳和氢气混合物的装置，或用于通过蒸馏以在包含一氧化碳的流中增加一氧化碳含量的装置。因而，本专利技术允许至少两个级别的优化随着第一级别的优化目标的设定，在操作b2)中提出达到该状态的转换通道的优化。本专利技术随后通过回答以下两个问题提出两级优化-要达到的全部目标是什么？以及-我们怎样达到该目标(或必须采用什么“途径”以达到该目标)？例如，如果操作b I)中所确定的新操作点过于接近生产单元的当前操作点,达到该新操作点却需要次优化操作转换(例如存在暂时限制生产或甚至造成在转换期间的单元不稳定的风险)，则操作点的改变为次优解并且在操作b2)期间拒绝该解。在另一个示例中，在步骤b)中所评估的操作点可能处于为“禁止”的操作区域(出于生产中能量消耗的安全或其它原因)。则这样的解在操作b2)期间被过滤。因而，操作b2)的有效性测试同样可以根据至少一个基于用于操作单元所包括的装备的交易规则的标准而有利地实施。例如，在装备项目启动后尽可能快地停止该装备项目通常是次优的(例如注入压缩机)。这也是一种交易规则，其可以被考虑以测试在操作bl)中存在的解的有效性。在又一个示例中，用于修改单元操作的全部处理可以处于进行中，并且其对于在该处理结束之前修改操作点可以是次优的。因而，操作b2)的有效性测试也可以采用基于根据该整个过程的步骤b)中所限定的操作点的修改的最优性的研究，根据基于用于修改单元的当前操作的整个过程的分析的至少一个标准而有利地实施。有利地，收集步骤a)还包括用于限定新操作点的参数计算的要遵循的约束数据的收集，并且然后最优解的评估考虑这些约束。则在此它可以是指定优化必须考虑的某些规贝U，除此之外还有如前所指出的通常的交易规则的问题。有利地，该方法还包括在步骤a)中所收集的数据的预处理以简化在评估操作bl)期间要处理的需求配制(formulation)。例如，该预处理明显可以包括作为连续的短期子任务的长期任务的调度。该长期任务例如可以必需前述全部修改过程。因而，在前述的预处理和测试存在的最优解的操作b2)之间出现可能的共同操作。实际上，预处理可以限定达到全部目标的不同的连续操作点(因此根据作为短期子任务的连续的长期任务的调度)，而测试操作b2)最终可以由明显确保在(步骤bl)中的)优化后存在的操作点确实与全部当前修改过程兼容的优化后处理构成。在该实施例中，步骤a)和b)可以重复应用，并且长期任务通过步骤a)和b)的应用的连续迭代实施，以渐进地执行所述短期子任务中的每一个。则应当理解这是一个达到例如长期目标设定点的闭环迭代方法，对于它们的部分而言，这些迭代以短期形式实施。在现实中，该“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.10 FR 10565301.一种由计算部件执行的方法，用于优化通过流体的共同生产来生产至少一种流体的一个或多个单元的管理，包括: a)收集如下数据的步骤(10): 限定所述生产单元的当前操作点的一个或多个当前参数值， 未来生产需求， 以及至少一个优化标准， b)以及至少根据所述需求，计算(12)限定所述单元的新操作点的一个或多个参数的步骤， 其特征在于，计算步骤b)至少包括: bl)用于所述新操作点的限定的至少一个最优解的评估(12)，以及 b2)所述最优解的有效性测试(13)，其至少根据从当前操作点到所述新操作点的所述生产单元的转换的分析。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还根据基于用于操作所述单元包括的装备的交易规则的至少一个标准来处理所述有效性测试。3.如权利要求1和2之一所述的方法，其特征在于采用根据所述全部过程的步骤b)中限定的操作点的修正的最优性的研究，还根据基于用于修改所述单元的当前操作的全部过程的分析的至少一个标准来 处理所述有效性测试。4.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于收集步骤a)还包括用于限定所述新操作点的参数的计算的要遵循的约束数据的收集(63 )， 以及所述最优解的评估(12)考虑所述限制。5.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于其还包括在步骤a)中收集的数据的预处理(11)以简化在评估操作bl)期...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·罗巴，G·吉耶，A·J·孔托普罗斯，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：
国别省市：