[發明專利]用于流程工業過程的實時優化方法

有效

• 申請號: 201911403753.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111340269B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 張赟;張華云;王貴宏;陳壽烽;李浩揚;洪梅;劉聰;褚健;龔建平
• 申請（專利權）人: 浙江中控技術股份有限公司;浙江中控軟件技術有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0637;G06F16/2458
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本申請實施例提出了用于流程工業過程的實時優化方法，包括對實時工況進行數據有效性檢測及穩態檢測；在歷史工況庫中搜索歷史優化工況得到匹配工況作為參考優化工況；采用偏差補償算法對參考優化工況進行偏差補償；在偏差補償后對優化結果進行有效性檢測，通過則將優化結果以外部目標值的形式傳遞給APC進行控制。通過采用工況匹配驅動。結合優化決策偏差修正算法，確定決策變量的最終優化結果。在線實時運行過程中不涉及到機理模型的在線取數運算，且工況匹配的優化方案均是歷史上經過實際生產驗證的可行的，因此本技術于在線運行過程中不會出現模型計算收斂的問題，從而可以保證在工況匹配成功的情況下，優化結果真實，確保了RTO系統的長期運行。

技術領域

本發明屬于過程控制領域，尤其涉及用于流程工業過程的實時優化方法。

背景技術

借助先進控制技術(Advanced?Process?Control，APC)，可以很好地將裝置控制在人為給定的設定值附近運行，從而達到將裝置控制在指定操作點的目的。但是如何根據當前的裝置工況、原料狀況等信息，合理地確定裝置的操作點，需要依靠操作人員豐富的操作經驗結合對裝置性能的可靠把握，同時對整個流程的裝置之間做出良好的平衡，綜合進行判斷。

實時優化(Real?Time?Optimization，RTO)，主要是基于流程穩態精準機理模型，采用了基于嚴格機理模型的非線性優化算法，以確保能夠在更大范圍的操作條件下以經濟效益最大化為目標尋找最優值，將優化結果對應的操作工況條件反饋到APC的給定值(Set-Point)，從而使APC的給定值能夠基于工況實時合理地進行浮動調整，以實現生產過程的操作優化控制。

經典的RTO技術依靠嚴格的機理模型，可以準確地預測裝置行為。但是在RTO在線運行過程中，一方面因為精確模型較為復雜，另一方面由于在線數據變化的不確定性，這都會導致模型在線實時自動求解的收斂率難以保證，會給RTO系統的在線運行與維護帶來很大的困難，甚至導致RTO系統長期不能正常運行，乃至下線。

發明內容

為了解決現有技術中存在的缺點和不足，本發明提出了用于流程工業過程的實時優化方法，基于裝置優化工況庫，引入了歷史優化工況，不需要時刻在線運行機理模型，避免了傳統RTO系統在線計算難以收斂的問題。

具體的，本申請提出了用于流程工業過程的實時優化方法，所述實時優化方法，包括：

在流程工業連續操作工程中，定時獲取工業裝置的實時工況，對實時工況依次進行數據有效性檢測及穩態檢測；

基于工況比對規則在歷史工況庫中搜索與通過穩態檢測后的實時工況匹配的歷史優化工況，得到參考優化工況；

比對成功案例的中因外擾變量的差值而產生一定的偏差，采用偏差補償算法對參考優化工況中的變量進行補償，以抵消外擾變量不同所帶來的差異；

在偏差補償后對優化結果進行有效性檢測，如果通過有效性檢測則將優化結果以外部目標值的形式傳遞給APC進行控制，如果未通過有效性檢測則等待人工處理。

可選的，所述對實時工況依次進行數據有效性檢測及穩態檢測，包括：

基于預設的數據有效性條件對過程數據進行有效性檢測，對未通過檢測的過程數據進行剔除或替換處理；

基于變化容忍區間對實時工況進行穩態檢測。

可選的，所述基于變化容忍區間對實時工況進行穩態檢測，包括：

從通過數據有效性檢測的結果中選取進行穩態檢測的參考對象；

從過程數據中選取待檢測的變量，設定針對每個變量構建變化容忍區間；

按照特定的方法對該變量的歷史數據及當前數據進行處理，在時間窗口內，對數據的絕對數值和變化趨勢進行判斷。