[發(fā)明專利]一種連續(xù)重整過程穩(wěn)態(tài)監(jiān)測及失穩(wěn)預(yù)警方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110248517.2
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112596398B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳夕松;王鶴瑩;楊衛(wèi);蔣宇;梅彬
• 申請（專利權(quán)）人: 南京富島信息工程有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05B19/418;B01J19/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 劉暢;夏平

本發(fā)明公開了一種連續(xù)重整過程穩(wěn)態(tài)監(jiān)測及失穩(wěn)預(yù)警方法，依據(jù)連續(xù)重整裝置歷史平穩(wěn)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，分離操縱變量與被控變量，分別建立監(jiān)控模型并同時利用兩個模型對連續(xù)重整過程進(jìn)行在線監(jiān)測。在操縱變量未超限的情況下對被控變量的平穩(wěn)性進(jìn)行估量，判別當(dāng)前工況是否處于穩(wěn)態(tài)。利用控制系統(tǒng)中操縱變量先于被控變量變化的特點(diǎn)，采用操縱變量建立的模型對過程中的異常進(jìn)行預(yù)警。該方法既降低了瞬時擾動對穩(wěn)態(tài)工況判別的影響，對指導(dǎo)優(yōu)化、安全生產(chǎn)具有重要價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)過程中的工況監(jiān)測領(lǐng)域，具體為一種判別連續(xù)重整過程穩(wěn)態(tài)與否并在失穩(wěn)前及時預(yù)警的方法。

背景技術(shù)

工業(yè)過程處于穩(wěn)態(tài)工況，這是實(shí)時優(yōu)化投入運(yùn)行的前提。連續(xù)重整過程以石腦油為原料，包含復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，主要由重整反應(yīng)器、加熱爐、換熱器和重整油氣分離罐等設(shè)備構(gòu)成。在該過程的實(shí)時優(yōu)化前，往往通過判斷包括重整反應(yīng)器在內(nèi)的核心裝置的關(guān)鍵參數(shù)是否穩(wěn)定，決定當(dāng)前能否對連續(xù)重整過程進(jìn)行優(yōu)化。為穩(wěn)定反應(yīng)器進(jìn)口溫度，控制系統(tǒng)一般采用串級結(jié)構(gòu)，外環(huán)以反應(yīng)器進(jìn)口溫度為被控變量，內(nèi)環(huán)以加熱爐燃料氣流量為操縱變量。此外，連續(xù)重整進(jìn)料量、循環(huán)氫流量以及氣液分離器壓力對連續(xù)重整過程的穩(wěn)定性判別也十分重要。

然而，現(xiàn)有的穩(wěn)態(tài)工況判別方法往往僅根據(jù)工藝機(jī)理選取監(jiān)測變量，忽視了控制系統(tǒng)的串級還是單回路結(jié)構(gòu)，未清晰區(qū)分被控變量及操縱變量，導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)判別出現(xiàn)誤判。比如，串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)變量在受到內(nèi)環(huán)擾動時變化較大，但外環(huán)變量則未必會受到顯著影響。因此，如果能夠根據(jù)工藝機(jī)理，結(jié)合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將內(nèi)環(huán)、外環(huán)變量分離，有望提升穩(wěn)態(tài)工況判別的準(zhǔn)確度。

此外，連續(xù)重整過程存在大量擾動，有時在極短時間內(nèi)破壞生產(chǎn)的穩(wěn)定性。若恰在優(yōu)化實(shí)施前發(fā)生擾動，而此時判定工況為穩(wěn)態(tài)，這會造成優(yōu)化效果降低，甚至出現(xiàn)優(yōu)化方向性錯誤。擾動發(fā)生時，操縱變量在控制系統(tǒng)中的變化往往先于被控變量，若能夠利用操縱變量進(jìn)行失穩(wěn)預(yù)警，對指導(dǎo)連續(xù)重整過程優(yōu)化決策將具有重要價值。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明公開一種連續(xù)重整過程穩(wěn)態(tài)監(jiān)測及失穩(wěn)預(yù)警方法，依據(jù)連續(xù)重整裝置歷史平穩(wěn)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，分離操縱變量與被控變量，分別建立監(jiān)控模型并同時利用兩個模型對連續(xù)重整過程進(jìn)行在線監(jiān)測。在操縱變量未超限的情況下對被控變量的平穩(wěn)性進(jìn)行估量，判別當(dāng)前工況是否處于穩(wěn)態(tài)。

技術(shù)方案：

一種連續(xù)重整過程穩(wěn)態(tài)監(jiān)測及失穩(wěn)預(yù)警方法，針對連續(xù)重整過程，分離控制系統(tǒng)被控變量和操縱變量，利用被控變量的平穩(wěn)性判別穩(wěn)態(tài)工況，基于操縱變量進(jìn)行失穩(wěn)預(yù)警。

它具有以下步驟：

（1）選取連續(xù)重整過程核心操縱變量x₁,x₂,...,x_m作為監(jiān)測變量，從x₁,x₂,...,x_m中選取歷史樣本中k個平穩(wěn)時刻的正常樣本，采用慢特征分析法建立第一故障預(yù)警模型M₁；

（2）選取p個慢特征計(jì)算獲得第一控制限S_a1²、T_a1²；