Honeywell先進(jìn)控制軟件介紹.ppt

Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制技術(shù)交流 2006年10月26日 報(bào)告議程 1 Honeywell簡(jiǎn)介2 Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3 聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案3 1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)3 2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù) Polytech方案3 3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4 新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù) ProfitNLC5 Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6 先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素 成立于1885年 總部現(xiàn)設(shè)在美國(guó)新澤西州遍布100多個(gè)國(guó)家 120 000員工全球財(cái)富500強(qiáng)排名前列 銀行信譽(yù)A級(jí)2005年銷售達(dá)到277億美元每年的科技開發(fā)費(fèi)用達(dá)7億多美元道瓊斯30支工業(yè)股票之一 標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)之一被 財(cái)富 評(píng)為最好的公司 最大效益公司 最佳管理公司 霍尼韋爾公司 多元化技術(shù)和制造業(yè)占領(lǐng)導(dǎo)地位的跨國(guó)公司 霍尼韋爾公司簡(jiǎn)介 霍尼韋爾公司主流業(yè)務(wù) 自動(dòng)化與控制 ACS 34 特種材料13 交通動(dòng)力16 航空航天37 霍尼韋爾公司業(yè)務(wù) Honeywell在過(guò)程解決方案中的優(yōu)勢(shì) Honeywell是世界著名的自動(dòng)化儀表生產(chǎn)公司 對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取提供保證 Honeywell是第一家生產(chǎn)DCS的廠商 其DCS已廣泛應(yīng)運(yùn)到各行各業(yè) 對(duì)過(guò)程控制有著深刻的理解 Honeywell是世界著名的工業(yè)軟件公司 對(duì)工廠的業(yè)務(wù)有著獨(dú)特的見(jiàn)解 這一切為Honeywell的過(guò)程解決方案的成功應(yīng)用提供了強(qiáng)大的保證 霍尼韋爾公司高技術(shù)執(zhí)行部簡(jiǎn)介 霍尼韋爾公司高技術(shù)執(zhí)行部為行業(yè)提供高技術(shù)解決方案 Advancedsolutions AdvancedSolutions協(xié)助企業(yè)制定統(tǒng)一的生產(chǎn)管理解決方案 完成從生產(chǎn)車間到企業(yè)整體經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的整合 使企業(yè)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)與設(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)能力結(jié)合 實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的最大化 高技術(shù)執(zhí)行部負(fù)責(zé)高技術(shù)解決方案的咨詢 設(shè)計(jì) 實(shí)施 維護(hù)等服務(wù) 在中國(guó) 目前霍尼韋爾公司公司擁有60多名由博士 碩士和高級(jí)工程師構(gòu)成的工程技術(shù)資源 多人具有10年以上的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn) 此外 公司其他業(yè)務(wù)部門對(duì)中國(guó)業(yè)務(wù)的支持還包括 高技術(shù)執(zhí)行部在世界其它各地的1 200多名專業(yè)人士 150多名研發(fā)工程師 霍尼韋爾公司在中國(guó)的合作伙伴 共同推廣霍尼韋爾公司的先進(jìn)解決方案 高技術(shù)執(zhí)行部中國(guó)區(qū)技術(shù)力量 石油化工行業(yè)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者 在煉油行業(yè) 超過(guò)400個(gè)煉油廠 裝置全球25個(gè)最大的煉油廠有24個(gè)使用了Honeywell的集成系統(tǒng)在化工行業(yè) 1在乙烯裝置 全球超過(guò)50 的乙烯裝置 1在芳烴裝置 全球超過(guò)50 的芳烴裝置 1在合成氨裝置 全球超過(guò)40 的合成氨裝置與UOP聯(lián)合開發(fā)石化應(yīng)用 Honeywell在中國(guó) 1935年開始在中國(guó)開展業(yè)務(wù)1家投資公司 11家合資企業(yè) 12家獨(dú)資企業(yè) 1家貿(mào)易公司 員工5000余人在中國(guó)的總投資超過(guò)5億美元2002年3季度亞太區(qū)總部從新加坡移師到上海2002年成立北京研發(fā)中心2004年成立上海研發(fā)中心 中國(guó)最大的流程工業(yè)整體解決方案供應(yīng)商整體軟件系統(tǒng) 成套硬件系統(tǒng)項(xiàng)目工程與集成中心應(yīng)用專家與咨詢顧問(wèn) Honeywell高技術(shù)執(zhí)行部在中國(guó)部分主要實(shí)例 中國(guó)石化高橋分公司水星計(jì)劃 先進(jìn)控制 MES中國(guó)石油大連石化汽油調(diào)合與移動(dòng)自動(dòng)化上海SECCO操作員仿真培訓(xùn)與先進(jìn)控制中國(guó)石油APS MES項(xiàng)目 報(bào)告議程 1 Honeywell簡(jiǎn)介2 Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3 聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案3 1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)3 2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù) Polytech方案3 3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4 新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù) ProfitNLC5 Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6 先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素 先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件層次架構(gòu) ProfitController RMPCT ProfitPID MaterialControl Blending BRC BPC PFM TCM 先進(jìn)過(guò)程控制 ProfitLoop DataModeling Analysis ProfitSensorPro ProfitToolkit AdvancedRegulatoryControl MPCControl Optimization DynamicMulti UnitOptimization ProfitOptimizer ProfitBridge SteadyStateOptimization ProfitMax BatchControl TotalPlantBatch BatchAnalyst 診斷和性能監(jiān)控 ControlLoops Valves LoopScout APC PerformanceMonitor ProfitAssistant APCScout beta 操作自動(dòng)化 LabEntry LabUpdateToolkit OperatorDataLogs IntelaTrac 應(yīng)用解決方案 Pulp Paper Mining Minerals Polymers PowerGeneration Spheripol Basell APC NLC AdvancedSteamManagement SmartGrind ALKS LimeKiln DaVinciQCS PMD Machine Blend ABS Bleaching AdvancedCombustionControl ProfitSuitePKS 集先進(jìn)控制和最優(yōu)化應(yīng)用于一體 HysysUOPReactorModels UnifiedModelingEnviroment 在線優(yōu)化技術(shù) 1 ProfitMax 穩(wěn)態(tài) 基于方程的優(yōu)化 適于嚴(yán)重非線性場(chǎng)合單一的 基于開放方程的模型 適用于離線和在線應(yīng)用處理混合的整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題其它用途 設(shè)備性能檢測(cè) 催化劑活性降低檢測(cè) 進(jìn)行 whatif 分析 在線優(yōu)化技術(shù) 2 ProfitOptimizer ProfitBridge 動(dòng)態(tài)優(yōu)化 對(duì)非線性嚴(yán)重的過(guò)程采取增益調(diào)度 通過(guò)ProfitBridge 直接朝利潤(rùn)最大的方向移動(dòng)在可能情況下 進(jìn)行全局優(yōu)化 Dynamicoptimization 動(dòng)態(tài)優(yōu)化 不需檢測(cè)穩(wěn)態(tài)3 5分鐘的執(zhí)行頻率完整明確的目標(biāo)函數(shù)及求解器協(xié)調(diào)優(yōu)化與ProfitController應(yīng)用共享模型根據(jù)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性和響應(yīng)時(shí)間計(jì)算控制器的優(yōu)化速度專利橋模型技術(shù) 在整個(gè)優(yōu)化范圍內(nèi) 完全的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián) 多變量預(yù)估控制技術(shù) ProfitController 基于模型的控制器區(qū)間控制算法 新一代技術(shù)漏斗控制技術(shù)控制變量變動(dòng)最小最優(yōu)的響應(yīng)曲線內(nèi)在的魯棒性和穩(wěn)定性整定容易 操作變量變化量不受限制內(nèi)置局部?jī)?yōu)化功能線性或二次目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化速度調(diào)節(jié)參數(shù)MV CV可以選擇合適的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可接收來(lái)自外部應(yīng)用的理想的目標(biāo)設(shè)定值可進(jìn)行滿足約束條件的優(yōu)化 建模環(huán)境 ProfitDesignStudio 優(yōu)化控制項(xiàng)目規(guī)劃工具直接從Experion PHD Excel或文本文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析和處理 向量計(jì)算數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)先進(jìn)的數(shù)據(jù)展示功能多個(gè)動(dòng)態(tài)建模選項(xiàng) 有限脈沖響應(yīng)FIR 預(yù)測(cè)誤差建模PEM 離線模擬和測(cè)試 自動(dòng)階躍測(cè)試ProfitStepper 集數(shù)據(jù)采集與在線模型識(shí)別于一體狀態(tài)空間識(shí)別技術(shù)直觀顯示測(cè)試結(jié)果同時(shí)處理多個(gè)擾動(dòng)變量自動(dòng)記錄測(cè)試結(jié)果對(duì)控制器進(jìn)行針對(duì)性的 有效的維護(hù) 減少40 60 的測(cè)試時(shí)間 軟測(cè)量技術(shù) ProfitSensorPro 軟儀表開發(fā)工具具有線性與非線性建模功能緊密集成在ProfitDesignStudio開發(fā)環(huán)境中大量數(shù)據(jù)建模 數(shù)據(jù)驗(yàn)證及模型驗(yàn)證功能易于操作 能以多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)展示EarlyEventDetection 早期事件診斷 利用異常狀態(tài)委員會(huì) ASM 新開發(fā)的技術(shù)對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)多元統(tǒng)計(jì)分析工具操作狀態(tài)監(jiān)視 基本回路整定技術(shù) LoopScout 基本回路監(jiān)視 診斷 評(píng)估對(duì)控制回路進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)視和分析 不對(duì)回路造成任何影響 對(duì)閥門故障進(jìn)行檢測(cè)和診斷 基于瀏覽器的操作界面ProfitPID 魯棒PID魯棒PID控制器調(diào)節(jié)在工藝波動(dòng)頻繁的場(chǎng)合進(jìn)行優(yōu)化控制參數(shù)變化最小ProfitLoop 單回路模型預(yù)估控制提高控制性能減少閥門磨損減少組態(tài)和維護(hù)工作量 先進(jìn)控制工具 性能監(jiān)測(cè)工具EmbeddedHistory 嵌入式歷史 應(yīng)用程序歷史數(shù)據(jù)庫(kù)PHDDesktopTools 桌面工具 統(tǒng)計(jì)和模型質(zhì)量分析ProfitViewerReports 先進(jìn)控制報(bào)表 APCScoutw AssetManagerPKS可選組件創(chuàng)建報(bào)告和進(jìn)行性能檢測(cè)集成的報(bào)警及事件通知功能 先進(jìn)的操作員工具ProfitAssistant 專為操作人員開發(fā)的 非常友好的輔助工具 直觀操作界面 趨勢(shì)圖 流程幫助操作員更好地理解 使用先進(jìn)控制技術(shù) 報(bào)告議程 1 Honeywell簡(jiǎn)介2 Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3 聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案3 1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)3 2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù) Polytech方案3 3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4 新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù) ProfitNLC5 Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6 先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素 聚合工藝特點(diǎn) 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 生產(chǎn)是一次通過(guò)式 要么是成品 要么是廢品質(zhì)量指標(biāo)嚴(yán)格 影響因素復(fù)雜無(wú)在線質(zhì)量分析儀多牌號(hào)生產(chǎn) 經(jīng)常切換嚴(yán)重的非線性過(guò)程 如進(jìn)料氫濃度 催化劑加入量與漿液密度之間的關(guān)系等 聚合過(guò)程易受不可測(cè)擾動(dòng)的影響 如催化劑中毒或活性變化使用新工藝和新的催化劑 減少不正常情況 反應(yīng)器停車或近乎停車 更為精確地產(chǎn)品質(zhì)量控制 快速 可靠的牌號(hào)切換 中間產(chǎn)品率最小 主產(chǎn)品增加 產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測(cè)和控制 熔融指數(shù) 密度等 產(chǎn)率最大化 新的工藝 新的操作條件 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 用APC和優(yōu)化控制來(lái)解決什么問(wèn)題 當(dāng)前的操作 時(shí)間 合格品A 非合格品B 不達(dá)標(biāo) 合格品B 切換 過(guò)程 產(chǎn)品質(zhì)量變化大切換時(shí)間長(zhǎng) 質(zhì)量 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 當(dāng)前的操作 理想的操作 合格品A 合格品B 切換 過(guò)程 利用APC控制質(zhì)量變化和切換時(shí)間 時(shí)間 質(zhì)量 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 希望的操作 數(shù)據(jù)采集 濾波處理和校驗(yàn) 多變量模型預(yù)測(cè)控制 推斷質(zhì)量控制 使用直接基于物理過(guò)程機(jī)理和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的嚴(yán)格的過(guò)程模型 自動(dòng)處理與過(guò)程增益和過(guò)程動(dòng)態(tài)性能相關(guān)的非線性特性 提供反應(yīng)器性能計(jì)算 使得這些性能直接可控 牌號(hào)切換時(shí)間的控制 故障檢測(cè) 預(yù)報(bào) 診斷和處理 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 先進(jìn)控制方案 提高裝置操作運(yùn)行的穩(wěn)定性 減小產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差 優(yōu)化操作 卡邊 控制 提高產(chǎn)率 在保證安全的前提下 能保持生產(chǎn)裝置長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 應(yīng)用預(yù)報(bào) 診斷及處理技術(shù) 減少事故發(fā)生 避免非計(jì)劃停車帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失 縮短產(chǎn)品牌號(hào)切換時(shí)間 減少中間過(guò)渡料 應(yīng)用軟測(cè)量技術(shù) 可以獲得許多原來(lái)無(wú)法在線測(cè)量的重要質(zhì)量指標(biāo) 如 MFR 固體濃度 產(chǎn)率等 先進(jìn)過(guò)程控制的經(jīng)濟(jì)效益 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 國(guó)內(nèi)大型聚丙烯 PP 生產(chǎn)裝置以引進(jìn)技術(shù)為主 中型和小型PP生產(chǎn)裝置以國(guó)產(chǎn)化技術(shù)為主 引進(jìn)技術(shù)主要有釜式反應(yīng)器液相本體 氣相本體Hypol工藝 三井化學(xué)公司 及環(huán)管式反應(yīng)器液相本體 氣相本體組合法Speripol工藝 原Hi mon公司 現(xiàn)巴塞爾公司 目前國(guó)內(nèi)PP行業(yè)的現(xiàn)狀是各類小規(guī)模的生產(chǎn)裝置多 生產(chǎn)能力大的裝置少 國(guó)內(nèi)聚丙烯裝置特點(diǎn) 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 Spheripol工藝由巴塞爾 Basell 聚烯烴公司開發(fā)成功 該技術(shù)自1982年首次工業(yè)化以來(lái) 是迄今為止最成功 應(yīng)用最為廣泛的聚丙烯生產(chǎn)工藝 Spheripol工藝是一種液相預(yù)聚合同液相均聚和氣相共聚相結(jié)合的聚合工藝 工藝采用高效催化劑 生成的PP粉料粒度其催化劑生產(chǎn)的粉料呈園球形 顆粒大而均勻 分布可以調(diào)節(jié) 既可寬又可窄 可以生產(chǎn)全范圍 多用途的各種產(chǎn)品 目前Spheripol工藝已經(jīng)發(fā)展到第二代 第二代技術(shù)使用雙環(huán)管反應(yīng)器 操作壓力和溫度都明顯提高 可生產(chǎn)雙峰聚丙烯 Spheripol工藝特點(diǎn) 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 Hypol工藝由日本三井化學(xué)公司于20世紀(jì)80年代初期開發(fā)成功 該工藝采用HY HS II催化劑 TK II 是一種多級(jí)聚合工藝 Hypol工藝可生產(chǎn)均聚 無(wú)規(guī) 抗沖全范圍的PP產(chǎn)品 MFR范圍為0 30 80kg 10min 目前 世界上采用Hypol工藝生產(chǎn)的聚丙烯裝置有22套 總生產(chǎn)能力約為251萬(wàn)噸 年 約占世界聚丙烯總生產(chǎn)能力的6 左右 Hypol工藝特點(diǎn) 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 隨著全球聚丙烯工業(yè)朝集團(tuán)化 國(guó)際化生產(chǎn)的趨勢(shì)發(fā)展 國(guó)際大石化公司通過(guò)不斷地重組 合并優(yōu)勢(shì)業(yè)務(wù) 擴(kuò)大市場(chǎng)份額 增強(qiáng)自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) 殼牌公司和巴斯夫公司的三家子公司 Elenac Montell和Targor聯(lián)合組成巴塞爾 Basell 公司 形成聚丙烯生產(chǎn)商的 巨無(wú)霸 PP世界產(chǎn)能繼續(xù)增長(zhǎng) 前五年內(nèi) 全球聚丙烯的生產(chǎn)能力增加了50 年增長(zhǎng)率8 45 催化劑技術(shù)不斷改進(jìn) 世界聚丙烯工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 報(bào)告議程 1 Honeywell簡(jiǎn)介2 Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3 聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案3 1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)3 2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù) Polytech方案3 3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4 新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù) ProfitNLC5 Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6 先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素 POLYTECH計(jì)算軟件包 PP APC專利軟件技術(shù)由Honeywell Montell聯(lián)合開發(fā) 適用于Basell 原Montell 環(huán)管工藝 支持以下工藝推理計(jì)算 反應(yīng)器質(zhì)量流量反應(yīng)器傳熱系數(shù)反應(yīng)器產(chǎn)率 基于熱平衡的計(jì)算 反應(yīng)器聚合物量計(jì)算 固體濃度 存量 物料量 停留時(shí)間 反應(yīng)器內(nèi)丙烯 乙烯 H2濃度計(jì)算催化劑活性計(jì)算MFR計(jì)算和校正 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 R200Babyloop R201loopRX C3 FromD202 P205 D106 Catalst Precontact D201 VapourDrum Teal FC111 T301 302 C3 D202 Prepolymer D301FlashDrum Degasing D502Dryer PP Donor P104 Additive P111 Donor FIC121Additive FIC151 工藝過(guò)程 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 支持的控制功能模塊 反應(yīng)溫度控制固體濃度控制產(chǎn)率控制氫氣濃度 乙烯濃度控制產(chǎn)品質(zhì)量控制 多變量預(yù)測(cè)控制技術(shù)RMPCT Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 Polytech系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 建模機(jī)理質(zhì)量平衡能量平衡內(nèi)容APC推理計(jì)算魯棒控制策略MFR關(guān)聯(lián)計(jì)算 Polytech軟件設(shè)計(jì) Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 反應(yīng)器冷卻水系統(tǒng)溫度R200 TE 222 TE 225 1 TE 225 2 R201 TE 242 TE 243 反應(yīng)器溫度R200 TE 221 R201 TE 241 PP APC用關(guān)鍵儀表 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 流量?jī)x表催化劑進(jìn)料系統(tǒng) FT 111 FT 121冷卻水 R200 FT 222 R201 FT 271 H2 C3流量計(jì) FT 201A B FT 203 密度計(jì)DT 241工業(yè)色譜分析儀AT 201 AT 331 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 PP APC用關(guān)鍵儀表 質(zhì)量平衡基本算式 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 質(zhì)量平衡基本算式為 MassIn MassOut各組份質(zhì)量平衡計(jì)算 a dM dt Mi Mo MpM 反應(yīng)器中反應(yīng)物的質(zhì)量Mi 注入反應(yīng)器各物流質(zhì)量Mo 流出反應(yīng)器各物流質(zhì)量 Mp 生成物質(zhì)量 基于熱量平衡計(jì)算產(chǎn)率 PR f Qfeed Qamb Qjw Qblower Quss Qpre HPR 產(chǎn)率 噸 小時(shí) Qfeed 反應(yīng)器各單體顯熱量Qamb 環(huán)境熱損量Qjw 夾套撤熱量Qblower 循環(huán)泵能量Quss 不穩(wěn)定熱量Qpre 預(yù)聚熱量 H 單位聚合物放熱量 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 產(chǎn)率計(jì)算 丙烯轉(zhuǎn)化率 產(chǎn)率 合理性檢查和濾波 夾套撤熱量 不穩(wěn)定熱 進(jìn)料單體顯熱 環(huán)境熱損失量 預(yù)聚熱量 冷水溫差 水流量 漿液濃度 質(zhì)量聚合物熱量 進(jìn)料量 分子量 比熱 溫度 環(huán)境溫度 反應(yīng)器體積 絕熱層 小環(huán)管反應(yīng)熱 循環(huán)泵熱量 攪拌電流等 單位聚丙烯反應(yīng)熱 傳熱系數(shù) 速率 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 熱負(fù)荷計(jì)算 Q C JWflow JWdeltatemp AMBheat C3heat其中 Q 夾套水熱負(fù)荷KWC 夾套水熱容JWflow 夾套水流量JWdeltatemp 夾套水進(jìn) 出口溫差A(yù)MBheat 環(huán)境熱損2P1AMRQXC3heat 單體顯熱2P1C3RQX Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 固體濃度計(jì)算 固體濃度 f 漿液密度 攪拌電流 產(chǎn)率 反應(yīng)器中固體濃度改變會(huì)使反應(yīng)物和催化劑在反應(yīng)器中的停留時(shí)間變化 從而改變聚合速率 固體濃度是反應(yīng)器單程轉(zhuǎn)化率的度量 在相同的加工量下 單程轉(zhuǎn)化率越高 催化劑耗量和后續(xù)系統(tǒng)的能耗就越低 調(diào)節(jié)固體濃度的主要手段是新鮮丙烯進(jìn)料量 過(guò)程信號(hào)確認(rèn)APC控制策略監(jiān)控控制器設(shè)定值斜坡輸入約束控制監(jiān)視器畫面顯示次序控制RPID控制器數(shù)字積分技術(shù)多用途濾波器程序 Polytech軟件包中提供的工具程序包 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 先進(jìn)控制系統(tǒng)投用時(shí)間較長(zhǎng) 系統(tǒng)硬件開始老化 需要更新 部分聚丙烯裝置進(jìn)行了改造 模型參數(shù)需調(diào)整 裝置的約束發(fā)生了變化 APC的控制策略需要調(diào)整增加新的先進(jìn)控制技術(shù)工程技術(shù)人員在升級(jí)過(guò)程中掌握先進(jìn)控制技術(shù) Polytech技術(shù)方案升級(jí)需求分析 Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案 報(bào)告議程 1 Honeywell簡(jiǎn)介2 Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3 聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案3 1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)3 2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù) Polytech方案3 3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4 新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù) ProfitNLC5 Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6 先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素 典型控制方案 BASELL環(huán)管工藝 環(huán)管式控制器包括進(jìn)料 預(yù)聚合 環(huán)管 1及環(huán)管 2等主要設(shè)備 主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)率控制 介質(zhì)濃度控制 質(zhì)量指標(biāo)控制等 產(chǎn)率控制 漿液濃度控制 反應(yīng)器內(nèi)氫氣濃度控制 反應(yīng)器內(nèi)乙烯濃度控制 反應(yīng)器內(nèi)1 丁烯濃度控制 產(chǎn)品質(zhì)量控制 助催化劑與給電子體配比控制 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 典型控制方案 BASELL環(huán)管工藝 氣相控制器包括循環(huán)壓縮機(jī) 氣相反應(yīng)器等設(shè)備 主要實(shí)現(xiàn)介質(zhì)濃度控制 質(zhì)量指標(biāo)控制 氫 乙烯比控制 氫 丙烯比控制 乙烯 丙烯比控制 質(zhì)量控制 反應(yīng)器密度控制 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 典型控制方案 三井Hypol工藝 先進(jìn)控制主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)率控制 介質(zhì)濃度控制 質(zhì)量指標(biāo)控制等 產(chǎn)率控制 反應(yīng)器內(nèi)氫氣濃度控制 反應(yīng)器內(nèi)乙烯濃度控制 反應(yīng)器內(nèi)丁烯濃度控制 質(zhì)量控制 熔融指數(shù) 密度等 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 被控變量產(chǎn)品熔融指數(shù) 等規(guī)度產(chǎn)率漿液密度夾套循環(huán)水三通閥開度反應(yīng)器循環(huán)泵功率各介質(zhì)濃度等 操作變量反應(yīng)器進(jìn)料催化劑注入量共聚單體進(jìn)料量氫流量乙烯進(jìn)料鋁劑和外給電子體加入量 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 控制器設(shè)計(jì) 干擾變量反應(yīng)壓力壓縮機(jī)出口溫度和壓力冷卻水入口溫度冷卻水流量等 控制器設(shè)計(jì) 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 先進(jìn)控制及優(yōu)化目標(biāo) 提高生產(chǎn)裝置穩(wěn)定性 安全生產(chǎn) 減少產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng) 保證產(chǎn)品性能的一致性 粉料熔融指數(shù)偏差減少25 以上 合理協(xié)調(diào)各個(gè)操作變量 優(yōu)化生產(chǎn) 環(huán)管反應(yīng)器固體濃度偏差減少25 以上 增加產(chǎn)率 縮短切換時(shí)間 減少過(guò)渡料損失 切換時(shí)間減少30 降低單體及催化劑 公用工程消耗 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹 報(bào)告議程 1 Honeywell簡(jiǎn)介2 Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3 聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案3 1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)3 2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù) Polytech方案3 3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4 新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù) ProfitNLC5 Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6 先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素 ProfitNLC廣泛地采用聚合過(guò)程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型 機(jī)理性的工程模型決定了ProfitNLC有一個(gè)寬的操作區(qū)間 ProfitNLC用該模型估計(jì)聚合物的基本物性 如產(chǎn)率 熔融指數(shù)和密度等 ProfitNLC還用實(shí)際的生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù) 如容器的體積 建立裝置的動(dòng)態(tài)性能 確?？刂破髂Ｐ陀幸粋€(gè)更寬的操作區(qū)間 利用模型提供推理計(jì)算 可以直接被ProfitNLC使用 包括 產(chǎn)率 瞬時(shí)和平均床層熔融指數(shù)及密度 氣相露點(diǎn) 催化劑能力等 ProfitNLC與聚合物生產(chǎn) ProfitNLC的特點(diǎn) ProfitNLC是一個(gè)非線性控制器 直接控制產(chǎn)品牌號(hào)切換ProfitNLC有能力控制所有牌號(hào)切換的過(guò)程 ProfitNLC在牌號(hào)切換期間 控制關(guān)鍵CV的軌跡 減少不合格產(chǎn)品操作員或工程師可以設(shè)置期望的CV 如 熔融指數(shù) 的響應(yīng)時(shí)間常數(shù) 來(lái)調(diào)節(jié)牌號(hào)切換的速度 ProfitNLC僅通過(guò)接受操作員或牌號(hào)切換管理軟件來(lái)的熔融指數(shù)的目標(biāo)值 控制器自動(dòng)決定加入的氫氣量達(dá)到希望的目標(biāo) ProfitNLC與聚合物生產(chǎn) ProfitNLC的特點(diǎn) 模型的適應(yīng)性 ProfitNLC還用實(shí)際的生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù) 如容器的體積 建立裝置的動(dòng)態(tài)性能 確?？刂破髂Ｐ陀幸粋€(gè)更寬的操作區(qū)間 基于統(tǒng)計(jì)的模型參數(shù)估計(jì) 很少或無(wú)需行裝置測(cè)試ProfitNLC有許多組件 確保進(jìn)行魯棒性性操作 良好的處理模型誤差能力 ProfitNLC將狀態(tài)信息反饋到控制器模型內(nèi)部 增加其魯棒性能 同一個(gè)機(jī)理模型可用于新牌號(hào)生產(chǎn)的仿真 非線性控制器 ProfitNLC ProfitNLC的優(yōu)點(diǎn) ProfitNLC 使用嚴(yán)格的物理模型切換時(shí)間基于實(shí)際的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化牌號(hào)切換操作全程控制通過(guò)外推拓寬可控操作區(qū)域 其它技術(shù) 使用基于歷史數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ颓袚Q時(shí)間由控制器的結(jié)構(gòu)來(lái)決定控制與優(yōu)化分別進(jìn)行牌號(hào)切換過(guò)程不能控制只能用于有模型的操作區(qū)域 ProfitNLC技術(shù) ProfitNLC采用代數(shù)微分方程 DAEs 作為動(dòng)態(tài)過(guò)程模型 模型基于基本原理或由經(jīng)驗(yàn)得出 ProfitNLC系統(tǒng)的與裝置的連接關(guān)系圖如下所示 NOVA 非線性控制器接口 NOVA 優(yōu)化系統(tǒng) NOVA DAE系統(tǒng) ProfitNLC目標(biāo)函數(shù) ProfitNLC控制模型 聚合動(dòng)態(tài)過(guò)程模型 PDMS ProfitNLC應(yīng)用程序 預(yù)處理 外部偏置計(jì)算 給定值下送 ProfitNLC方案存檔 DCS過(guò)程 過(guò)程控制 ProfitNLC結(jié)構(gòu) ProfitNLC硬件布局 Modem調(diào)制解調(diào)器 控制計(jì)算機(jī) DCS接口App節(jié)點(diǎn) ProfitNLC 工程師PC 控制網(wǎng) LCN DCS操作站 Printer打印機(jī) ProfitNLCPCClient ProfitNLCServer DCS操作站 ProfitNLC用戶界面 ProfitNLC顯示畫面 樣板 聚合物生產(chǎn)動(dòng)態(tài)建模系統(tǒng) PDMS PDMS 通用的聚合過(guò)程模型庫(kù)用于如下單元建模 反應(yīng)器單體回收聚合物分離換熱器壓縮機(jī)等現(xiàn)有的反應(yīng)器模型包括環(huán)管反應(yīng)器CSTR 連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器 氣相流化床多點(diǎn)釜式 PDMS 物性預(yù)測(cè)包括 產(chǎn)率熔融指數(shù)密度露點(diǎn)溫度反應(yīng)器單體轉(zhuǎn)化率反應(yīng)器表面氣速反應(yīng)器最小流化速度催化劑能力反應(yīng)物濃度比即時(shí)和平均聚合物物性計(jì)算PDMS 支持第三方提供的物性經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè) 開放系統(tǒng) 聚合物生產(chǎn)動(dòng)態(tài)建模系統(tǒng) PDMS 目前ProfitNLC技術(shù)已被下列聚合過(guò)程所應(yīng)用 巴賽爾公司的Spheripol工藝Dow化學(xué)公司的Unipol工藝ChevronPhillips化學(xué)公司的環(huán)管工藝BP公司的Innovene工藝等 非線性控制器 ProfitNLC 報(bào)告議程 1 Honeywell簡(jiǎn)介2 Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3 聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案3 1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)3 2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù) Polytech方案3 3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4 新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù) ProfitNLC5 Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6 先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素 Honeywell在Basell公司聚丙烯裝置上實(shí)施APC 與Basell公司簽署協(xié)議 在16個(gè)聚丙稀裝置實(shí)施先進(jìn)控制項(xiàng)目6Sinopecsites China licenses trainingandconsulting ShanghaiPetrochemicalCo JinshanChinaWuHanPetrochemicalCo TianJinPetrochemicalCo JinanPetrochemicalMontell Ferrara ItalyMontell Varennes CanadaMontellPasadenaTxMontellBayportTxMontellParmaItalyNorthSeaPetrochemicals BelgiumTVK Hungary 2plantsIndelpro Tampico MexicoPolibrasilSaoPaolo Brazil HoneywellBasellPPAPC經(jīng)驗(yàn) 中國(guó)地區(qū) 先進(jìn)控制的實(shí)施很好地平穩(wěn)了漿液濃度 使?jié){液濃度標(biāo)準(zhǔn)偏差有了明顯降低 同時(shí)在不違反裝置安全約束的條件下 通過(guò)調(diào)整催化劑和單體量 Ramping 提高了產(chǎn)率 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)率卡邊 具體如下 先進(jìn)過(guò)程控制在聚丙烯裝置上的應(yīng)用 上海石化聚丙烯裝置APC應(yīng)用效果 先進(jìn)過(guò)程控制在聚丙烯裝置上的應(yīng)用 武漢石化聚丙烯裝置APC應(yīng)用效果 ProfitNLC的應(yīng)用 增加月產(chǎn)量 5 40 減少不合格產(chǎn)品減少牌號(hào)切換時(shí)間 30 70 減少產(chǎn)品物性偏差 60 增加操作工的知識(shí)和自信心通過(guò)對(duì)過(guò)渡過(guò)程結(jié)焦的動(dòng)態(tài)約束監(jiān)控 避免異常情況的出現(xiàn)減少劣質(zhì)品 開始時(shí)便能滿足要求 ProfitNLC應(yīng)用效果 CV X2 應(yīng)用ProfitNLC后 ProfitNLC縮短牌號(hào)切換時(shí)間 ProfitNLC增加產(chǎn)量 投用ProfitNLC 1234567月 產(chǎn)量曲線 050010001500200025003000時(shí)間 分 050010001500200025003000時(shí)間 分 應(yīng)用ProfitNLC前 應(yīng)用ProfitNLC后 設(shè)定值范圍 ProfitNLC減小CV波動(dòng) ChevronPhilipsOrange的應(yīng)用 增加產(chǎn)量 所有牌號(hào)都超過(guò)8 牌號(hào)切換時(shí)間減少30 待操作步驟改變后可期望減少更多減少產(chǎn)品物性偏差50 大大減少異?；虿话踩那闆r出現(xiàn) 如反應(yīng)器暴聚等當(dāng)換熱器清理或重新設(shè)計(jì)后 NLC控制器不需要修改NLC控制器的投運(yùn)率達(dá)98 ProfitNLC在高密度聚乙烯 Philips環(huán)管工藝 上的應(yīng)用效果 霍尼威爾全球市場(chǎng)占有及應(yīng)用情況 75個(gè)上層優(yōu)化應(yīng)用1800多個(gè)多變量控制應(yīng)用500多個(gè)大型裝置先進(jìn)控制實(shí)施 基于模型的優(yōu)化控制 250多個(gè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝200多家全球客戶 ARCJanuary2005Report Real timeProcessOptimizationandTrainingWorldwideOutlook 先進(jìn)控制和在線優(yōu)化產(chǎn)品2005年市場(chǎng)占有率全球第1位 霍尼威爾先進(jìn)控制及在線優(yōu)化典型全球客戶 技術(shù)遍布全球 乙稀行業(yè)先進(jìn)控制與優(yōu)化部分用戶 Petromont Dow APC OptimizationCanadaDEA2BAPC OptimizationGermanyDEA2AAPC OptimizationGermanyBPAmocoG4APC OptimizationScotlandBPAmocoKGAPCScotlandNoretylAPC OptimizationNorwayWilliamsAPCUSAExxonOptimizationUSAPemexAPCMexicoPQUAPC OptimizationBrazilPCSIAPC OptimizationSingapore