[发明专利]一种多层架构的油品调合在线优化控制方法

权利要求书

1.一种油品调合在线优化控制设备，包括：

比例控制模块；

多变量协调控制模块；和

优化模块；

其中，所述比例控制模块执行所述多变量协调控制模块的配方指令；所述多变量协调控制模块具有局部优化和协调功能，确保比例控制模块平稳运行；所述优化模块在计划调度指令约束的范围内进行优化，以获得调合头质量属性瞬时上下限的设定值，作为多变量协调控制模块的被控变量设定值区间；

其中，所述调合头瞬时质量属性上下限如下：

其中，和分别表示调合头第j种瞬时质量属性的上下限；和表示最终产品第j种质量属性的上下限，VPro_Tol表示累积调合质量属性积；VPro_Heel表示罐底油质量属性积；VolH表示罐底质量；VolS表示调合总质量；VolT表示已调合质量；

所述多变量协调控制模块为具有滚动优化控制策略的多变量预测控制模块，所述多变量预测控制模块和优化模块联系紧密，优化命题用如下形式表达：

目标函数：

物料平衡约束：

配方约束：

属性约束：

其中：w_p为加权系数，r_i为第i个组分油的配方，Price_i为第i个组分油的价格，和为第i个组分油配方上下限，和为优化补偿后调合头第j个属性的上下限，Proz_i,j′为第i个组分油的调合头第j个测量属性，n为总的调合组分数，m为总的调合头属性。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述比例控制模块设在DCS系统中，所述多变量协调控制模块和优化模块设在上位机中。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述优化模块以成本最低及质量属性卡边为优化目标，结合各组分油流量上下限、泵负荷和质量属性上下限，进行优化求解，获得满足当前批次调合要求的调合头瞬时质量属性上下限的设定值，并将其作为多变量协调控制器的被控变量设定值区间；和/或

所述多变量协调控制模块接受所述优化模块的调合头瞬时质量属性上下限的设定值作为被控变量设定值，计算各组分油的调合配方，并下达给比例控制模块。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述多变量协调控制模块的操作变量为各组分油配方。

5.如权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述质量属性参数选自：RON、芳烃含量、氧含量、苯含量、密度、十六烷值、闪点、干点、石脑油收率和渣油收率中的任意一个或多个。

6.如权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述多变量协调控制模块的控制算法采用动态矩阵控制，其轨迹优化表达式如下：

s.t.x_j,min≤x_j,k≤x_j,max(j＝1,...,n)

y_i,min≤y_i,k≤y_i,max(j＝1,...,m)

其中，m为受控变量数，n为操作变量数，p为预测时域，N为控制时域；y_i,r为第i个受控变量的设定值，即调合头处油品质量参数设定值，y_i,k为第i个受控变量在第k个时间间隔末的值，y_i,min和y_i,max为第i个受控变量的最小可能值和最大可能值；x_i,r为第j个操纵变量的目标值，从实时优化层获得；x_i,k为第j个操纵变量在第k个时间间隔末的值，x_i,min和x_i,max为第j个操纵变量的最小可能值和最大可能值，Δx_j,k第j个操纵变量在第k个时间间隔末的变化量；γ_i代表第i个受控变量与其设定点方差权系数；w_j代表第j个操纵变量与其目标值方差权系数；λ_j代表第j个操纵变量的活动抑制因子。