Apc先进控制介绍

AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®先进过程控制和优化2004年2月AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®先进过程控制和优化目标采用先进过程控制和闭环实时优化来实现高效低耗AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®先进控制与优化技术•先进过程控制–DMCplus•集SMCA和[DMC]之优势的新一代模型预测控制器•产品质量推断–AspenIQ•开发和实施推断成品质量的新技术•闭环实时优化–RT-OPT•控制器性能监控–新颖AspenWatch技术及服务程序，用于控制器性能监控和诊断AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®先进过程控制•稳定操作过程•卡边操作•动态实测模型•APC运行周期-分钟•新一代APC技术DMCplus™•产生显著经济效益(3%-5%)•智能化工厂技术的基础AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®帮助客户在最优点操作先进过程控制AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®先进过程控制•AspenTech公司已安装了2000个APC系统，商品化应用占世界市场份额的70%•AspenTech公司具有世界上第一流的先进控制专家•AspenTech公司的工程方法是项目成功的关键•DMCplus及AspenWatch，AspenIQ领导模型预测控制新潮流AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®基本规则先进控制的基本规则是：如果你能够更深入地了解生产过程，你能使生产过程控制的更好。AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®先进过程控制与优化系统正是利用模型来更深入地描述生产过程。在线模型将在计算机上实时地运行。模型有助于我们深入了解生产装置AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®多变量动态模型概况AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®..控制变量1控制变量2控制变量3操作变量2操作变量3前馈变量1操作变量1时间多变量动态模型AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®使用以前和目前过程测量数据以及过程目前状态，在线模型可预测控制变量未来的变化轨迹。时间t=0模型模型预测控制AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®控制器将计算出操作变量的控制作用以使未来控制变量在整个时间区间内误差最小，并确保控制质量。时间t=0控制模型预测控制(2)AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®就高性能的控制品质而言，常规PID控制器不能达到应有的控制质量，因为它无法预测未来。PID控制器根据当前的误差反馈信息来调整控制阀，然而当误差出现时，为时已晚。模型预测控制系统能通过可以实现的高性能的控制品质来减少控制变量的波动。模型预测控制(3)AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®即使已采用了统计过程控制方法，模型预测控制仍能进一步提高效益。除了能够提高控制品质，控制器还可进一步安全地操作在最优卡边控制下来实现经济效益。这表明仍可增效降耗。模型预测控制(4)AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®典型操作领域冷却安全极限压力速率预热模型预测控制(5)AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®先进控制减少波减少波动将使得操作更接近最优卡边控制无模型预测控制上限目标安全范围=经济效益模型预测控制的经济效益AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®DMCplus控制结构与操作变量相关的经济性指标线性规划模块动态控制模块DCS/实时数据库过程控制变量操作变量操作变量设定值阀位值上下限及稳态目标值参数整定动态预测操作变量稳态目标值稳态预测控制变量稳态目标值操作人员控制工程师预测模块AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®DCS常规控制先进过程控制优化先进控制和优化产生的效益AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®取决于装置的生产情况，一般可增加35%的经济效益。先进控制和优化产生的效益AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®流量回路1流量回路2流量回路3温度回路1流量回路5压力回路2温度回路3温度回路2流量回路4流量回路6温度回路4压力回路1操作人员给出DCS回路的设定值，设定值应随扰动及原料进料变化而变化，因而，操作人员无法以高效低耗为目标，实时地优化协调并给出各回路的设定值。SP1SP2SP3SP4SP5SP6SP7SP8SP9SP10SP11SP12DCS控制AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®流量回路1流量回路2流量回路3温度回路1流量回路5压力回路2温度回路3温度回路2流量回路4流量回路6温度回路4压力回路1SP1SP2SP3SP4SP5SP6SP7SP8SP9SP10SP11SP12多变量模型预测控制能实时最优地协调各低层DCS回路。DCS先进控制与DCS控制AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®•正如我们所看到的，先进过程控制能使工厂操作在最优卡边条件下，并产生经济效益。•一些管理人员把装置卡边约束条件显示在他们的办公室以便及时了解问题之所在。•约束条件可通过装置更新来得以改善。最优卡边操作：新方法AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®AspenTech拥有非常完善的工程方法，在项目实施过程需经过：•初步设计•预测试(包括常规控制系统的参数校整)•阶跃测试•设计•投用通过初步设计，预测试和阶跃测试可更深刻地刻画生产过程工程方法AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®•使用非线性模型来精确地求解最优解•模型将反映装置目前的变化（闭环）•RT-OPT是第一流的闭环实时优化器RT-OPT表明在建模上的投资是经济实惠的，它既可用于在线优化，也可用于离线仿真。闭环实时优化AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®RT-OPT是整个生命周期建模的关键所在。在线模型也可用与离线仿真，原料选择，计划及维护等决策。同一模型--一体化策略RT-OPTAchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®控制与优化的经济效益DCS系统传统的先进过程控制实时优化先进过程控制020406080100020406080100效益%投资%AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®例如:30,500b/d催化裂化装置项目延期一个月=损失$90,000项目延期一年=损失$1,100,000项目的拖延=经济效益的损失AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®世界上最大的5个催化裂化装置不约而同地选择了DMCplus先进过程控制器•ToscoBayway•AmocoTexasCity•LyondellCitgoRefining•HessVirginIslands•MarathonGaryville因为DMCplus为他们带来巨大的经济效益大规模先进过程控制系统显著的经济效益AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®APC重要应用领域•过程具有：–相关、竞争的控制目标–不寻常动态特性–多重约束•装置、操作、产品质量•过程必须：–在最优约束条件下操作–紧密跟踪优化系统的最优设定值–平稳地运行在新的目标值上AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®炼油厂自动化系统的结构过程计算机DCS管理信息系统全厂规模的计算机系统计划和调度RT-OPT在线优化常规控制系统过程APCDMCplusAspenIQ成分推断多个装置优化AspenWatchAchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®RT-OPT稳态检测和数据有效检查模型参数估计优化应用DMCplus多变量模型约束控制进料系统反应系统压缩系统蒸馏系统过程仪表系统操作装置DMCplus/RT-OPT集成AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®先进过程控制与实时优化ofRT-OPTTime(Hours)UnitProfitability($)majordisturbanceactualunitprofit(DMCpluson)potentialunitprofitRT-OPTImplementationsAchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®计划、调度、优化一体化计划调度控制优化实际约束月平均日调度原料、成品价格1234约束条件、订单AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®DMCplus和RT-OPT的经济效益•增加产量•增加反应深度•提高产品质量和产量•降低能耗及操作费用•改善过程可操作性及安全可靠性AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®DMCplus和RT-OPT效益炼油装置效益装置处理量典型经济效益(美分/桶)($百万/年)常减压5-10135Kbspd2.5-5.0催化裂化20-4038Kbspd2.8-5.6重整5-2525Kbspd0.5-2.3加氢裂化10-3026Kbspd1.0-2.9烷基化5-3510Kbspd0.2-1.3延迟催化10-4031Kbspd1.1-4.5轻组分10-2040Kbspd1.5-2.9异构化5-1530Kbspd0.5-1.6润滑减压10-4010Kbspd0.4-1.5芳烃15-2015Kbspd0.8-1.1MTBE炼油28-404Kbspd0.4-0.6MTBE世界规模级装置50-8015Kbspd2.7-4.4AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®AspenTech经验DMCplus•常减压分馏•催化裂化•加氢裂化•催化重整•延迟焦化•烷基化•异构化(Penex)•天然气装置(NGL)•烯烃•芳烃•氧化反应•分馏RT-OPT•常减压分馏•催化裂化•催化重整•烷基化•加氢裂化•异构化(Penex)•烯烃505030403020612655300AppsApps108422416AchievingTruePotential™Plantelligence™®AspenTech®领导先控与优化新潮流采用AspenTech技术的公司有：Exx