重整装置DCS系统PID参数整定与控制优化

2017-03-05杨中国大化集团大连碳化工有限公司辽宁大连116610

化工管理 2017年11期

关键词：投用自控对象

杨中国（大化集团大连碳化工有限公司，辽宁大连 116610）

杨中国（大化集团大连碳化工有限公司，辽宁大连 116610）

在对化工装置评估上，主要指标就是自控率与平稳率，这两个指标和化工装置产品性能及经济效益之间有着紧密关联。本文就利用目前最为先进的控制方法及参数，结合传统控制优势，对控制器参数进行优化，希望能够提高控制效果，提高控制器自控率。

控制技术；建模；数据处理

现阶段，化工装置基本上都应用DCS系统进行控制。DCS系统在实际运行过程中，能够有效提高化工装置控制性能及管理性能，帮助化工企业完善生产装置，但是目前生产装置还存在一定问题。按照生产装置所存在的问题，利用先进控制算法，对PID参数进行优化，有效提高生产装置稳定性能及能源消耗数量，减少对劳动强度需求。

1 改造项目

生产装置通过DCS系统进行管理控制，DCS系统控制器通过PID进行调节。PID调节效果并不理想，主要体现在以下两方面：

1.1 控制形式固定

PID控制形式较为固定，控制对象特征、温度、流量等因素变化，DCS系统都会采取相同PID控制形式进行控制。生产装置在实际运行过程中，控制对象不同，生产装置反应时间存在一定差异，这就需要选择不同PID控制形式对控制对象进行确定，现阶段并没有发现显著差别。

1.2 参数设置不合理

PID参数在设置上面还存在一定问题。就以DCS系统来说，所具有的PID参数厂家较为缺失。PID参数组态在设定完毕之后，DCS系统需要进入到生产装置内，操作人员就需要重新对PID参数进行整合。但是DCS系统在实际运行过程中，PID参数和实际参数之间存在较大差别，同时手工参数控制形式无法满足实际需求。

在对调节效果不佳问题解决上，主要具有3种解决措施。首先，对生产装置进行重新调整，按照控制对象所呈现的特征，针对性选择PID控制形式。流量调节阀前泵在对流量处理之后，能够有效提高调节控制效果；其次，控制对象在确定之后，需要按照控制对象特点对PID控制形式进行判断，利用先进控制算法对PID参数进行整合，有效提高控制对象稳定性能，缩短控制对象反应时间，提高控制精确度；最后，对控制对象及PID控制形式有关参数进行仿真性处理，仿真处理效果良好情况下，确定PID控制形式[1]。

2 技术路线

2.1 总体技术架构

生产装置在重新调整过程中，主要通过对PID参数整定及控制器优化方式，借助控制器优化站，对控制器算法及控制器参数进行优化处理。正常情况下，DCS系统主要由两部分构成，分别为操作站、现场控制站。控制器优化站在数据读取上，主要通过通信接口将操作站所产生的进行采集，应用常规计算方法，操作人员通过人机操作界面，对趋势数据、历史数据进行深入分析研究。

2.2 具体技术方案

伴随先进控制技术逐渐完善，人们逐渐认识到先进控制技术优势，形成大量新型算法，例如MAC、DMC等，经过实践表明，不同算法在生产过程中应用，能够有效提高生产装置安全稳定性能，保证生产装置处于最佳运行状态，有效提高生产装置经济效益。这些算法及优化方案基本上都依托于数学模型开展，大部分工业生产都十分复杂，数学模型无法对控制对象特点及实时变化精确掌控，所以所取得的效果并不理想。

改项目在改造过程中，应用到了目前最为先进控制思想，进而对PID控制器形式及参数进行整定优化，在保留控制器原有控制优势情况下，对先进控制形式所存在的漏洞进行修补，提高DCS系统控制性能[2]。

3 控制器优化前后效果对比

3.1 趋势效果对比

在对控制器优化前后效果对比分析研究中，采取随机选择模式，对T303塔温度回路进行检测，分析PID控制器效果变化。控制器在进行优化之后，T303塔温度回路PID参数变化为0.35，控制器在进行优化之前，T303塔温度回路PID参数为0.84.由此可知，生产装置在改造之后，控制器控制效果有效改进。

3.2 自控率对比

在对控制器自控率对比过程中，主要采取实施性监控方式。生产装置在进行改造之后，控制器自控率能够达到100%，生产装置在进行改造之前，控制器自控率正常情况下控制在95%左右。

3.3 串级投用情况

重整装置DCS系统PID参数整定与控制优化之后，串级投用总数为23个，这23个串级在投用之后，全部都可以在生产装置内应用，串级投用比例为100%。DCS系统PID参数在整定及控制优化之前，串级投用总数依旧为23个，这23个串级在投用之后，仅仅有20个能够在生产装置内进行应用。由此可知，重装装置DCS系统PID参数整定与控制优化之后，串级投用情况应用效率显著提升，控制器控制效果有效优化，有效提高控制器经济效益。

4 实际应用效果

改造项目在落实过程中，所取得的实际应用效果主要体现在以下几个方面：首先，项目在实施之后，产品合格率显著提高，有效降低能源消耗数量，提高生产装置经济效益，有效解决现阶段产品在生产过程中存在波动问题；其次，控制器自控率水平显著提升，基本上能够达到100%；再次，DCS系统串级控制回路具有较高精确性，串级回路在运行过程中，具有良好投运效果，控制效果及质量显著提升；最后，能源消耗数量大幅度降低，节能降耗效果十分明显。