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        重整裝置DCS系統(tǒng)PID參數(shù)整定與控制優(yōu)化

        2017-03-05 15:26:35楊中國大化集團(tuán)大連碳化工有限公司遼寧大連116610
        化工管理 2017年11期
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化效果生產(chǎn)

        楊中國(大化集團(tuán)大連碳化工有限公司,遼寧 大連 116610)

        重整裝置DCS系統(tǒng)PID參數(shù)整定與控制優(yōu)化

        楊中國(大化集團(tuán)大連碳化工有限公司,遼寧 大連 116610)

        在對化工裝置評估上,主要指標(biāo)就是自控率與平穩(wěn)率,這兩個(gè)指標(biāo)和化工裝置產(chǎn)品性能及經(jīng)濟(jì)效益之間有著緊密關(guān)聯(lián)。本文就利用目前最為先進(jìn)的控制方法及參數(shù),結(jié)合傳統(tǒng)控制優(yōu)勢,對控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,希望能夠提高控制效果,提高控制器自控率。

        控制技術(shù);建模;數(shù)據(jù)處理

        現(xiàn)階段,化工裝置基本上都應(yīng)用DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制。DCS系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中,能夠有效提高化工裝置控制性能及管理性能,幫助化工企業(yè)完善生產(chǎn)裝置,但是目前生產(chǎn)裝置還存在一定問題。按照生產(chǎn)裝置所存在的問題,利用先進(jìn)控制算法,對PID參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,有效提高生產(chǎn)裝置穩(wěn)定性能及能源消耗數(shù)量,減少對勞動強(qiáng)度需求。

        1 改造項(xiàng)目

        生產(chǎn)裝置通過DCS系統(tǒng)進(jìn)行管理控制,DCS系統(tǒng)控制器通過PID進(jìn)行調(diào)節(jié)。PID調(diào)節(jié)效果并不理想,主要體現(xiàn)在以下兩方面:

        1.1 控制形式固定

        PID控制形式較為固定,控制對象特征、溫度、流量等因素變化,DCS系統(tǒng)都會采取相同PID控制形式進(jìn)行控制。生產(chǎn)裝置在實(shí)際運(yùn)行過程中,控制對象不同,生產(chǎn)裝置反應(yīng)時(shí)間存在一定差異,這就需要選擇不同PID控制形式對控制對象進(jìn)行確定,現(xiàn)階段并沒有發(fā)現(xiàn)顯著差別。

        1.2 參數(shù)設(shè)置不合理

        PID參數(shù)在設(shè)置上面還存在一定問題。就以DCS系統(tǒng)來說,所具有的PID參數(shù)廠家較為缺失。PID參數(shù)組態(tài)在設(shè)定完畢之后,DCS系統(tǒng)需要進(jìn)入到生產(chǎn)裝置內(nèi),操作人員就需要重新對PID參數(shù)進(jìn)行整合。但是DCS系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中,PID參數(shù)和實(shí)際參數(shù)之間存在較大差別,同時(shí)手工參數(shù)控制形式無法滿足實(shí)際需求。

        在對調(diào)節(jié)效果不佳問題解決上,主要具有3種解決措施。首先,對生產(chǎn)裝置進(jìn)行重新調(diào)整,按照控制對象所呈現(xiàn)的特征,針對性選擇PID控制形式。流量調(diào)節(jié)閥前泵在對流量處理之后,能夠有效提高調(diào)節(jié)控制效果;其次,控制對象在確定之后,需要按照控制對象特點(diǎn)對PID控制形式進(jìn)行判斷,利用先進(jìn)控制算法對PID參數(shù)進(jìn)行整合,有效提高控制對象穩(wěn)定性能,縮短控制對象反應(yīng)時(shí)間,提高控制精確度;最后,對控制對象及PID控制形式有關(guān)參數(shù)進(jìn)行仿真性處理,仿真處理效果良好情況下,確定PID控制形式[1]。

        2 技術(shù)路線

        2.1 總體技術(shù)架構(gòu)

        生產(chǎn)裝置在重新調(diào)整過程中,主要通過對PID參數(shù)整定及控制器優(yōu)化方式,借助控制器優(yōu)化站,對控制器算法及控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理。正常情況下,DCS系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成,分別為操作站、現(xiàn)場控制站。控制器優(yōu)化站在數(shù)據(jù)讀取上,主要通過通信接口將操作站所產(chǎn)生的進(jìn)行采集,應(yīng)用常規(guī)計(jì)算方法,操作人員通過人機(jī)操作界面,對趨勢數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析研究。

        2.2 具體技術(shù)方案

        伴隨先進(jìn)控制技術(shù)逐漸完善,人們逐漸認(rèn)識到先進(jìn)控制技術(shù)優(yōu)勢,形成大量新型算法,例如MAC、DMC等,經(jīng)過實(shí)踐表明,不同算法在生產(chǎn)過程中應(yīng)用,能夠有效提高生產(chǎn)裝置安全穩(wěn)定性能,保證生產(chǎn)裝置處于最佳運(yùn)行狀態(tài),有效提高生產(chǎn)裝置經(jīng)濟(jì)效益。這些算法及優(yōu)化方案基本上都依托于數(shù)學(xué)模型開展,大部分工業(yè)生產(chǎn)都十分復(fù)雜,數(shù)學(xué)模型無法對控制對象特點(diǎn)及實(shí)時(shí)變化精確掌控,所以所取得的效果并不理想。

        改項(xiàng)目在改造過程中,應(yīng)用到了目前最為先進(jìn)控制思想,進(jìn)而對PID控制器形式及參數(shù)進(jìn)行整定優(yōu)化,在保留控制器原有控制優(yōu)勢情況下,對先進(jìn)控制形式所存在的漏洞進(jìn)行修補(bǔ),提高DCS系統(tǒng)控制性能[2]。

        3 控制器優(yōu)化前后效果對比

        3.1 趨勢效果對比

        在對控制器優(yōu)化前后效果對比分析研究中,采取隨機(jī)選擇模式,對T303塔溫度回路進(jìn)行檢測,分析PID控制器效果變化??刂破髟谶M(jìn)行優(yōu)化之后,T303塔溫度回路PID參數(shù)變化為0.35,控制器在進(jìn)行優(yōu)化之前,T303塔溫度回路PID參數(shù)為0.84.由此可知,生產(chǎn)裝置在改造之后,控制器控制效果有效改進(jìn)。

        3.2 自控率對比

        在對控制器自控率對比過程中,主要采取實(shí)施性監(jiān)控方式。生產(chǎn)裝置在進(jìn)行改造之后,控制器自控率能夠達(dá)到100%,生產(chǎn)裝置在進(jìn)行改造之前,控制器自控率正常情況下控制在95%左右。

        3.3 串級投用情況

        重整裝置DCS系統(tǒng)PID參數(shù)整定與控制優(yōu)化之后,串級投用總數(shù)為23個(gè),這23個(gè)串級在投用之后,全部都可以在生產(chǎn)裝置內(nèi)應(yīng)用,串級投用比例為100%。DCS系統(tǒng)PID參數(shù)在整定及控制優(yōu)化之前,串級投用總數(shù)依舊為23個(gè),這23個(gè)串級在投用之后,僅僅有20個(gè)能夠在生產(chǎn)裝置內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用。由此可知,重裝裝置DCS系統(tǒng)PID參數(shù)整定與控制優(yōu)化之后,串級投用情況應(yīng)用效率顯著提升,控制器控制效果有效優(yōu)化,有效提高控制器經(jīng)濟(jì)效益。

        4 實(shí)際應(yīng)用效果

        改造項(xiàng)目在落實(shí)過程中,所取得的實(shí)際應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先,項(xiàng)目在實(shí)施之后,產(chǎn)品合格率顯著提高,有效降低能源消耗數(shù)量,提高生產(chǎn)裝置經(jīng)濟(jì)效益,有效解決現(xiàn)階段產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中存在波動問題;其次,控制器自控率水平顯著提升,基本上能夠達(dá)到100%;再次,DCS系統(tǒng)串級控制回路具有較高精確性,串級回路在運(yùn)行過程中,具有良好投運(yùn)效果,控制效果及質(zhì)量顯著提升;最后,能源消耗數(shù)量大幅度降低,節(jié)能降耗效果十分明顯。

        5 結(jié)語

        改造生產(chǎn)項(xiàng)目在落實(shí)之后,生產(chǎn)裝置自控率顯著提升,同時(shí)精度顯著提升,自動化水平提升,被控制參數(shù)穩(wěn)定性顯著提高,被控制參數(shù)能夠快速變化,有效提高生產(chǎn)裝置自控率及穩(wěn)定率。控制器可以從原來手動操作,轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣硬僮?,有效提高控制水平?/p>

        [1]鐘洋.I/ADCS系統(tǒng)的PID參數(shù)優(yōu)化整定[J].儀器儀表用戶, 2013,06:45-47.

        [2]王慧,康環(huán)宇,孟冉.模糊PID在冷軋機(jī)厚度控制系統(tǒng)上的應(yīng)用[J].測控技術(shù),2014,06:71-74.

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