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压力控制器在模型识别领域的最新趋势
编辑: 来源: 发布时间:2019-01-31

     大家澳门葡京娱乐厂已经看到压力控制器的广泛使用,尽管整个行业的成功率不同。技术供应商的持续改进一直是闭环工厂测试和模型识别领域。由于目前常识渊博的员工短缺,随着婴儿潮一代的退休,这种情况只会越来越严重,大家开始看到技术供应商增强他们压力控制器产品,以帮助引导没有经验的用户做出正确的决定。DCS中的嵌入式压力控制器功能允许使用而不是针对较小应用的定制高级监管方法。实时优化(RTO)没有兑现其承诺。只有少数大企业具备开发和维护大型RTO应用的技能,传统的一般严格使用开放式方程式来寻找和获得稳态优化。大家看到的是更小,更有针对性和简化的RTO方法。

    因需要为大型尼龙中间体工厂开发数十万个开放式方程而受到威胁,这些工厂具有大量回收利用,并且固体和高离子浓度方面的操作问题和建模挑战导致许多非理想关系。从那时起,大家澳门葡京娱乐厂已经用其高性能的压力控制器产品获得了丰厚回报。在不需要特殊许可证或界面的情况下尝试在DCS中内置的控制器的能力已经导致越来越多的应用程序。这些较新的压力控制器提供比以前PID控制器更严格的控制,因为它能够处理复合响应并识别和包含模型中的干扰变量。由于响应缓慢,复杂,现有的控制器回路调整具有挑战性,
    我认为这有助于考虑两种压力控制器应用:1)过程单元应用,包括多个单元操作,目标是生产最大化或能量最小化; 2)独立或目标应用程序具有复杂动力学和/或相互作用的挑战性控制问题。
    为什么压力控制器在响应复杂的过程中比干扰变量和循环效应更好?
    撇开多变量优势,压力控制器凭借其灵活的模型形式,由于结构有限,可以更好地控制复杂的过程响应而不是压力控制器。请注意,这假设识别App可以识别足够准确的高阶模型。高阶效应包括逆响应,铅效应和由过程中嵌入的循环引起的复合响应。压力控制器将明确考虑预测范围内的模型预测,并将包括所有操纵变量的预测效果加上干扰变量的贡献。例如,考虑反向响应的压力控制器控制,其中预测范围延伸到稳态。压力控制器将预测逆响应并且不像压力控制器那样在错误的方向上纠正。
    对于早期的一阶或二阶指数响应和慢速积分器的简单组合,就像大家在一个容器上的再循环中的热交换器的温度回路中看到的那样,大家可以调整早期的压力控制器响应。大家还可以将容器温度(换热器输入温度)作为前馈变量,但通常缺少这种理解。通过微分作用可以在很大程度上补偿次级滞后。可以通过滤波器将滞后添加到受控变量以补偿小的导联。大家用PID不能很好地处理的是不规则的响应,如锅炉汽包水位控制中的反向响应,并且必须更多地依赖于前馈,例如三元素控制中的蒸汽流量。
    将压力控制器扩大到包含多个单元操作的优缺点是什么?
    压力控制器大小由流程交互和预期约束决定。当工厂范围的目标是最大生产并且限制约束位于工厂的后端时,通常会出现更大的控制器。通过扩展MPC以包括一系列单元操作,您可以极大地扩展优化,改进约束处理,并提供更协调的解决方案。然而,矩阵的条件可能变得具有挑战性。幸运的是,存在可以检测和修复病态调节的技术。
    压力控制器有机会提供生产率变化的协调,通常被视为运营商的进给率变化。这可以通过简单的比率控制策略来实现。对于许多压力控制系统,二次流动回路的使用引入了太慢的响应。因此,不使用依赖于二次流动回路的比率控制。压力控制器输出直接进入阀门。阀门通常需要分辨率加上死区小于0.4%,86%响应时间小于4秒,以及线性安装流量特性。浪涌控制阀的要求更加显着。PID输出的信号表征应该用于流量,压力和液位控制回路中的非线性安装流量特性。在某些情况下,组成和温度回路中等百分比安装的流量特性可能有助于补偿过程增益的变化,通过减少闭合位置附近的间隙和静摩擦力的影响来增加可调范围,并降低从低阀门看到的非线性在误导性尝试节省能源的情况下,系统跌落率下降。
    压力控制器处理无法测量的负载干扰有多好?
    对于过程输入上未测量的负载扰动的传统偏差校正不如压力控制器增益和速率时间设置较大的滞后主导过程的压力控制器那样好。这种限制通常可以通过添加前馈干扰或通过将DCS温度回路结合为压力控制器中的操纵变量来减轻。大家可以切换到将MPC过程建模为积分器,以便斜率的校正可以提供类似于PID可以实行的操作。然而,由于积分器经常在MPC中处理的方式,这会占用一定的自由度(在稳定状态下平衡积分变量)。压力控制器包括用于处理未测量干扰的附加选项,其可以解决源自过程输入的负载干扰的错误。
    压力控制器可以通过Smith预测器或在外部复位反馈中简单插入死区时间来提供死区时间补偿,如“ 公共自动化神话被揭穿 ”中所述。
    一些压力控制器允许变量死区时间。但总的来说,死区时间的变化需要对矩阵进行重新设计,使得频繁的变更变得不切实际。这对于MPC而言是一个很好的特性,因为它允许例如将死区时间表示为吞吐量的函数。
    一种新趋势即寻求压力控制器直接操纵控制阀而不是流量控制器,以避免不得不处理流量调节的不正确或变化?
    通常在典型操作或最佳稳定状态处于或接近完全打开或关闭阀门位置时直接操纵控制阀。在这些情况下,“打开”DCS循环并直接操作控制器输出是有意义的。这种方法可能需要线性化的信号表征,并假设良好的定位器调整,最小的静摩擦和间隙,以及86%的响应时间,并不显着依赖于步长。通过在阀门信号上使用超前滞后,可以在一定程度上解决间隙。当存在静摩擦或反冲时,建议在压力控制器输出中加入最小移动限制。还应用了将控制器输出调整为PV模型的自适应方法。
    这些对阀门响应的要求在压力控制中也很重要,但由于强调紧密关闭和低成本,往往无法满足。
    压力控制器相对于PID的一大优势在于更广泛和更容易的优化。压力控制器可以通过计算操纵变量的轨迹来同时兑现约束的未来轨迹。通过线性程序以及在某些情况下非线性程序,还可以对操作点进行复杂的优化。对于PID控制,您可以使用阀门位置控制和覆盖控制来优化特定的过程条件,但操作是顺序的,并且控制器的调整具有挑战性。
 

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