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先进控制技术在芳烃装置上的应用

摘要：流程企业的先进控制技术(APC)是综合自动化的重要组成部分。它是

节能、降低能耗和提高效率的重要手段之一。基于传统的计算机控制系统控制策

略，对整个生产乃至整个单元实施最优控制策略，以改进控制的集成、智能和信

息处理。APC的应用不仅提高了设备的控制和管理，而且提高了企业的竞争力，

促进了工厂技术进步，使企业获得了明显的经济效益。过去十年国内外的成功经

验和我国石化中的APC建设实践表明，主要成分分析是大幅度提高控制能力的企

业的重要选择。现代信息技术是传统产业转型升级的重要手段，也是提高炼油化

工企业生产力的有效途径。芳烃装置由芳烃抽提、苯抽提蒸馏和对二甲苯(PX)装

置组成。一般设计是基于DCS和PID控制。大多数都提供了良好的控制，从而为

设备的稳定运行提供了强有力的保障。但是，由于一般PID控制基本上是单一的

输入输出控制系统，所以无法考虑和协调多个相关变量，以充分处理芳烃精馏的

复杂过程，使得具有多个变量、约束和强耦合复杂过程难以处理。质量控制不能

满足要求，不能保证产品质量和性能。因此，仍有工艺参数稳定性和质量指标的

潜力，例如敏感板温度和产品性能。芳烃装置的技术目标是以符合成本效益的方

式优化设备。通过考虑和优化产品质量，可以实现设备的最佳经济目标。能源生

产和能耗。采用先进的控制技术提高了设备稳定性，考虑了潜在的经济效益，降

低了数据中心的能耗，从而稳定了产品质量。

关键词：先进控制；智能化芳烃；抽提苯抽提；预测控制

随着现代技术和计算机技术的发展，工业过程越来越大、持续和复杂，从而

提高了制造过程的质量控制。许多系统具有高度非线性、耦合性多变量、不确定

性、信息不完整和长时间延迟。被控与控制变量之间存在各种限制。很难建立精

确的数学模型，传统的控制机制无法令人满意地控制。因此，基于定量数学模型

的传统控制理论和技术不能应用于过程控制系统的设计。有必要研究先进的程序

控制法。先进控制的目标是解决传统控制无法解决的复杂行业流程控制问题。过

去几十年来，现代控制理论和人工智能的发展为采取现代控制技术奠定了基础。

计算机扩散和改进控制，特别是集中系统控制，为先进控制应用程序提供了一个

强大的硬件和软件平台。总之，要求、控制理论和信息技术的发展是技术发展的

强大动力。

一、先进控制过程模型的建立

1.模型概念。先进控制需要受控过程模型。描述方程的模型可以有多种形式。

它们通常在数学上称为数学方程式，称为数学模型。此外，神经网络模型、图形

和知识模型由不一致的逻辑表示、模糊逻辑方法表示。由于控制过程的复杂性，

很难描绘整个过程的特征。因此，数学模型仅用数学方程式或方程式表示为接近

实际过程。量化的数学模型并不代表整个过程。从技术上讲，需要找到正确的方

法，一种经济高效地捕获和验证实际过程的数学模型。数学模型在过程分析、先

进控制和系统设计控制中起着重要作用。主要模型有:机理模型。工业生产是以

化学和物理为基础进行建模的。辨识模型。根据对实际工业过程中历史数据的分

析，确定了受控结构和参数，并采用适当的数学方法对生产过程进行建模。半机

理构建模模型参数根据物理模型与标识模型之间的实践计算工业生产数据。

2.建模原则。工业制造中的建模需要强调建模的一般原则，即能量质量的守

恒规律。工业建模是一项非常技术的工作，要求对工业生产作出广泛的理解、任

务和目标，以及简化建模的一系列合理假设。以实现和应用该模型。工业过程的

生产模型通常用一个或多个方程来解释如果数学模型能够模拟实际工业生产过程，

首先必须确保所显示的模型方程数与生产设备的生产关系相匹配，以确保模型方

程是唯一的，即模型方程中变量数等于独立方程数。要创建工业过程模型，首先

必须确定模型数是已知常量还是可以由设备大小和物理常量确定的参数。第二步，

通过求解微分方程和代数方程来确定输出变量的数量。在第三步中，设置时间函

数的模型输入变量。

二、主要的先进控制技术

通过研究模型识别、优化算法、结构分析、参数匹配和稳定性鲁棒性，开发

了基于模型控制的理论系统，解决了传统控制效果无法解决的复杂过程控制问题。

下面介绍一些最常用的先进控制技术。

1.

软测量技术。软测量技术包括:选择与估计变量对应的一组可测量变量;创建

一个数学模型，其中变量可作为输入进行测量；估计作为输出；以及使用软件估

计重要的流程变量。这个号码。学习模块和相应的计算机软件也称为软测量装置。

软电话测量不仅可以作为控制的控制变量，而且可以作为反