專利名稱：空分節(jié)能過程的比例積分控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空分節(jié)能過程的控制設(shè)計領(lǐng)域，特別地，涉及空分節(jié)能過程的比例積 分控制系統(tǒng)設(shè)計及方法。
背景技術(shù)：
空分是對空氣進(jìn)行分離，得到氧、氮、氬等高純工業(yè)氣體的國民經(jīng)濟(jì)重要行業(yè)，其 產(chǎn)品廣泛用于石油、化工、冶金、電子、能源、航空航天、食品飲料、醫(yī)療保健等各種工業(yè)領(lǐng) 域。而巨大的能量消耗一直為空分行業(yè)的瓶頸問題。由于空分精餾過程的強(qiáng)非線性，耦合性等復(fù)雜動態(tài)特性，很難建立魯棒性較好的 控制方案?；诮凭€性模型的預(yù)測控制方案雖然一定程度上獲得了較好的控制效果，但 是由于近似線性模型只能高效工作在穩(wěn)態(tài)工作點附近，當(dāng)系統(tǒng)波動幅度較大，則控制系統(tǒng) 效果出現(xiàn)明顯下降。建立空分節(jié)能過程的高效率，高精度，強(qiáng)魯棒性的控制方案，已經(jīng)成為 一項關(guān)鍵的空分節(jié)能技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的空分節(jié)能過程的控制系統(tǒng)的效率低、精度低、魯棒性較差的不足， 本發(fā)明提供一種高效率、高精度、強(qiáng)魯棒性的空分節(jié)能過程的比例積分控制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種空分節(jié)能過程的比例積分控制系統(tǒng)，包括與空分塔直接連接的現(xiàn)場智能儀表 和DCS系統(tǒng)，所述DCS系統(tǒng)包括存儲裝置、控制站和上位機(jī)，所述現(xiàn)場智能儀表與存儲裝置、 控制站和上位機(jī)相連，所述上位機(jī)包括用以求解比例積分控制律并輸出控制變量值的比例 積分控制器，所述的比例積分控制器包括組分推斷模塊，用以獲取現(xiàn)場智能儀表檢測到的溫度，壓強(qiáng)數(shù)據(jù)計算空分塔上塔 的各塔板處的組分濃度，采用式(1) (2)得到 其中，k為當(dāng)前采樣時刻，Xi,Ν (k)為k采樣時刻空分塔上塔第i塊塔板處氮的液 相組分濃度，Uk)為空分塔上塔第i塊塔板處氧的液相組分濃度，PJk)為k采樣時刻上 塔壓強(qiáng)，Ti (k)為k采樣時刻上塔第i塊塔板處的溫度，αΝ>α0分別為氮和氧相對于氬的相 對揮發(fā)度，aN、bN、cN、a0、bQ、C0為安東尼常數(shù)；比例積分控制律求解模塊，用以根據(jù)當(dāng)前氮和氧的液相組分濃度數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻 操作變量值求取當(dāng)前的控制變量的理想改變值，控制律采用式(3) (4)得到
其中，P,(k_l)為k_l采樣時刻上塔壓強(qiáng)，k為當(dāng)前采樣時刻，Xu*為塔頂液氮濃度 設(shè)定值，X3il；為塔底液氧濃度設(shè)定值，X1,!(k-1), Xia(J)分別為k-Ι采樣時刻、j時刻的塔 頂液氮的測量值，x3,n(k-l)、X3,n(j)分別為為k-Ι采樣時刻、j時刻的塔底液氧的測量值，t 為采樣周期，Kn，K12，K21，K22為控制律參數(shù)，q(k)為k采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況，q(k-l)為 k-Ι采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況。作為優(yōu)選的一種方案所述的上位機(jī)還包括人機(jī)界面模塊，用以設(shè)定采樣周期t， 控制律參數(shù)Kn，K12，K21，K22和上塔塔頂液氮濃度設(shè)定值X1,Λ塔底液氧濃度設(shè)定值X3,Λ并 顯示控制器的輸出曲線和被控變量即塔頂塔底液相輕組分濃度的記錄曲線。一種空分節(jié)能過程的比例積分控制方法，所述的控制方法包括以下步驟1)確定采樣周期t，并將t值，氮和氧相對于氬的相對揮發(fā)度α Ν、α ^，安東尼常數(shù) aN、bN、cN、aQ、bQ、cQ保存在歷史數(shù)據(jù)庫當(dāng)中；2)設(shè)定控制律參數(shù)kn，k12，k21，k22和空分塔上塔塔頂液氮濃度設(shè)定值X1,Λ塔底 液氧濃度設(shè)定值X3,3)檢測k時刻精餾段壓強(qiáng)已(k)，各塔板溫度Ti (k)，計算液氮液氧的組分濃度值， 采用式⑴⑵得到Χ n {k) = m>ccN^lO -__^( 1 )
、 ΑΓ-1X o{k)=Pr^ao^° °__Zl(2)其中，k為當(dāng)前采樣時刻，Xi,N (k)為k采樣時刻空分塔上塔第i塊塔板處氮的液相 組分濃度，Uk)為空分塔上塔第i塊塔板處氧的液相組分濃度，PJk)為k采樣時刻上塔 壓強(qiáng)，TiGO為k采樣時刻上塔第i塊塔板處的溫度，α Ν、α ^分別為氮和氧相對于氬的相對
揮發(fā)度，aN、bN、cNλ a0、
N、q為安東尼常數(shù)；4)根據(jù)當(dāng)前氮和氧的液相組分濃度數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻操作變量值求取當(dāng)前的控制 變量的理想改變值，控制律采用式(3) (4)得到乃㈨《伏-如區(qū)乂式/-X^k-l^K^X,；-X11(/)>]( 3 )
；=1q(k) = q(k -1) + [K21 (Χχ - (k ~ 1)) + K22 ^ (式_ X3. UM( 4 )
；=ι其中，P,(k_l)為k_l采樣時刻上塔壓強(qiáng)，k為當(dāng)前采樣時刻，Xu*為塔頂液氮濃度 設(shè)定值，X3il；為塔底液氧濃度設(shè)定值，X1,!(k-1), Xia(J)分別為k-Ι采樣時刻、j時刻的塔 頂液氮的測量值，x3,n(k-l)、X3,n(j)分別為為k-Ι采樣時刻、j時刻的塔底液氧的測量值，t 為采樣周期，Kn，K12，K21，K22為控制律參數(shù)，q(k)為k采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況，q(k-l)為 k-Ι采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況；
5
5)將當(dāng)前時刻空分節(jié)能過程的控制變量即進(jìn)料熱狀況和上塔壓強(qiáng)的當(dāng)前理想改 變值q(k)，Pjk)輸送給DCS系統(tǒng)中的控制站，調(diào)整空分節(jié)能過程的進(jìn)料熱狀況值和上塔壓強(qiáng)值。進(jìn)一步，所述的歷史數(shù)據(jù)庫為DCS系統(tǒng)的存儲裝置，控制站讀取歷史數(shù)據(jù)庫，顯示 空分節(jié)能過程的工作狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1.比例積分控制方案具有很好的魯棒性，能夠及 時抑制干擾作用；2.能夠快速準(zhǔn)確地跟蹤設(shè)定值變化，具有很好的伺服跟蹤控制效果。


圖1是本發(fā)明所提出的空分節(jié)能過程的比例積分控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是上位機(jī)控制器實現(xiàn)方法的原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實施例1參照圖1和圖2，一種空分節(jié)能過程的比例積分控制系統(tǒng)，包括與空分塔1直接連 接的現(xiàn)場智能儀表2和DCS系統(tǒng)12，所述DCS系統(tǒng)12包括存儲裝置4、控制站5和上位機(jī) 6，所述現(xiàn)場智能儀表2與存儲裝置4、控制站5、上位機(jī)6通過現(xiàn)場總線和數(shù)據(jù)接口 3依次 相連；所述的智能儀表用以實現(xiàn)檢測模塊7的功能即檢測得到內(nèi)部熱耦合精餾塔的溫度、 壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，所述的數(shù)據(jù)接口用以實現(xiàn)I/O模塊8的功能即數(shù)據(jù)的輸入輸出，上位機(jī)6包括用 以求解比例積分控制律并輸出控制變量改變值的比例積分控制器，所述的比例積分控制器 包括組分推斷模塊9和比例積分控制律求解模塊10。所述的組分推斷模塊9，用以獲取現(xiàn)場智能儀表檢測到的溫度，壓強(qiáng)數(shù)據(jù)計算空分 塔上塔的各塔板處的組分濃度，采用式(1) (2)得到 其中k為當(dāng)前采樣時刻，Uk)為k采樣時刻空分塔上塔第i塊塔板處氮的液相 組分濃度，Uk)為空分塔上塔第i塊塔板處氧的液相組分濃度，PJk)為k采樣時刻上塔 壓強(qiáng)，TiGO為k采樣時刻上塔第i塊塔板處的溫度，α Ν，α ^分別為氮和氧相對于氬的相對
揮發(fā)度，aN、bN、cNλ a0、
N、q為安東尼常數(shù)。所述的空分節(jié)能過程的比例積分控制律求解模塊10，根據(jù)當(dāng)前氮和氧的液相組分 濃度數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻操作變量值求取當(dāng)前的控制變量的理想改變值，控制律采用式(3) (4) 得到
( 3 ) 其中，P,(k_l)為k_l采樣時刻上塔壓強(qiáng)，k為當(dāng)前采樣時刻，Xu*為塔頂液氮濃度 設(shè)定值，X3il；為塔底液氧濃度設(shè)定值，X1,!(k-1), Xia(J)分別為k-Ι采樣時刻、j時刻的塔 頂液氮的測量值，x3,n(k-l)、X3,n(j)分別為為k-Ι采樣時刻、j時刻的塔底液氧的測量值，t 為采樣周期，Kn，K12，K21，K22為控制律參數(shù)，q(k)為k采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況，q(k-l)為 k-Ι采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況。所述的上位機(jī)還包括人機(jī)界面模塊，用于設(shè)定采樣周期t，控制律參數(shù)Kn，K12，K21， K22和上塔塔頂液氮濃度設(shè)定值X1,Λ塔底液氧濃度設(shè)定值X3,；,并顯示控制器的輸出曲線 和被控變量即塔頂塔底液相輕組分濃度的記錄曲線。實施例2參照圖1和圖2，一種空分節(jié)能過程的比例積分控制方法，所述的控制方法包括以 下步驟1)確定采樣周期t，并將t值，氮和氧相對于氬的相對揮發(fā)度α Ν、α ^，安東尼常數(shù) aN、bN、cN、aQ、bQ、cQ保存在歷史數(shù)據(jù)庫當(dāng)中；2)設(shè)定控制律參數(shù)kn，k12，k21，k22和上塔塔頂液氮濃度設(shè)定值X1, Λ塔底液氧濃 度設(shè)定值X3, Λ3)檢測k時刻精餾段壓強(qiáng)已(k)，各塔板溫度Ti (k)，計算液氮液氧的組分濃度值， 采用式⑴⑵得到 其中，k為當(dāng)前采樣時刻，Xi,N(k)為k采樣時刻空分塔上塔第i塊塔板處氮的液相 組分濃度，Uk)為空分塔上塔第i塊塔板處氧的液相組分濃度，PJk)為k采樣時刻上塔 壓強(qiáng)，TiGO為k采樣時刻上塔第i塊塔板處的溫度，α Ν，α ^分別為氮和氧相對于氬的相對
揮發(fā)度，aN、bN、cNλ a0、
N、q為安東尼常數(shù)；4)根據(jù)當(dāng)前氮和氧的液相組分濃度數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻操作變量值求取當(dāng)前的控制 變量的理想改變值，控制律采用式(3) (4)得到 其中，P,(k_l)為k_l采樣時刻上塔壓強(qiáng)，k為當(dāng)前采樣時刻，Xu*為塔頂液氮濃度 設(shè)定值，X3il；為塔底液氧濃度設(shè)定值，X1,!(k-1), Xia(J)分別為k-Ι采樣時刻、j時刻的塔 頂液氮的測量值，x3,n(k-l)、X3,n(j)分別為為k-Ι采樣時刻、j時刻的塔底液氧的測量值，t 為采樣周期，Kn，K12，K21，K22為控制律參數(shù)，q(k)為k采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況，q(k-l)為 k-Ι采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況；
5)將當(dāng)前時刻空分節(jié)能過程的控制變量即進(jìn)料熱狀況和上塔壓強(qiáng)的當(dāng)前理想改 變值q(k)，Pjk)輸送給DCS系統(tǒng)中的控制站，調(diào)整空分節(jié)能過程的進(jìn)料熱狀況值和上塔壓強(qiáng)值。所述的歷史數(shù)據(jù)庫為DCS系統(tǒng)中的存儲裝置4，所述的DCS系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接口 3、 存儲裝置4和控制站5，其中，控制站5可以讀取歷史數(shù)據(jù)庫，顯示空分節(jié)能過程的工作狀 態(tài)。上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和 權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種空分節(jié)能過程的比例積分控制系統(tǒng)，包括與空分塔直接連接的現(xiàn)場智能儀表和DCS系統(tǒng)，所述DCS系統(tǒng)包括存儲裝置、控制站和上位機(jī)，所述現(xiàn)場智能儀表與存儲裝置、控制站和上位機(jī)相連，其特征在于所述上位機(jī)包括用以求解比例積分控制律并輸出控制變量值的比例積分控制器，所述的比例積分控制器包括組分推斷模塊，用以獲取現(xiàn)場智能儀表檢測到的溫度，壓強(qiáng)數(shù)據(jù)計算空分塔上塔的各塔板處的組分濃度，采用式(1)(2)得到 <mrow><msub> <mi>X</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>N</mi> </mrow></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>P</mi> <mi>r</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>&times;</mo><msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>N</mi></msub><mo>&times;</mo><msup> <mn>10</mn> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>T</mi> <mi>i</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>c</mi> <mi>N</mi></msub> </mrow> <msub><mi>b</mi><mi>N</mi> </msub></mfrac><mo>-</mo><msub> <mi>a</mi> <mi>N</mi></msub><mo>)</mo> </mrow></msup><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow> <mrow><msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>N</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>X</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>O</mi> </mrow></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>P</mi> <mi>r</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>&times;</mo><msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>O</mi></msub><mo>&times;</mo><msup> <mn>10</mn> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>T</mi> <mi>i</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>c</mi> <mi>O</mi></msub> </mrow> <msub><mi>b</mi><mi>O</mi> </msub></mfrac><mo>-</mo><msub> <mi>a</mi> <mi>O</mi></msub><mo>)</mo> </mrow></msup><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow> <mrow><msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>O</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中，k為當(dāng)前采樣時刻，Xi，N(k)為k采樣時刻空分塔上塔第i塊塔板處氮的液相組分濃度，Xi，O(k)為空分塔上塔第i塊塔板處氧的液相組分濃度，Pr(k)為k采樣時刻上塔壓強(qiáng)，Ti(k)為k采樣時刻上塔第i塊塔板處的溫度，αN、αO分別為氮和氧相對于氬的相對揮發(fā)度，aN、bN、cN、aO、bO、cO為安東尼常數(shù)；比例積分控制律求解模塊，用以根據(jù)當(dāng)前氮和氧的液相組分濃度數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻操作變量值求取當(dāng)前的控制變量的理想改變值，控制律采用式(3)(4)得到 <mrow><msub> <mi>P</mi> <mi>r</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub> <mi>P</mi> <mi>r</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mo>[</mo><msub> <mi>K</mi> <mn>11</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <msup><msub> <mi>X</mi> <mn>1,1</mn></msub><mo>*</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub><mi>X</mi><mn>1,1</mn> </msub> <mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>K</mi> <mn>12</mn></msub><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>k</mi></munderover><mrow> <mo>(</mo> <msup><msub> <mi>X</mi> <mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>*</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub><mi>X</mi><mn>1,1</mn> </msub> <mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mi>t</mi><mo>]</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>q</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>q</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mo>[</mo><msub> <mi>K</mi> <mn>21</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <msup><msub> <mi>X</mi> <mrow><mn>3</mn><mo>,</mo><mi>n</mi> </mrow></msub><mo>*</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub><mi>X</mi><mrow> <mn>3</mn> <mo>,</mo> <mi>n</mi></mrow> </msub> <mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>K</mi> <mn>22</mn></msub><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>k</mi></munderover><mrow> <mo>(</mo> <msup><msub> <mi>X</mi> <mrow><mn>3</mn><mo>,</mo><mi>n</mi> </mrow></msub><mo>*</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub><mi>X</mi><mrow> <mn>3</mn> <mo>,</mo> <mi>n</mi></mrow> </msub> <mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mi>t</mi><mo>]</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中，Pr(k 1)為k 1采樣時刻上塔壓強(qiáng)，k為當(dāng)前采樣時刻，X1，1*為塔頂液氮濃度設(shè)定值，X3，n*為塔底液氧濃度設(shè)定值，X1，1(k 1)、X1，1(j)分別為k 1采樣時刻、j時刻的塔頂液氮的測量值，X3，n(k 1)、X3，n(j)分別為為k 1采樣時刻、j時刻的塔底液氧的測量值，t為采樣周期，K11，K12，K21，K22為控制律參數(shù)，q(k)為k采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況，q(k 1)為k 1采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況。
2.如權(quán)利要求1中所述的空分節(jié)能過程的比例積分控制系統(tǒng)，其特征在于所述的上 位機(jī)還包括人機(jī)界面模塊，用以設(shè)定采樣周期t，控制律參數(shù)Kn，K12，K21，K22和上塔塔頂液 氮濃度設(shè)定值X1,Λ塔底液氧濃度設(shè)定值X3,Λ并顯示控制器的輸出曲線和被控變量即塔頂 塔底液相輕組分濃度的記錄曲線。
3.—種如權(quán)利要求1所述的空分節(jié)能過程的比例積分控制系統(tǒng)實現(xiàn)的比例積分控制 方法，其特征在于所述的控制方法包括以下步驟1)確定采樣周期t，并將t值，氮和氧相對于氬的相對揮發(fā)度αΝ、α^，安東尼常數(shù)aN、 bN、cN、aQ、bQ、cQ保存在歷史數(shù)據(jù)庫當(dāng)中；2)設(shè)定控制律參數(shù)kn，k12，k21，k22和空分塔上塔塔頂液氮濃度設(shè)定值X1,Λ塔底液氧 濃度設(shè)定值Χ3,η*;3)檢測k時刻精餾段壓強(qiáng)&(k)，各塔板溫度Ti (k)，計算液氮液氧的組分濃度值，采用 式(1) (2)得到 其中，k為當(dāng)前采樣時刻，X,,N(k)為k采樣時刻空分塔上塔第i塊塔板處氮的液相組 分濃度，Uk)為空分塔上塔第i塊塔板處氧的液相組分濃度，PJk)為k采樣時刻上塔壓 強(qiáng)，Ti (k)為k采樣時刻上塔第i塊塔板處的溫度，αΝ>α0分別為氮和氧相對于氬的相對揮發(fā)度，％、cNλ a0、N、q為安東尼常數(shù)；4)根據(jù)當(dāng)前氮和氧的液相組分濃度數(shù)據(jù)和當(dāng)前時刻操作變量值求取當(dāng)前的控制變量 的理想改變值，控制律采用式(3) (4)得到 其中，PJk-I)為k-1采樣時刻上塔壓強(qiáng)，k為當(dāng)前采樣時刻，X1^為塔頂液氮濃度設(shè)定 值，X3為塔底液氧濃度設(shè)定值，Uk-l)、Xi,i(j)分別為k-1采樣時刻、j時刻的塔頂液氮 的測量值，X3,n(k-1)、X3,n(j)分別為為k-Ι采樣時刻、j時刻的塔底液氧的測量值，t為采樣 周期，Kn，K12，K21，K22為控制律參數(shù)，q(k)為k采樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況，q(k-1)為k_l采 樣時刻下塔進(jìn)料熱狀況；5)將當(dāng)前時刻空分節(jié)能過程的控制變量即進(jìn)料熱狀況和上塔壓強(qiáng)的當(dāng)前理想改變值 q(k),Pr(k)輸送給DCS系統(tǒng)中的控制站，調(diào)整空分節(jié)能過程的進(jìn)料熱狀況值和上塔壓強(qiáng)值。
4.如權(quán)利要求3所述的比例積分控制方法，其特征在于所述的歷史數(shù)據(jù)庫為DCS系 統(tǒng)的存儲裝置，控制站讀取歷史數(shù)據(jù)庫，顯示空分節(jié)能過程的工作狀態(tài)。
全文摘要
一種空分節(jié)能過程的比例積分控制系統(tǒng)，包括與空分塔直接連接的現(xiàn)場智能儀表和DCS系統(tǒng)，所述DCS系統(tǒng)包括存儲裝置、控制站和上位機(jī)，所述現(xiàn)場智能儀表與存儲裝置、控制站和上位機(jī)相連，所述的上位機(jī)包括用以求解控制律輸出操作變量值的比例積分控制器，所述比例積分控制器包括組分推斷模塊和比例積分控制律求解模塊。本發(fā)明也提供了一種空分節(jié)能過程的比例積分控制方法。本發(fā)明能夠有效快速的跟蹤空分節(jié)能過程的設(shè)定值變化，針對空分節(jié)能過程的控制模型容易產(chǎn)生模型失配的情況，建立結(jié)構(gòu)簡單，控制高效的比例積分控制方案。
文檔編號G05B19/418GK101901005SQ20101021375
公開日2010年12月1日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者劉興高, 周葉翔 申請人:浙江大學(xué)