乙烯裝置微機優(yōu)化系統

經(jīng)驗交流《自動(dòng)化技術(shù)與應用》2003年第22卷第1期Technical Communication乙烯裝置微機優(yōu)化系統Microcomputer-Based Optimization of the Ethylene Installation黑龍江省財政廳財稅信息中心羅 忠遠黑龍江省計算中心梁長(cháng)文丁雨Luo Zhangyuang Liang Zhanguen Ding Yu摘要介紹乙烯裝置上實(shí)現的一種計算機生產(chǎn)優(yōu)化系統該系統在操作經(jīng)驗的記憶、對比和推理的基礎上對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化為復雜工藝過(guò)程的優(yōu)化控制提供了-條新的可行途徑。關(guān)鍵詞:乙烯裝置優(yōu)化工況 自學(xué)習Abstract :This paper introduces the microcomputer - based optimization system in the ethylene insalation . Adopting unique optimisation model ,this sys-tem provides a new feasible method of optimication control for the sophisticated technological process.Kewords :Ethylene insalation Optimication working condition Self-study中圖分類(lèi)號:TP273.5文獻標識碼: A文章編號: 1003-7241( 2003 )01-0065-02操作終端1引言微機烴類(lèi)裂解生產(chǎn)乙烯的工藝過(guò)程和機理十分復雜很難通過(guò)建立有效的數學(xué)模型來(lái)實(shí)現在線(xiàn)優(yōu)化控制。其生產(chǎn)操作.上相關(guān)DCS系統因素眾多進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化是-件對技術(shù)管理人員和操作工的經(jīng)生產(chǎn)裝管驗、技術(shù)水平有較高要求的難度很大的工作。為此我們研究設計了一種自學(xué)習經(jīng)驗優(yōu)化系統,它能夠在歷史操作經(jīng)驗的記憶、圖1硬件系統示意圖.對比、推理的基礎上不斷地對過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化操作的指導使過(guò)程逐步地達到和保持最優(yōu)或較優(yōu)的狀態(tài)。3自學(xué)習優(yōu)化系統設計本系統由下列要素有機構成:2硬件環(huán)境3.1優(yōu)化參 數吉化公司有機合成廠(chǎng)乙烯裝置年處理量十五萬(wàn)噸,包括六.是系統選定的進(jìn)行優(yōu)化化指導的參數,包括各裂解管出口臺并行運行的裂解爐。全裝置由-套從國外引進(jìn)的DCS系統溫度、 進(jìn)料量、稀釋蒸汽比個(gè)20個(gè)共60個(gè)參數。中國煤化工對裝置集散控制,我們在該DCS系統上外接了一臺微機并實(shí)3.2工1HCNMHG現了與DCS系統雙向實(shí)時(shí)通訊通過(guò)DCS系統采集生產(chǎn)過(guò)程檢我們把衣征生廣衛柱狀念的參重倒成的一個(gè)數據結構稱(chēng)為測數據和回送控制、指導信息。工況。它包括優(yōu)化參數狀態(tài)數據、產(chǎn)品分布數據(軟儀表)及廢優(yōu)化系統軟件在微機上開(kāi)發(fā)、運行。鍋溫度、爐膛溫度、原料性質(zhì)數據等。Tehniques of Automation & Aplications 165《自動(dòng)化技術(shù)與應用》2003年第22卷第1期經(jīng)驗交流Technical Communication3.3優(yōu)化工況樣本JJ[h])JJ[h])+ 2X r[hI OBJ PAR[ h]- OBJ PAR,是一個(gè)存放操作經(jīng)驗的數據結構其中包含-個(gè)典型工況[k])OBJ_ PAR[ k:]}+>(8hIOPT_ PAR[ k:]- OPT .和相應的優(yōu)化指導方案。對應幾種不同的生產(chǎn)方案分別離線(xiàn)PAR[ k ])VOPT _ PAR[ h])制定30至50個(gè)優(yōu)化工況樣本。則與當前工況具有類(lèi)似”工況參數的優(yōu)化工況樣本OPT. SAM- .3.4優(yōu)化推理 規則PLE:滿(mǎn)足是一些不能歸括在優(yōu)化工況樣本中的量化成《如果.... ,SD, = min{SD; }則....》形勢的優(yōu)化操作經(jīng)驗限定和規則等。是對優(yōu)化工況樣利用優(yōu)化推理規則集對OPT _ SAMPLE: 中的優(yōu)化指導值本的補充。(OPTVALh逐項和綜合地調整形成最終的優(yōu)化方案輸出。3.5優(yōu)化知識庫優(yōu)化知識庫最初根據工藝機理和專(zhuān)家經(jīng)驗離線(xiàn)建立。里面5學(xué)習過(guò)程包括針對各類(lèi)工況的若干個(gè)優(yōu)化工況樣本、優(yōu)化推理規則集其設OB]_ PARo 是調前工況的產(chǎn)率參數,0BJ_ PARI 是調后.它優(yōu)化計算用的參數數據。工況的產(chǎn)率參數,a和b分別是對應于當前生產(chǎn)方案的系數向3.6優(yōu)化決策環(huán)節量和指標向量。若首先根據一定的判別準則 在優(yōu)化工況樣本集中找出與當2d[ k:]OBJ . PAR[k]>>dhI 0BI_ PAR[ k]+U[ k:])前工況具有類(lèi)似工況參數值的優(yōu)化工況樣本，從中摘取優(yōu)化指則自動(dòng)構造一個(gè)新的優(yōu)化工況樣本OPT SAMPLE 取代知識庫導值作為初步優(yōu)化方案然后利用優(yōu)化知識庫中的優(yōu)化推理規中具有類(lèi)似工況參數的優(yōu)化工況樣本中最舊的一個(gè)。OPT則對.上述初步優(yōu)化方案進(jìn)行調整作出最后的優(yōu)化決策。SAMPLE前4個(gè)元素取調前工況響應元素的參數值第5個(gè)元素3.7優(yōu)化知識學(xué)習環(huán)節OPT _ VAL 取調后工況中的優(yōu)化參數值( OPT_ PAR 》隨著(zhù)時(shí)間的推移知識庫中的某些優(yōu)化工況樣本已經(jīng)陳舊，通過(guò)人機對話(huà)在線(xiàn)修改生產(chǎn)方案、工藝卡片、以及優(yōu)化推理不再適用了。系統的學(xué)習環(huán)節不斷地把調前工況與調后工況進(jìn).規則集。行比較用成功的調節數據構造新的優(yōu)化工況樣本。優(yōu)化推理規則也要通過(guò)人一機對話(huà)在 線(xiàn)調整。6結束語(yǔ)調苗工況該系統結構簡(jiǎn)明方法直觀(guān)易于掌握,便于推廣。由于其謂后工配不需要建立過(guò)程的數學(xué)模型,該系統對復雜工藝過(guò)程的操作優(yōu)輸出化指導或控制具有-般的適用性。該系統在吉化公司乙烯裝置工藝機理洱優(yōu)知識建專(zhuān)家經(jīng)驗(優(yōu)化工況樣本、優(yōu)化摧理規則集等)上投入使用后進(jìn)行了嚴格的生產(chǎn)標定結果表明,目標產(chǎn)品單圖2自學(xué)習優(yōu)化系統框圖耗下降、年經(jīng)濟效益200萬(wàn)以上。4優(yōu)化過(guò)程7參考文獻設GK、PRT_PAR、J、OBJ_PAR為當前工況的4個(gè)元素,[1] 沈清湯霖.模式識別導論[ M].長(cháng)沙:國防科技大學(xué){0PT_ SAMPLE;li= 1~ 50 }為相對于當前生產(chǎn)方案的優(yōu)化工況出版社,1991中國煤化工樣本集而GK、OPT_ PAR、JJ小、OBJ_ PAR、 OPT _ VAL; 為優(yōu)化作者簡(jiǎn)MHCNMHG究方向計算機網(wǎng)絡(luò )、辦公自動(dòng)工況樣本OPT_ SAMPLE; 的5個(gè)元素,a[ k]A[ k]γ[ k:]δ[ k]化、智能控制理論和應用。是加數系數向量。令:SD;=Xo[hI GK[h]- Gh[1:])VGk[k]}+SXAhI J[ h]-661 Tehiqueta 8A0maton & Apliainos