关键词:
MANTRA
先进控制
乙烯裂解
乙二醇
DCS
摘要:
化工生产过程大多具有反应机理复杂,关联耦合严重、环境干扰不确定、要求和约束多样等特点,因此常规的单回路PID方法不能达到很好的控制效果,亟需引入先进控制策略。一般情况下,在DCS系统上实现先进控制是一个复杂的系统工程,主要面临DCS硬件容量有限、开发难度大、不易移植、在线实施存在安全风险等问题。先进控制软件MANTRA基于OPC通讯协议,具有丰富功能模块以及具备二次开发功能,对于采用DCS作为控制系统的化工过程,可以快速方便的开发和实施先进控制。
本文以乙烯裂解和乙二醇脱水精制两个典型的化工过程为例,介绍了基于MANTRA软件和OPC通讯等技术的先进控制平台的设计和实施的方法。
乙烯裂解装置生产过程中,存在裂解深度无法实时控制、裂解炉出口温度不稳定、能耗高等问题。为此,本文根据乙烯裂解生产现状,从开发一个易于移植、实施简单且安全稳定的乙烯裂解过程先进控制系统出发,搭建了乙烯裂解装置基于上位机的先进控制平台框架,该平台采用OPC技术与DCS通讯,集成了控制回路组态运算、过程历史趋势查询报警以及实时数据库等环节。利用先进控制软件MANTRA的功能模块,二次开发了裂解深度先进控制系统、裂解炉温度均衡控制系统和总通量控制系统等先进控制模块,解决了与底层控制系统的无扰切换以及MANTRA与DCS的安全连接等问题;以裂解炉动态模拟对象为模型进行仿真测试,控制系统运行稳定。
乙二醇脱水和精制过程是乙二醇生产的重要过程,针对某些关键组分不能实时测量的问题,结合人工神经网络软测量技术,设计开发了基于MANTRA的先进控制方案,目前该先进控制平台已经投用,系统运行稳定,产品质量波动明显减小,燃料消耗量下降。