[发明专利]一种在线自定义工艺计算方法

说明书

本发明公开了一种在线自定义工艺计算方法。利用该方法，用户能够自行建立计算组态的带时间信息的计算模型，然后系统自动在线解析计算模型所带的时间信息，确定需要访问的变量的历史数据位置，提取对应的历史数据，从而执行相应的计算。此外，利用该方法，用户能够自行建立校正变量，选择通过化验值输入或者分析仪输入对计算结果的在线校正。此外，利用该方法，用户可以在一个计算单元内建立任意个工艺计算组态，并且能够很方便地进行离线组件编辑与在线组件计算。本发明将现有的经验公式、机理模型等嵌入到控制系统中，实现基于动态过程的在线工艺计算，能够减少下装次数，由此避免对控制系统的干扰，为生产提供在线操作指导。

技术领域

本发明涉及工业生产在线计算的技术领域，尤其涉及一种应用于带有控制系统并具有工艺计算需求的工业生产过程的在线自定义工艺计算方法。

背景技术

生产技术的不断发展和生产过程的日益复杂，促进了产品质量的直接闭环控制、质量约束和安全约束控制的广泛应用，以确保生产装置安全、保证产品质量和卡边优化。但是，同时也对目前产品质量指标等还不可测的生产装置提出了实时测量的迫切需求。然而，对于许多生产装置的重要过程变量，由于技术上或是经济上的原因，很难通过传感器进行测量，例如催裂化装置的催化剂循环量、精馏塔的产品组分浓度，生物发酵罐的菌体浓度等等。

为了解决这些问题，目前形成了软测量方法及其应用技术的研究方向。特别是自从基于装置级的先进控制和优化技术得到普遍应用以来，软测量技术得到了更为广泛地发展和应用。可以说软测量在某种意义上决定了先进控制的成败，因而它已成为先进控制技术中不可或缺的重要部分。

软测量(Soft-Sensor)原理是选择那些能与被测变量构成某种数学关系的其他一些容易测量的变量加以测量，然后利用相应的数学关系来推断和估计被测变量。与一般的测量仪表相比，软测量的工作原理上并无本质的区别，类似流量变送器将压力传感器测量信号通过变送器内的电子元件或气动元件转换为流量输出信号的过程。软测量实际上就是选择与被估计变量相关的一组可测变量，构造某种以可测变量为输入、被估计变量为输出的数学模型，利用计算机软件实现对重要过程变量以及其他关注的指标的估计。

软测量可以通过数据驱动建模，采用数据回归的方式建立模型；也可以通过经验公式、机理模型等建模。传统的工艺计算系统只能进行静态计算，无法考虑带有时间信息的计算公式，化工装置惯性大，滞后大，往往一个操作单元从进到出需要几分钟到几十分钟，这其中的时间信息不可忽略。如何利用传统的经验公式、机理模型，使之更有效地表达整个工艺过程的动态时间特性，是当下亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种在线自定义工艺计算方法，包括：

通用设置步骤，建立工艺计算单元，每个计算单元包含一个或多个工艺计算组态，其中，为各个计算单元指定相应的数据源，为各个计算组态指定相应的计算周期、时间相位和校正方式；其中，各个计算组态的时间相位设置成使得各个计算组态能够错开时间分别执行；

模型建立步骤，根据各个计算组态所涉及的工艺过程以及要估算的工艺指标，确定各个计算组态所依赖的原始变量、所涉及的中间变量和要输出的输出变量，并根据校正方式确定各个输出变量的校正变量，然后结合工艺过程的动态时间特性确定各个计算组态的带有时间信息的计算模型；

组态导出步骤，检查每个计算组态的合法性，以计算单元为单位导出合法的计算组态；

组态导入步骤，以计算单元为单位导入合法的计算组态到控制系统；

在线计算步骤，在每个计算周期内，解析各个计算组态的带有时间信息的计算模型，根据时间信息到变量历史队列中提取相应的历史数据，用于计算和更新中间变量、输出变量以及相应的校正变量，并利用校正变量对输出变量的计算结果进行校正，然后将校正后的输出变量的计算结果提供给控制系统。

根据本发明的实施例，上述校正方式为无校正、化验值校正或分析仪校正。