精细化工装置先进控制解决方案
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智能控制解决方案
我们的宗旨：Better Your Technology
我们的目标：产能提升5%-10%，能耗下降2%-5%，关键指标波动减少35%以上，次品率下降。
现状问题
目前精细化工业正处于迅速发展之中，发展前景广阔，市场需求量大。面临行业竞争，精细化工急需稳定产品质量，提高装置产能，降低能耗物耗，提升整体装置自动化率。但是目前精细化工业存在以下问题：
1、单套产能低，需要多套设备同时生产满足市场需求。多套设备共用部分进料、回收、能源系统导致具有流程长，干扰因素多，设备间相互影响严重等工艺特点。
2、整体装置自动化程度低，操作人员工作强度大，一般采取保守操作，无法实现产量最大化。
3、产品纯度要求高，为保证产品质量，操作人员通常过纯操作，单套设备能耗，物耗大。
4、产量调整时，生产装置内关键工艺参数波动大。
先进控制系统（APC）通过设计多变量模型预测系统，提高精细化工装置自动化程度，克服干扰，稳定关键工艺参数。同时对产品质量进行优化控制，提升产能，降低能耗物耗。
解决方案
常规控制技术（PID）一般是基于偏差的反馈控制技术，通常将多变量过程看作多个单变量对象加以控制，很难用于复杂工艺过程。先进控制系统（APC）则是基于模型的控制策略，包含反馈及预测两种控制技术。先进控制通常用于处理多变量复杂的过程控制问题，对时滞长，多变量耦合，及各种约束多的过程有良好的适应性。邦业科技将传统先进控制技术，软仪表，工艺计算等相互结合针对精细化工过程形成了一种新的先进控制系统。
案例介绍
浙江邦业科技采用多变量模型预测控制技术，设计开发精细化工装置先进控制系统，投用APC后，装置自动化率达到95%以上，关键工艺参数波动降低50%以上，产品质量明显稳定，装置消耗降低，操作人员劳动强度大幅下降。
图1为进料控制效果图，由于该装置拥有多套回收系统和反应器，需要保证一定新鲜与回收进料比例及稳定进料压力。进料压力超出范围有巨大的安全隐患，进料比例偏离范围导致后续系统生产困难。操作人员手动操作时进料压力波动大，进料比例难以维持。对于这种多变量，耦合关联性强的化工装置APC会自动根据模型预测关键参数变化，从而提前调整控制变量，保证进料压力及进料比例保持在工艺要求范围内。图中红线为进料压力，蓝线为进料比例，虚线代表各自的工艺范围，从图中可以看出，APC投用后，进料压力及进料比例明显改善。
图2为APC在产量调整时对装置关键工艺参数的控制效果。图中产量设定值（红色）发生改变时，先进控制系统自动调节进料量（黑色），在产量大幅度变化的情况下，保持装置内温度（蓝色），压力（绿色）基本不变。说明在产量调整过程中，APC可以有效保证装置内关键工艺参数稳定，降低因工艺参数变化带来的次品率。
图3 VOA在线预测控制流程该装置APC在稳定关键工艺参数的基础上，实现产品质量卡边控制，引入虚拟在线分析仪（VOA）对产品质量进行预测，VOA提供实时产品质量估算，结合模型预测控制器，进行质量控制。VOA采用可信的实验室化验样进行校正，消除模型偏差和不可测干扰的影响，图3为VOA实现在线预测控制的流程结构。
图4为投入VOA后，APC的产品质量控制效果。工厂根据产品规格设定控制目标，APC会根据VOA估算值自动调节各关键工艺参数指标，保证产品质量。投用APC后实际产品质量波动降低，产品过纯情况改善，装置能耗明显下降。
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