Apc先进控制介绍说课讲解课件

Apc先进控制介绍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帮助客户在最优点操作先进过程控制先进过程控制

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。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多变量动态模型概况..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)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)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)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)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

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取决于装置的生产情况，一般可增加35%的经济效益。先进控制和优化产生的效益流量回路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

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-OPT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%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D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ToscoBaywayAmocoTexasCityLyondellCitgoRefiningHessVirginIslandsMarathonGaryville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AspenWatchRT-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集成先进过程控制与实时优化

ofRT-OPTTime(Hours)UnitProfitability($)majordisturbanceactualunitprofit(DMCpluson)potentialunitprofitRT-OPTImplementations计划、调度、优化一体化计划调度控制优化实际约束月平均日调度原料、成品价格1234约束条件、订单DMCplus和RT-OPT的经济效益增加产量增加反应深度提高产品质量和产量降低能耗及操作费用改善过程可操作性及安全可靠性DMCplus和RT-OPT效益炼油装置效益装置处理量典型经济效益(美分/桶)($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50-8015Kbspd2.7-4.4AspenTech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>50>50>30>40>30>20612655>300

Apps

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108422416领导先控与优化新潮流采用AspenTech技术的公司有：Exxon ChevronProducts Amoco BPMobil SunCompanySuncorWestlakeCitgoYPFRepsolKNPC Phillips StarEnterprise Texaco LCR,LPCARCOProducts NatrefMOLValeroPdVSA谢谢！乙烯DMCPlus控制器设计DemethanizerEthaneRecyclePrecutDeethanizerEthyleneProductRxRC2SplitterDepropanizerC3SplitterCGCC2RefrigC3RefrigFurnacesFractionatorQuenchH2/CH4FuelOilGasolinePropylenePropaneC4+DPSpeedDMCplusDMCplusDMCplusDMCplusDMCplusCompositeLPAPC/OPT结构RT-OptCompositeLPCGCDMCplusColdsideDMCplusMovePlanDCS/IMSPlatformMovePlanFurnaceDMCplusPVSPData&ConstraintLPTargetSeveritiesSteamRatiosCompositionLimitsSuctionPressuresFeedRatesConstraintsConstraintsEnergyCompositionsTemp’sPressuresStability闭环实时优化流程图

MeasurementsEconomicValuesControllerLimitsControlandOpt.StatusInfo.PLANTSTEADY?MEASUREMENTVALIDATIONPARAMETERCALCULATIONSOPTIMIZATIONCALCULATIONSIMPLEMENTOPT.SETPOINTSLINE-OUTPERIOD90MINUTESWAIT1MINUTENONOSelectedPlantMeasurementsSelectedPlantMeasurements&ControllerLimitsPLANTSTEADY?LESSTHAN1MINUTE30MINUTES5MINUTEOPERATORREVIEW15MINUTES

AspenIQ是AspenTech公司产品质量推断（软测量仪表）、建模及实施的高效软件包。

AspenIQ使得线性/非线性在线推断产品质量（软测量仪表）变得可能。AspenIQ具有分析仪及实验室数据在线修正模块，并能自动地更新推断产品质量，以确保软测量仪表精度。环保监控能力AspenIQ™产品AspenIQ概述模型开发-IQ模型离线视窗NT/95软件模型实施-AspenIQ在线在线、实时、计算机软件支持多种模型型式(PLS,FIR,NN…)现场应用可行成分推断软测量技术新颖卓越的软件结构与DMCplus和其他AspenTech产品可有机相连，可在不同平台，包括DCS和IS界面

线性

PLS-适用于线性操作区域，用于处理具有线性关系的数据。

模糊

PLS-正在审理的专利技术。在模型开发前，使用模糊逻辑来处理数据，特别适用于具有稀疏数据的非线性区域。

混合型神经网络-正在审理的专利技术。集PLS和神经网络技术之优势，构成混合型神经网络模型。此模型可延伸传统的神经网络处理能力。AspenIQ建模技术

基础软件包-实施在线的软测量的AspenIQ模块的基本功能。稳态检测数据核算在线计算和变换化验室数据软件包-基础软件包，加上数据采集、化验室数据核实及软测量仪表校正。混合神经网络软件包-除了基本软件包及分析室数据外，在线应用AspenTech的独特的混合型神经网络模型。AspenIQ在线技术不需要编程及画面界面。用户界面友好，由流程图生成建模界面。模型评估、数据品质分析工具以及图形分析工具变量选择、时滞测定及动态分析等因素分析界面

自动生成

工程师实施及支撑视窗图形界面（

GUI）模型具有分析仪和成分分析室数据修正功能。AspenIQ特色AspenIQ(virtualanalyzer)InferredMIandDensityarepredictedasafunctionof:

MI=f{%H2,%C2,%CX,(T)}UsesAnalyzerorLabFeedbackEliminatesLAB/AnalyzerTransportDelayReducesControllerSusceptibilitytoAnalyzerFailure/LABFrequencyAspenIQLabAnalyzerorPLSregression

orneuralnetworkDMCplusModelPredictiveMultivariableConstraintControlRespectsconstraintsoninputs&outputsCalculatespresentandfuturemovestoplanasmoothcontrolstrategyPerformseconomicoptimizationCapableofhandlingnonlinearprocessesFlexibledesignfeaturescoverswiderangeofprocessrequirementsProjectmethodologyassuressuccessfulprojectsRobustoperationNonlinear,rigorous,openequationmodelorregressed/neuralnetworkmodelLinearorNon-linearModelAspenIQ(virtualanalyzer)InferredMIandDensityarepredictedasafunctionof:

MI=f{%H2,%C2,%CX,(T)}

ReducedMIvariabilityAspenIQLab