介绍先进的过程控制

介绍先进的过程控制介绍先进的过程控制 简介 简介 尽管世界各地的很多公司都实施先进控制技术 技术本身仍然是误解 对许 多行业来说 先进控制意味着一个完整的改变工具 铺天盖地计算页面复杂的公 式和算法 当然可观成本 结果仍有经理在这个行业谁将更容易批准重大设计项 目投资过程控制改进即使控制成本少得多 会导致更大的变化提高的生产力 了解先进的控制技术 让我们回顾一下典型的传统过程控制设置 图 1 底 层现场传感器等仪器阀门和移动数字控制单元 每一个更高层次的控制系统通 过设置点和接收反馈信息从较低的水平 组典型 ups 使用单回路控制器每个管 理主要过程变量 如流 基于一个或多个压力或温度传感器信号 下一个级别是 监管控制的过程维持目前条件为主通过 PID 设备 这是紧随其后的是约束控制 的操作符指定为每个变量设置点 顶级流程优化 先进控制发挥作用的基本控制通过的流程优化 而不是运营商手动调整控 制单元具体的变量 先进的自动化系统提供通用模型监管和约束控制以及流程优 化 在监管控制单回路反馈改进 如前馈串级控制用于补充 PID 算法 时间延迟 补偿技术也可以用于弥补长时间延迟允许更严格的控制 在的水平可以使用约 束控制 多变量技术 因此先进控制技术的结合 先进的硬件 线传感器 气动或电子模拟数字系统 计算机硬件和数字控制 单元 先进控制算法在监管 约束和优化的水平 1 1 先进控制的好处先进控制的好处 研究表明 先进过程控制可以节省 2 6 的年度运营成本和能够产生 大约 1 的额外收入 回报通常需要不到两年 可以用于任何先进的过程控制的 过程 但是它的好处不会赞赏 其安装的成本不会是合理的 除非先进控制产量 某种优化关键过程变量 因此竞争者先进控制的流程应该是 过程难以控制的单回路 PID 反馈控制 这些过程可能长时间延误 不断变 化 的环境 频繁的不适或间歇性或离线测量的变量 过程原材料或能源成本高 流程严格产品规格 流程 一些设备应该严密的安全措施和安全运行的条件 自动批处理过程 改善监管控制生成的好处 自动批处理过程将生产的产品 以可重复的方式导致一致的质量和允许运营商进行不同条件 这可以缩短批处 理时间 使产量增加和灵活的操作条件的变化 在连续过程中 先进的控制可以更好的协调互动 经常发生在单回路控制系 统 先进控制还可以减少过程的可变性和允许工厂运行接近他们的操作限制 先进的多变量约束控制因此连续过程中非常有用 这可以帮助减少能源使用以 及原材料和 wasteprocessing 成本 它还可以提高产品产量和质量安全和生产 率 2 2 阶段实施先进控制技术阶段实施先进控制技术 实现先进控制方案通常进行的六个阶段 2 1效益评估 这可能是任何先进的控制技术项目的关键部分 andunderestimation 的成 本和收益由于误解或曲解的过程经济学项目可以有负面影响 然而有很多的工 具可以帮助评估实施先进控制技术的潜在好处 这些工具将在稍后讨论 2 2工程和编程 实现先进控制算法 如基于模型的多变量控制器需要建模的过程动力学和配 置实时数据库和控制器 存在几种技术实现基于模型的控制 等多变量基于模 型的控制包设置点 Inc 休斯顿 SMC idcon 动态矩阵控制 DMCC 预测控制 Lt s 英国曼彻斯特 壳牌 SMOC 和 QDMC 包可以使用 工厂测试需要进行获得使用前面所讨论的方法过程动力学模型 工厂测试 已经完成后 实时数据库的设计和沟通的过程定义 工作站和 DCS 之间的协议已 经建立 数据链支持所需的通信速度 控制器是通过定义配置操纵和控制变量和约束 包括流程模型来源于过程识 别 大多数的多变量控制器包配置工具 协助工程师在这个任务中 然后模块设计和编程和集成 所有项目一起进行测试 以确保他们网状数据 库 实时控制语言和操作系统 2 3调试 连接后的先进控制系统与现有的工厂基础设施调试应该开始 一步一步的 方法是更有效的 与现有的通信设备控制系统测试 下一个多变量控制器必须 打开 每个控制器模块测试在一个开放的循环模式 在检查控制器操作和优化每个控制回路封闭在一个咨询模型的运算符 一 旦每个已被证明成功然后关闭自动模式下工作 多变量控制器显示后根据需要 执行优化方案可以委托 2 4维护 需要维护 确保持续受益于先进的控制 分析程序和传感器应定期检查 先 进的控制器算法应该分析等问题过度或更激进活动表明是时候调优 调优将包 括纠正过程延迟 推断静态收益或执行工厂测试更新过程动力学模型 需要重调 当产品 specificationsand 工艺条件变化或新产品规格 3 措施避免在先进控制项目 正如简介中提到的 先进的控制技术可以是非常有益的植物 然而除非精心 策划和执行 先进控制技术不会产生预期利益 更糟糕的是在某些情况下它可能 含铅丢失的钱 这里有一些方式 应避免在任何先进控制项目 3 1选择错误的操作目标 如果操作目标是选择不当 不仅先进控制应用程序可以花钱 他们将帮助植 物从优化进一步操作 这可能出现的情况 最常见的一种是选择错了目标变量 约束控制应用程序 其他例子可以从误解产生过程的经济学 对平衡能量最小 化策略可能亏钱由于其负面影响产量 例如最小化重蒸馏开销不一样的关键组 件最大化光底部的关键 3 2选择最便宜的技术控制系统 最低成本不一定是最大的利润一样 很容易寻求有竞争力的投标系统提供 基本的监管控制 投标人基本只需要 I O 和控制台配置列表 然而 一些系统 是比其他人更强大和灵活 选择错误的系统能成功地抑制实现和支持先进的控 制 应用 ommissioning 将会降低延迟和服务因素 3 3忘记基本的监管控制和仪表 先进的控制需要的基本控制是有效的 没有他们的服务因素将会受到影响 先进的控制需要弥补基本控制的局限 使他们更昂贵的工程师和支持 也许很大 一部分的好处可以控制应用程序捕获的较低水平 cost possibly 显著降低甚至 消除理由更昂贵的先进控制 3 4设计黑匣子 这种方法使得运营商很难理解和先进控制将支持问题当设计师 另一个工程 师的维护作用 3 5忽视过程操作 过程运营商最终可能与植物多个接口操作 一个用于基本控制 另一个用于 先进控制和更多的信息应用 如过程性能监测 实验室信息 等等 如果没有完 全的训练 操作员可以在几个小时内采取行动而失去更多的