實(shí)現(xiàn)加熱爐支路平衡控制的一種算法

1、| 維普資訊 h ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷過(guò)程控制此工自動(dòng)化及儀萄2001, 28 2).23-26Control $ndl lnsirurnnts in Ci>ernica Indu&tiry實(shí)現(xiàn)加熱爐支路平衡控制的一種算法崔帆(申貝石牝安慶井畦司故油廠.先世姿氏24600J摘要：用步進(jìn)運(yùn)誰(shuí)骨拒補(bǔ)桂方辰進(jìn)桿加典爐文路年斷挫啊，握出TT帶風(fēng)向增畳補(bǔ)槎旳加法狂算法和亶踣送 JL號(hào)動(dòng)平箭鼻決井外煙韓雀DCS 中的甥現(xiàn)Q關(guān)詞：步湮遷推算矗；琴鶴補(bǔ)整；蚌鋰軼忡*加詰爐拉制申圖分類號(hào)* TT274 文Wt折識(shí)碼：B 立號(hào)：10003932(2001 J02-0023-D+

2、| 維普資訊 h ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷| 維普資訊 h ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷1何題的提出我廠DCS應(yīng)用初期，在DCS控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn) 了精憎塔底液面與加熱爐四路分支進(jìn)料的申級(jí)均 勻控制(圖1人但在其肓的運(yùn)行過(guò)程中+有兩牛問(wèn) 題如果進(jìn)一步得到解決，對(duì)控制效累更加有利口首先加熱爐各分支出口只有溫度酗量而沒 有溫度控制回路"這樣*即使是穩(wěn)定的工況下 分支出口溫差仍會(huì)經(jīng)常讓移。而工藝采用系統(tǒng)操 作方法的情況下，操作人員不吋能總是把精辦持 續(xù)地放在這一牛問(wèn)題上煒而分支出口溫差帶來(lái)的 爐內(nèi)龍負(fù)荷不平衡對(duì)爐管壽命和附加熱損都有 負(fù)面影響。| 維普資訊 h

3、ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷| 維普資訊 h ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷1精博塔底紙面與加課爐四路好支進(jìn)科的申轂均勻疫制石就圖| 維普資訊 h ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷其次,每一分支械量控制回路中的加法器.從 原理上說(shuō)也是牛多重干擾源：(U某回路加法器增量f該回路施量變化f 加熱爐負(fù)荷變化f出口魁度波動(dòng)°(2)某回路加法器增量f該回路流量變牝f 總流量變化f塔底液面變化一塔底液面調(diào)節(jié)過(guò)程 引起總涼量再次變化一加熱爐負(fù)荷變化一出口溫 度液動(dòng)-由此町見每次加法器的變化對(duì)爐出口溫度 有前后兩次較大的重盪性干擾。收 BBff!2no-lo-25

4、下面依歡提出帶反向增量補(bǔ)償?shù)囊中犉骱椭?路溫差自動(dòng)平衡算法，并介紹整個(gè)方案的構(gòu)成耳 2帶反向増補(bǔ)償?shù)募臃ㄞo目標(biāo)：任一分支流量回路片加法器的增量不 改變總流量即SPUN) + SP2(N)十 SP3(N) + $P斗(艸)二 SP1(C) + SP2(C) + 5P3(C) + SP4(C (1) 式中；SP給定值；N下一個(gè)值；C當(dāng) 前值。為實(shí)現(xiàn)此H的，當(dāng)一個(gè)支路需耍有増量時(shí)應(yīng) 同時(shí)產(chǎn)生一組反向增就按某種比例分配到其它幾 個(gè)支路中去,以維持總童不變、從而不產(chǎn)生附加擾動(dòng)"設(shè)過(guò)程控制本身對(duì)各支路加法器產(chǎn)生了如下初始增量要求：e/DKO),(/D2<OhdD3(O)TrfD4(9)則各

5、支路初始增童要求占總流It的優(yōu)側(cè)分別為:社Dlf 0)仞20)仞3(0)=sp(c)' = sp(cT' = sp(c)1JD4C 0)SP< C)式中，5P( C) = SP1< C) + SP2( C) + SP3( C) + 5P4 C)為棵持不對(duì)想流粗產(chǎn)生擾動(dòng)*用來(lái)補(bǔ)償?shù)姆?向增量應(yīng)按每路分支流量占總流量的比例來(lái)分配 到每個(gè)支路的加袪器上.并使反向增量總和與初 始增量總和能相互抵消*見表1。| 維普資訊 h ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷| 維普資訊 h ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷«1善支踣反甸増量分配塞dDlO)的反向

6、分址 如2( 的反向分 仞3(0)的反向分量 4(0)的反向分賞支路1反向增區(qū)J1. - SFI(C)dl " SP1(C)曲51(0)J4如(C)支越2反向增量rfl SP2C)J2 “ SP2(C)J3 SP2(C)d4 SP2 <；)支路3反向增量dl - AP3(G)dl SP3C)<n sp3(c)J4 SP3( C)支路斗反向增量dl SF4(<?)d2 5P4(C) Sf4()d4 5P4(C)| 維普資訊 h ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷| 維普資訊 h ttp:/* 24化工自動(dòng)化及儀表第28卷考慮到實(shí)際過(guò)程中5P1 SP2 SP3十

7、 SP4,則經(jīng)過(guò)上述反向增量補(bǔ)償后的新増量在各 支路中的比例仍基本維持其初始增量要求b據(jù)此 導(dǎo)出以下算式：SPn(N) = SPn(C) + dDn(O)亠(41 + 詁2 + M3 +(U) SPti(C),n 孑 lt2.3,4(3)將畀二lf23A分別代入(防式后相加得； SPK/V) + 5P2(/V) + SP3</V) + 5P45)= SP1(C) + SP2(C) + SP3(C) + 5P4< C) + dDlO> + dD2(0 + tfD3(O) + 詁04(打)-J1 SP(C)亠 d2- SPt C八 d,-就4 SP(C)對(duì)照(2)式可知4)式滿足

8、(J式的H標(biāo)條件. 相應(yīng)地帶反向增量補(bǔ)償加袪器遞推算式為； dDtt( I) = dDn(O亠 d * SPn( C)皿戸 1 23.4 式中，d = d1 + d2 + £3 + 甜3支器溫養(yǎng)自動(dòng)平衡溫差平衡算袪基于熱焙原理，控制方式采用 靜態(tài)前饋通過(guò)與帶反向增量補(bǔ)償?shù)募臃ㄆ飨嘟Y(jié) 合進(jìn)行步進(jìn)遞椎能在不對(duì)主通道產(chǎn)生干擾的前 提下基本消除溫差。設(shè)各支路出口的溫差為：dTn = 0Ta - (0T1 + 0F2 + 0T3 + OT4)/41 n = h2t3,4在穩(wěn)定工況下，以下熱平衡關(guān)系成立：< OTn - ITn - SPn = ( OTn - iTn - dTn )(SPn

9、* 山二 1,2,3,4 (7)據(jù)(7)式可導(dǎo)出支路溫差自動(dòng)平衡靜態(tài)前饋 補(bǔ)償?shù)乃闶剑篸Dn = ( OTn ITn) * SPn/ OTn ITn - dTn)SPn,ti 土 1 ,2.3P4(&)將棉)式計(jì)算出的增駅柞為加袪器的初始增 要求:dDn (0) = (OTn ITn) - SPfi/ OTn 亠 ITn - dTn - SPntn =】，2,3*4(9將0)式代人帖)式即可得一種比較簡(jiǎn)便的 方式實(shí)現(xiàn)加熱爐支路平衡控制算法。4在DCS©制系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)該控制對(duì)象所用的DCS系統(tǒng)為FISHER公司 的PROVOX-PI.US,在其控制器上通過(guò)建立可編程 的FST/

10、IjCP點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn).串級(jí)均勻控制以及有關(guān) 渕量所需要的基本單元仍由常規(guī)點(diǎn)構(gòu)成：灌位控 制主回路為L(zhǎng)1C10U四個(gè)分支流凰控制閒回路分| 維普資訊 h ttp:/第2銅崔帆實(shí)現(xiàn)加熱爐支殆平術(shù)控制的一種算法別韌 FICl(>l.FlC102.nC103 和 F1C104* 四亍分支 的人口溫度點(diǎn)和岀口溫度點(diǎn)分別為TI201 .TI202, TI203 . TI2O4 利 71211、TI212、T1213、TC1 磯 鋰 FST/LCP點(diǎn)的應(yīng)用上*考虎每個(gè)點(diǎn)的負(fù)載情況*分 威三個(gè)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)ST/LCPIOI實(shí)現(xiàn)主回賂與四個(gè)副回路之同 的連接以及各種無(wú)擾動(dòng)切換。考慮與基本單元的 匹配,執(zhí)行周

11、期來(lái)用2酥見圖2&| 維普資訊 h ttp:/第2銅崔帆實(shí)現(xiàn)加熱爐支殆平術(shù)控制的一種算法| 維普資訊 h ttp:/第2銅崔帆實(shí)現(xiàn)加熱爐支殆平術(shù)控制的一種算法n-l卄算備支囪出口 d Tn s O7n 亠 f OTI +溫差" =* 1 "4972 + Q巧* OT4/4+卄算初始?jí)埩恳筘阯=斗dt£MP( OTh- /TraJ - SJ/( OTh- iTn- dThi- SPn計(jì)算期妁增Jt比例dn= f1-4計(jì)算帶補(bǔ)償?shù)膇n祛菱，咖”三跡色* S/Wdn -42 冏VLCPKH的SI理框圖注jPVO.SPOMVO好別表示主回踣和測(cè)欄.給定、輸出F5

12、T/LCP1O2實(shí)現(xiàn)支路平衡算扶&考慮計(jì)算 的實(shí)時(shí)跟蹤性，執(zhí)行周期采用15騎見圖3.FST/LCP1O3判斷執(zhí)行支路平衡算怯麗條件。 考慮控制對(duì)象響應(yīng)時(shí)間的數(shù)量緩和靜態(tài)搜索的特 點(diǎn)，執(zhí)行周期采用60頭見圖軋三個(gè)UT點(diǎn)運(yùn)行時(shí)是彼此獨(dú)立的僅通過(guò)其 間寄存器在一定條件下互通有黃各支路加祛器 dD +的信息。限于篇幅*程序及說(shuō)明略。5效果分折本算法用簡(jiǎn)單的靜態(tài)補(bǔ)償方法育效地抑制了 各支路之間的不平術(shù)工況，對(duì)實(shí)際操作可以帶來(lái) 較大方便；住各路流量較均準(zhǔn)確的條件下*該算法 的可靠性也較高u另外柱編程時(shí)采用了一些手 法,使各支路單參數(shù)控制一拖四“串級(jí)控制，支 路平衡腔制之間可方便進(jìn)行無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)切換

13、利 自動(dòng)條件識(shí)別實(shí)際使用較安全。B9 3 F5T/LCPI02的原理框圖NOMOVE5YESNOYESVESNQYESYE5全部扯人弗筑人工投人端認(rèn)各支蘇出口BMEI節(jié)fe頑j輕時(shí)砒1-牛;隹問(wèn)隔奠LCPL02申各直踣加袪劈輛囂翩轄龜雌齢隸* mpei加社堺的僵*仍送同LCP1Q1圖4 J/LCPIO的疏理眶圖| 維普資訊 h ttp:/* 26 *化工自動(dòng)化從儀表第28程One of tbe Calculattonfr by DCS Controllers onibe Balance Control of Heater BypassCLTI Fjh(Refinery of Atujing F

14、iliale * Sino- Petrochemical T Anqing 246001T Chaia)Abstract * Il is a simple cacuhtion to legalize the bdlanee control of heater bypass by static compensatiwi step cescHd- ing method'll does not sflect tlie iabillity of ih« existiik control system. At the aame (ime it is easy to be integra

15、ted into DCS contioIlers.Key words: »tep ccadin成 calctillionj $iaic cxunpensalion tprogramming software；heater contnjl辛+ "rfK-+ 千 一千 千-千 千.一-+- -千千| 維普資訊 h ttp:/* 26 *化工自動(dòng)化從儀表第28程| 維普資訊 h ttp:/* 26 *化工自動(dòng)化從儀表第28程上海中秦雷動(dòng)化儀表廠列曲橫河川棧有IJUS鄧內(nèi)二樺特勒-托利爭(zhēng)（上誅）有喂仝司封三 上海蜃德畫孝斯儀熬有喂容弼封四 WondeTWEre北章牝盤處 軫插1 西

16、門子（中國(guó)）有罕麝司自動(dòng)化與艇動(dòng)部 電特2535 北審緘天奶械工書I金哥 器赫$ 上海盧辦焦儀哀有値金司魅播心 斑圳不韓自迪有限婁可 筆插& 賣希號(hào)-*斯釁特中國(guó)有限金司阱垃辯大中控甘動(dòng)吧何曩有尺空甸 卅 S 漸詛制尢中控投術(shù)有爪公述 魁箱頭11 J3 樺特勒-托和糸帶州斷器有喂?？舌挷?0 珠海折三堆電于有股全司彩捕】2 珠海找纂悝衷謾車有0矗哥 內(nèi)捕】4 上海山式金山擔(dān)刪儀軟有瑯於暫暑摘15 it陽(yáng)瑩申電器有瑯矗司16北烹凱善fii標(biāo)科找理展有佻醫(yī)哥 卷犧17 夭津市協(xié)力甘動(dòng)代工籾有fit矗司 彩播】趴哼 北求西蜂艇科枚覽易岌層中包 彩播20、俎 北索坤禹自動(dòng)化投術(shù)有腰空司 *22

17、.23.24,25 天津特耐測(cè)拉般器有展公司電播26北京利樣秦商賈有莊甘任公司 彩椿Z7 北宗英羋達(dá)電力工程科菽肓帛仝司 弟攜熬、29 上瘴橫潭電機(jī)痛聽企司聆攜30 北事和利時(shí)系配工程Jit需有壓於司 靡楷31 北京艮和電兀育壓於可 彩持弦化工部自動(dòng)牝研究所通用儀就研寬所 誓41 33上海點(diǎn)力巴世然有限魯司 彩樋34斯述丸明仇表有皿孫哥彰插36濛撕市世英和也動(dòng)化工祓有從公司 彩菇37 上降聒餐斯金理斷伯曽糾門有J1於司電棘38 就洲振華儀JL宵陣仝司彩軒第律慶市晶湖杈表廠影播40具國(guó)誡祿見心司北京辦*處君靖4】北京肌奏匯龍機(jī)電設(shè)備有肚舍司倒棚+1河北涪頭儀熬總廠 *43樹華拴制工程有喂矗司舸捕44上簿兒宜科杭配手有限矗司卅43虛口宇電自動(dòng)牝工程有Ft僉司誓出i牝北京廉吉麻自動(dòng)杷邀齊技總有唯責(zé)怪於司霸樋葷虎市錐丸智能位軟育脈矗司卷箱4蠱 鈦関述達(dá)自動(dòng)化研窕所 彩摘軻阿爾曲麥克斯囉動(dòng)就更制遶有肚空司電攜50 深刮京立自動(dòng)祀tt術(shù)有陣麝司斜犒5浙迄撫盛自動(dòng)化盲壓鳥司 黑樋也 瑩州輸哥也濂譴備有限仝勾內(nèi)柚1 倉(cāng)靠鞭禪禪倍誠(chéng)工牠故術(shù)有喂仝司內(nèi)據(jù)2安L坪車天誠(chéng)倚憨黠會(huì)司內(nèi)帝3比索萬(wàn)耳自動(dòng)杷牲制玫齊宵喂心司內(nèi)羋4珠海專怨特說(shuō)表設(shè)養(yǎng)有