文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
上海石化涤纶部PTA装置DMCplus控制系统开发
姓名:廖平
申请学位级别:硕士
专业:控制工程
指导教师:王豪
20030201
上海石化涤纶部装置
控制系统开发
摘要
集散型控制系统 DCS 的广泛应用使石化行业生产过程控制水平有了很大的提
高但是其控制主要还是以 PID 为主的常规单回路控制模式即单入单出
(SISO) 尽管利用其编程特点可以实现前馈或较复杂的程序控制最多仍属于一种
多入单出(MISO) 模式只能适用于小范围控制一般说来只要 PID 参数整定适
当能满足大多数基本的控制需要但对于变量众多相互关系复杂的过程这种
控制很难达到满意的效果另外从整个系统更高的控制要求看各个单回路之间
不能完成自动协调这样一方面给操作员带来很大不便更重要的一方面则是不
能很好地挖潜经济效益
随着计算机技术的不断发展在 DCS 之上发展了先进控制技术在一定程度上
弥补了常规单回路控制的不足 AspenTech 公司的动态矩阵控制器(DMCplus)便是先
进控制领域的佼佼者它的运行包括预测优化与动态控制三大模块作为操作手
段的独立过程变量在先进控制中被定义为操作变量(MVs) 一般对应于常规 PID 回
路的设定值或阀开度那些非独立的过程量则叫做被控变量(CVs) 它们是控制的目
标定值或者某范围预测模块依赖于工厂阶跃测试所辨识的模型在每一控制
周期控制器根据独立变量的变化历程对被控变量的发展趋势进行预测并利用被
控变量的当前值进行反馈校正在此预测基础上优化模块利用经济参数价格因
子确定控制目标使效益最大化生产成本最小化最后在动态控制模块针对这
一稳态目标和预测趋势严格计算出一套优化的动态控制方案并下指令给 DCS 完成
闭环控制由此可见 DMCplus 是一种集前馈反馈优化于一体的先进过程控制
器特别适用于具有强烈耦合关系及存在众多约束竞争的复杂多变量过程控制
DMCplus 控制器自二十世纪七十年代末首次在壳牌(SHELL)公司投入工业应用以
来经过从炼油到石化再到化工及聚合工业已成功地应用于 2000 多个工厂装置
创造了巨大的经济效益
本课题利用计算机平台针对当前 PTA 装置提高产量和降低损耗的迫切要求
设计开发一套 DMCplus 的多变量先进控制系统本文将从工程的角度出发结合
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DMCplus 技术理论详细阐述该控制系统的设计工程实施系统仿真投运效果
及心得体会
关键词先进控制操作变量被空变量
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THE DEVELOPMENT OF DMCPLUS SYSTEM
FOR PTA UNIT OF SINOPEC SHANGHAI
PETROCHEMICAL CO., LTD. POLYESTER DIVISION
ABSTRACT
Widespread application of Distribute Control System (DCS) have greatly improved the
Petro-chemical process control. But most DCSs are mainly regular PID controls, which
means Single-In Single-Out (SISO). Although by programming we can design some
complicated controller such as feed forward, cascade, and split so on, these are still Multi-
In Single-Out (MIMO) mode. General speaking, the proper tuned PID control can be fairly
satisfactory in most cases. But for processes with multiple inter-related variables, PID
controllers can’t perform so well. In addition, for the whole process control each PID can’t
coordinate automatically, this, on one hand, es much labor consuming, on the other
hand, misses much opportunities to gain benefit.
With the development puter t