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先进控制:流程工业的“催化剂”

2023-09-04 10:017460工业品商城

   随着现代过程控制工业的发展,被控过程越来越复杂,变量和约束越来越多。 在这样的趋势下,先进控制的重要性越来越凸显。

  霍尼韦尔(中国)有限公司过程控制部市场策略经理蒋亚春认为,众所周知的常规控制算法比较简单,能够维持简单工业过程的平稳运行和运行; 但如果被控过程具有复杂、多变量、强时变性、强耦合、非线性、大的纯滞后或严苛的约束条件等存在时,常规控制往往无能为力。 先进的控制技术可以更好地解决上述问题。 同时,一些先进控制技术还具有变结构的特点,可以实现整体自优化,还具有自适应、自学习和自协调功能; 此外,它们还具有许多常规控制所无法企及的补偿、自愈能力以及判断和决策功能。

  先进的控制技术给过程控制带来了诸多改进,在其应用中也在不断发展。 经过30多年的发展,先进控制技术也从过去单一的多变量控制发展成为系列化、完整的技术体系。

  据蒋亚春经理介绍,目前一个完整、全面的先进控制与优化系统往往是由多种技术配合完成,以保证系统长期稳定、高效运行。 这些技术包括:基本环路整定技术、软测量技术、多变量预测控制技术、智能阶跃测试技术、在线优化技术、动态和过程建模技术、先进控制应用性能监控和系统维护工具。

  ABB控制系统亚太中国部经理曾硕伟先生也指出,所谓先进控制是多个系统、多个部门框架下的整体优化。 它需要相互协作,涉及产品的多个方面,而不是孤立的。 控制方法。

  近年来,由于先进控制在一些试点项目中的成功应用,一些大型石化集团组织了先进控制技术的推广和推广应用。 这确实是先进控制在国内企业的应用快速增长的原因。 一个因素。 当然,作为企业来说,选择先进控制技术的主要原因是因为其切实提高了企业的经济效益。 那么,先进控制作为一种生产和控制技术,可以通过哪些方式提高经济效益呢?

  首先,通过动态协调和约束控制,可以有效保证装置运行和生产的稳定性,减少生产波动带来的各种损失; 同时通过卡边控制提高设备处理能力,提高高价值产品的回收率,实现设备经济性。 利益最大化; 通过精确的动态控制,还可以提高产品质量; 通过提高装置的热回收率,减少排放,实现节能降耗,降低运行成本; 最后,通过智能生产控制,可以提高生产安全性,在提高性能的同时,也减轻了操作人员的劳动强度。 这样还可以延长设备的运行周期,提高资源的利用率。

    可见,超前调控对企业经济效益的提高并不是从“头疼治头,脚痛治脚”开始,即从个体指标入手,而是从 整体整体状态形成全面优化效应,进而在应对、回收、产品质量控制、排放、设备管理等各个环节都取得了成效。 这样的提升与其说是量的提升,不如说是质的变化,也是名副其实的帮助企业走向整体优化的“催化剂”。

  近年来,对于流程工业企业来说,操作人员的操作经验也成为一个非常重要的方面。 过去,由于过程控制系统功能的限制,操作人员承担的任务往往繁杂,人机交互的简单性和流畅性更不被重视。 在一定程度上影响了经营者的工作效率。

  与传统控制系统相比,先进控制系统的控制响应过程往往更加复杂。 这会给运营商带来一定的挑战吗? 事实上,与传统的控制系统相比,在先进控制系统下工作的操作人员的操作更加简单,需要监视和控制的对象也少得多,也更容易。

  谈到这个话题,姜经理举了一个先进控制系统应用于乙烯精馏塔控制的例子。 他提到,过去,为了保证乙烯精馏塔顶部和底部的产品合格,操作人员往往需要人工对塔顶液位、温度、压力、流量等诸多对象进行监测和调节。 同时。 并且由于生产过程存在较大的滞后性,当上游装置的产量发生变化而引起乙烯精馏塔的物料波动时,操作人员必须根据经验对精馏塔的运行进行一定的调整,以达到稳定生产的目的。 减少进料对乙烯的影响。 在实践中,只有具有丰富经验的操作人员才能完成这项工作。

  先进的控制系统基于多变量预测控制,因此可以同时协调和控制多个因素对生产的影响。 过去需要操作员花费大量时间的工作可以转移到高级控制中进行动态控制。 操作人员的工作重点转移到控制目标和各种工艺约束的设定上,例如乙烯精馏塔顶部乙烯的质量指标。 蒋经理提到,如果在先进控制的基础上应用多设备或全厂的在线优化技术,可以进一步降低操作人员的劳动强度。

  至于实际操作与人员操作习惯的协调性,蒋经理也表示:“当今的先进控制产品大多都具有人性化的人机界面,充分考虑了实际生产过程和用户的操作习惯。人机界面往往是嵌入式的。” 在操作人员熟悉的DCS操作界面中,并设置在线无干扰切换按钮,可与常规控制系统自由切换,使操作人员可以像操作DCS控制器一样操作高级控制器。

    尽管先进控制有如此多的优点,但也应该看到,先进控制系统的实施、运行和维护并不是一劳永逸的。 在中国石油和化工重大工程仪表自动控制技术高峰论坛上,石化盈科信息技术有限公司业务技术部副总经理赵克勤指出,企业要成功实施自动化控制,需要关注五个要素 运行先进控制体系,即系统实施条件、先进控制技术、系统实施方法、支撑岗位和考核机制、长效维护机制。

  赵经理指出,成功实施先进控制并长期保持良好运行是一项多方面的工作,设备、基础仪器仪表、人员素质、管理制度、实施方法等都将成为影响先进控制的因素。 先进控制系统的应用效果。 因此,需要先进的控制实施专家、管理人员、操作人员、工艺工程师和自动控制人员共同努力,不仅从成功实施的角度出发,而且从长期良好运行的目标出发,使企业能够 继续获得利益。

  霍尼韦尔蒋经理也指出,先进控制中的模型或应用参数需要及时修改,才能达到最佳效果。 另外,由于不同生产方案的应用通常是在先进控制中设计的,当生产方案发生变化时,也需要切换或调整先进控制的参数。 也就是说,先进控制投入使用后,仍然需要专人进行日常维护。 如果半年内不进行适当的维护,其性能和经济效益将逐渐下降。


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