[发明专利]一种丙烯回收控制系统

说明书

本发明涉及一种丙烯回收控制系统和方法。该丙烯回收控制系统包括数据存储器、丙烯回收观测器和多变量模型预估控制器。其中，数据存储器用于获取丙烯回收数据；丙烯回收观测器与数据存储器连接，其用于根据丙烯回收数据确定丙烯回收系统中的液位速率；多变量模型预估控制器分别与数据存储器和丙烯回收观测器连接，其用于根据液位速率和丙烯回收数据生成操作变量，并用于采用单值预估控制算法对操作变量进行约束处理。通过采用植入有单值预估吸附控制方法的多变量模型预估控制器，可以实时对生成的操作变量进行约束处理，以解决现有技术问题中存在的温度、压力、液位以及浓度参数相互影响的问题，进而提高丙烯回收系统传统PID的控制效果。

技术领域

本发明涉及丙烯回收系统控制领域，特别是涉及一种丙烯回收控制系统。

背景技术

在石油化工生产过程中，比例积分微分控制(简称PID控制)策略应用比较广泛，70％以上的自动控制回路采用PID控制策略。PID控制的优点是结构比较简单、参数调整相对方便。但常规PID控制器无法解决非线性、大滞后、多变量、强耦合等问题，同时，对运行工况的适应能力很差；

先进控制是对那些不同于常规单回路控制，并具有比常规PID控制更好的控制效果的控制策略的统称。先进控制是用来处理那些采用常规控制效果不好、甚至无法控制的复杂多变量控制问题。通过实施先进控制，可以改善过程动态控制性能、减少过程变量的波动，使之更接近优化目标，将生产装置推向更接近约束边界，最终增强装置运行的稳定性和安全性。

全球聚丙烯生产工艺中，Basell公司的Spheripol工艺居主导地位，其聚丙烯产量约占全球总量的36.8％，其次是Dow Chemical公司的Unipol工艺、BP公司的Innovene工艺、NTH公司的Novolen工艺、三井石化公司的Hypol釜式本体工艺等。Unipol工艺聚丙烯回收系统是聚丙烯装置非常重要的一个单元，在国内外未见对Unipol工艺聚丙烯回收系统进行先进控制成功应用的报道。

传统PID控制是对DCS系统中PID控制回路的比例(P)、积分(I)、微分(D)三个参数进行整定，在一定程度上减小装置温度、压力、流量、液位以及浓度等参数的波动范围，但PID控制属于单入单出控制，无法统筹考虑多个变量间的相互影响，当偏差发生时才进行调节，抗干扰能力有限，同时对一些非线性、大滞后、多变量、强耦合的生产过程，控制效果不理想。

Unipol聚丙烯生产工艺丙烯回收系统是典型的连续生产流程工业过程，其也属于典型的多参数协调系统。其中，换热器E-5231温度、去分离器C-5236二级温度、分离器C-5204压力、分离器C-5204液位以及氮气浓度属于典型的多变量控制问题。采用集散控制系统DCS来实现自动化操作过程中，PID控制是主要的控制策略，但在对多个被控变量CV需要同时满足一定的控制精度要求时，由于PID控制是单回路控制器，其算法本身不能够很好地满足这种控制要求，导致控制精度降低，无法或很难满足工艺需求，此时操作人员需要频繁地进行人工干预，显著增加了操作人员的劳动强度。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种丙烯回收控制系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种丙烯回收控制系统，包括：

数据存储器，用于获取丙烯回收数据；所述丙烯回收数据包括：温度、压力、流量、液位高度、密度和浓度；

丙烯回收观测器，与所述数据存储器连接，用于根据所述丙烯回收数据确定丙烯回收系统中的液位速率；

多变量模型预估控制器，分别与所述数据存储器和所述丙烯回收观测器连接，用于根据所述液位速率和所述丙烯回收数据生成操作变量，并用于采用单值预估控制算法对所述操作变量进行约束处理。

优选地，还包括：