过程控制的任务是协助工厂正常运营,在达到运营目标值的同时,尽可能的提供支持在这一假设中,我们认为目标是最优化的值。但是,究竟什么是正确的目标值呢?
这里我们提出的问题对某些工程师来说似乎有些苛刻:目标值总是代表最正确的选择吗?而且,如果存在疑问,那么为什么是控制工程师应该提出疑议,或提出不同的值呢?在工厂中是否还有其他的工程师,主要负责研究最优的目标值?
通常,生产工厂既定的工作目标和规范都来自于工作规划人员。目标设置并非过程控制人员的 主要职责,但有时候CONTROL ENGINEERING China版权所有,他们不得不涉及或提供重要因素, 向目标设置人员提供一些信息:过程需随各种变量而变换,因而一个工厂的运行是一个动态的过程。
这可以说明,任何既定的目标工作点都不可能长时间的保持,过程将围绕这一工作点作或强烈或缓和的进行扰动。这就在目标设置和实际的运行值之间产生一
事实上,所有用于计算最优运行状况的工具都是在描述过程,在一个纯稳定状态的模式中,这里不包含动态影响;工厂以单一的模式模块化控制工程网版权所有,并降低计算量。能成为潜在影响因素的细节也许不包括在内。此外,在许多案例中www.cechina.cn,变量之间呈线性关系。
工厂、单位或设备生产能力和限制并不是实时能进行更新的,一些改变如管道污垢、炼焦、催化剂惰化,或类似的时间上或设备上的不足,根本不能直接实时反映出来。
另外,在工厂运行中的另一个主要问题是在实际的运行范围内,掌握当前扰动和不完整的固有的动态效果 。然而,操作人员和控制人员并不是仅有的能处理过程动态的人员。对计划人员、过程设计者和技术专家而言,对固定时间、时间常数和系统控制能力也不一定是完全熟悉的,对于过程中各个变量产生的结果也是如此。因为目标是在稳定状态的基础上产生的,而且计算出的最佳值和真实值之间 总是存在差异的。下面可以看一下,各个案例中的变量的效果。
从Claus工厂案例开始,但是需要说明的是,这里描述的案例在其他流程中是比较常见的。
Claus工厂需要从酸性气体中脱离硫,如气体中含有H2 S。其重要目标就是需要尽可能地将H2 S的转换为固体硫。最大的转换值是在尾气中H2 S和H2 S的比例达到2。也就是说,在这个 步序中,这就是运行的目标值。
现在,看看这个值。 我们发现,转化过程向着越来越有利的一面发展,也就是说向更高的比例方向,但时朝另一方向转变的可能性同时也存在。在转化和H2 S/SO2比例之间的关系是高度的非线性关系,这会产生如下的结果:即使比率的平均值能满足目标值的需求,我们仍然觉得无法实现最佳的转化可能,由于偏离之间的差距很大。这也意味着,我们需要将目标值转化的值越高,功能性更强。换句话说,目标值需要适应 平均变量之间的差异值。
一些目标应该是常量(但是随着时间而变化)。通常在流程行业中,最终的产品是由数种原料构成,他们一般处于不同的储罐中。当然,一些元件特性需要适应不同的产品或等级www.cechina.cn,但是很少需要在较长时间内保持恒定,也许只有不断变化调整,才能反映最终产品的特性的合理的变化。
Claus工厂转变及H2S/SO2的比率。
a) 最佳目标值,没有变化;
b) 目标有变化,有一定的偏离; (注意:这意味着平均的偏离值是已知的,测量动态性能的要求)
当然,通常每次新的生产计划中总有足够的原料特性可进行调整。这里需要特别指出的是,实际生产并非能完全符合设计人员的预计值。但是这些调节通常会降低产能或产量。下一步应该调查产生偏离的原因控制工程网版权所有,因为校正的越少,工厂的性能就越强。关键在于如何查找原因,寻求最经济最省时的补救方法,在许多案例中www.cechina.cn,因此产生了新的先进控制方法。