模型预测控制技术在催化裂化装置的应用

论文摘要

本文针对某石化公司炼油厂催化裂化装置的控制要求,采用鲁棒性多变量预测控制技术(RMPCT),对模型预测控制技术及其应用进行了研究和实践。论文简要介绍了模型预测控制技术的发展及应用现状,以动态矩阵控制(DMC)算法为例,阐述了模型预测技术的基本原理、算法以及控制参数的确定方法。在此基础上,通过对RMPCT软件包基本结构、相关功能及关键技术的研讨,结合催化裂化装置的工艺流程、控制要求及策略,具体介绍了RMPCT在催化裂化装置中的实际应用,并就有关RMPCT应用过程中的控制器设计、变量选择、工程实施步骤进行了较为详尽的描述和分析。最后,通过对实际应用效果的比较和分析,证明RMPCT的应用有助于提高催化裂化装置的操作平稳性和经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 模型预测控制技术的发展及应用
• 1.2 模型预测控制技术的主要作用
• 1.3 本课题研究的背景及意义
• 1.4 本文主要内容
• 第2章 模型预测控制算法
• 2.1 动态矩阵控制（DMC）算法
• 2.1.1 阶跃响应预测模型
• 2.1.2 滚动优化
• 2.1.3 反馈校正
• 2.2 模型预测控制系统的参数设计
• 2.2.1 采样周期T与模型长度N
• 2.2.2 预测时域P和误差加权矩阵Q
• 2.2.3 控制时域M
• 2.2.4 控制加权矩阵R
• i'>2.2.5 校正参数h_i
• 2.2.6 DMC控制的参数整定步骤
• 2.3 本章小结
• 第3章 RMPCT及其对模型预测控制技术的支持
• 3.1 模型预测控制软件简介
• 3.2 RMPCT基本原理
• 3.2.1 RMPCT概述及主要功能
• 3.2.2 RMPCT相关参数
• 3.2.3 RMPCT的基本组成
• 3.3 RMPCT关键技术
• 3.4 RMPCT的主要应用领域
• 3.5 本章小结
• 第4章 催化裂化装置应用RMPCT方案设计
• 4.1 催化裂化装置工艺流程简介
• 4.2 催化裂化装置实施先进控制的总体目标及要求
• 4.2.1 反再单元先进控制总体目标及策略
• 4.2.2 分馏单元先进控制总体目标及策略
• 4.2.3 吸收稳定单元先进控制总体目标及要求
• 4.3 催化裂化装置先进控制器的详细设计
• 4.3.1 控制器范围的确定
• 4.3.2 控制器变量选择的原则
• 4.3.3 各控制器变量的确定
• 4.4 本章小结
• 第5章 催化裂化装置应用RMPCT的工程实施
• 5.1 RMPCT与DCS数据接口的实现
• 5.1.1 装置DCS的基本情况
• 5.1.2 实施RMPCT所需的软硬件
• 5.1.3 RMPCT与DCS之间的数据通讯
• 5.2 实施RMPCT项目前的仪表及基础控制回路整改
• 5.3 预测试
• 5.4 动态响应测试
• 5.5 模型辨识与控制器生成
• 5.6 控制器离线仿真和参数整定
• 5.7 控制器投用
• 5.8 本章小结
• 第6章 RMPCT应用效果及分析
• 6.1 装置验收标定
• 6.2 标定后应用效果分析
• 6.2.1 装置液收情况分析
• 6.2.2 过程控制数据分析
• 6.2.3 部分工艺参数运行曲线对比
• 6.2.4 催化裂化装置应用RMPCT效果综述
• 6.3 本章小结
• 第7章 结语
• 7.1 本文主要内容
• 7.2 进一步的讨论和展望
• 7.2.1 保证模型预测控制器运行效果的关键因素
• 7.2.2 对于模型预测控制技术的展望
• 参考文献
• 致谢