[发明专利]一种多层架构的油品调合在线优化控制方法

说明书

本发明涉及一种多层架构的油品调合在线优化控制方法，整个控制系统包括底层比例控制层、多变量协调控制层和优化层三层结构，底层比例控制直接执行配方指令并下达给现场控制系统；多变量协调控制层具有局部动态优化和协调功能，根据调合属性目标及其它过程信息获取局部较优的配方，并作为比例控制器的设定值；优化层根据调合成本或利润、属性卡边等目标，在满足过程约束的条件下计算出适应最优配方的瞬时属性设定值(上下限)，并下达给多变量协调控制器执行。三层架构的优化控制系统抗干扰能力增强，各层既可独立运行也可逐级控制，有效解决了调合优化过程中无可行解及组分油属性波动大导致控制不平稳等问题。

技术领域

本发明涉及炼油企业油品调合领域，尤其是油品调合在线优化控制方法，具体是涉及一种多层架构的油品调合在线优化控制方法。

背景技术

油品调合是把两种或两种以上的组分油按适当的比例均匀混合，使混合后油品的质量指标符合相关的国家标准或生产要求。在满足质量指标或生产要求的前提下，尽可能地将各组分油品充分合理利用，调合出质量合格、质量过剩最小、成本最低的混合油品(成品油)，是炼油企业进一步提高经济效益的有效手段。随着质量指标的提升和油品种类的增多，调合过程由于要同时满足多个质量指标而变得更加复杂。生产高清洁油品需要精确控制成品油的质量指标，同时还要优化和降低组分油成本，传统的人工调合操作方式已经不能满足调合生产的要求。目前炼油企业已逐步实施在线调合优化控制方式，可以改变和消除人工调合的缺陷和弊端，实现油品性能指标精确控制，提高生产效率的同时提高油品一次调成率。同时在质量过剩最小、储罐充分利用以及降低能耗物耗的同时最终实现调合配方的优化。

发明内容

针对现有油品调合在线优化控制技术存在的缺陷，本发明提供一种多层架构的油品调合在线优化控制方法和设备/系统，整个控制系统包括底层比例控制层、多变量协调控制层和优化层三层结构，底层比例控制直接执行配方指令并下达给现场控制系统；多变量协调控制层具有局部动态优化和协调功能，根据调合属性目标及其它过程信息获取局部较优的配方，并作为比例控制器的设定值；优化层根据调合成本或利润、属性卡边等目标，在满足过程约束的条件下计算出适应最优配方的瞬时属性设定值(上下限)，并下达给多变量协调控制器执行。三层架构的优化控制系统抗干扰能力增强，各层既可独立运行也可逐级控制，有效解决了调合优化过程中无可行解及组分油属性波动大导致控制不平稳等问题。

因此，本发明提供一种多层架构的油品调合在线优化控制设备或控制系统，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；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；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。

在一个或多个实施方案中，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。

在一个或多个实施方案中，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，计算各组分油的调合配方，并下达给比例控制模块。

在一个或多个实施方案中，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。

在一个或多个实施方案中，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)