專利名稱：乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型關(guān)于化學(xué)工程控制領(lǐng)域，特別是關(guān)于乙烯裂解裝置的控制技術(shù)，具體的講是一種乙烯裂解裝置中乙烯精餾塔內(nèi)模控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
乙烯裂解裝置是石油化工的重要組成部分，它的發(fā)展直接影響我國石油化工的發(fā)展。同時，乙烯裂解裝置由于耗能較多，對節(jié)能減排有至關(guān)重要的作用。乙烯精餾塔是乙烯裝置的關(guān)鍵塔，由于乙烯和乙烷較難分離，故分離所需塔板數(shù)較多。因此，對乙烯精餾塔進(jìn)行內(nèi)?？刂?，不僅直接影響乙烯產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，而且影響下游產(chǎn)品(聚合級丙烯、混合碳四、裂解汽油、裂解柴油等)的平穩(wěn)操作。隨著乙烯裂解裝置規(guī)模的日益擴(kuò)大，我國已引進(jìn)IDCOM-M、SMCA、DMCpIus等先進(jìn)控制系統(tǒng)并投入使用，但這些系統(tǒng)并沒有能夠得到長期使用，均是在驗收后不久就被迫停用。原因在于引入的這些控制系統(tǒng)都有如下共同弊端，致使推廣應(yīng)用存在一定難度(1)這些先進(jìn)控制系統(tǒng)需要對實際的生產(chǎn)裝置進(jìn)行一系列規(guī)模很大的試驗來獲得過程的動態(tài)模型，如此不僅耗費較大精力，而且存在由于生產(chǎn)裝置長時間受到干擾產(chǎn)生不安全的隱患；(2)當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備老化需要更新、裝置檢修以及原料性質(zhì)有較大的變化時，即需要對原來的動態(tài)模型進(jìn)行更新，如此即需要重新進(jìn)行一系列的現(xiàn)場實驗，因此，給控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)帶來了很大的困難；(3)控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，要求裝置運(yùn)行相對平穩(wěn)，對基礎(chǔ)層的要求較高，同時需要有高硬件的投入。(4)現(xiàn)有的控制系統(tǒng)通?；诒孀R得到過程對象模型，而要獲得過程對象模型就需要獲取過程對象響應(yīng)數(shù)據(jù)，然后使用這些數(shù)據(jù)對裝置進(jìn)行過程對象模型辨識。目前的辨識技術(shù)是通過在裝置上施加測試信號來獲取的，這種方式對裝置造成一定的干擾，干擾的存在對操作人員的安全造成了隱患；對于一些干擾較大或純滯后較大的系統(tǒng)，因其過渡過程時間較長而難達(dá)到穩(wěn)態(tài)，使用該方式很難得到理想的模型。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供了一種乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的控制系統(tǒng)均需要進(jìn)行大規(guī)模的測試試驗、系統(tǒng)維護(hù)困難、由于干擾的存在對裝置運(yùn)行的安全造成隱患的問題。本實用新型的目的是，提供一種乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)，包括現(xiàn)場儀表、過程控制器、操作站、IMC-PID控制設(shè)備以及OPC服務(wù)器，所述的OPC服務(wù)器通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的過程控制器相連接；所述的OPC服務(wù)器通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的IMC-PID控制設(shè)備相連接；所述的OPC服務(wù)器，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的過程控制器上采集數(shù)據(jù)信息；所述的 IMC-PID控制設(shè)備，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的OPC服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)信息，根據(jù)所述的數(shù)據(jù)信息輸出參數(shù)；所述的OPC服務(wù)器，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的IMC-PID控制設(shè)備上獲取參數(shù)，并將所述的參數(shù)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳送至所述的過程控制器；所述的操作站，通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的OPC服務(wù)器相連接，通過工業(yè)以太網(wǎng)接收并顯示IMC-PID控制設(shè)備輸出的參數(shù)；所述的過程控制器，通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的OPC服務(wù)器相連接，通過工業(yè)以太網(wǎng)接收所述的IMC-PID控制設(shè)備輸出的參數(shù)，根據(jù)所述的參數(shù)控制現(xiàn)場儀表的調(diào)節(jié)閥，進(jìn)而調(diào)節(jié)現(xiàn)場儀表；所述的操作站，與所述的過程控制器相連接，接收并顯示IMC-PID控制設(shè)備輸出的參數(shù)。優(yōu)選的，所述的現(xiàn)場儀表包括乙烯精餾塔，與所述的乙烯精餾塔相連接的塔底再沸器，與所述的塔底再沸器相連接的再沸器加熱量控制器，與所述的再沸器加熱量控制器相連接的第一調(diào)節(jié)閥；與所述的乙烯精餾塔相連接的塔頂回流罐，與所述的塔頂回流罐相連接的塔頂回流控制器，與所述的塔頂回流控制器相連接的第二調(diào)節(jié)閥；與所述的乙烯精餾塔相連接的塔頂冷凝器，與所述的塔頂冷凝器相連接的塔頂壓力控制器，與所述的塔頂壓力控制器相連接的第三調(diào)節(jié)閥；與所述的乙烯精餾塔相連接的乙烯采出泵，與所述的乙烯采出泵相連接的乙烯產(chǎn)品采儲量控制器，與所述的乙烯產(chǎn)品采儲量控制器相連接的第四調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選的，所述的IMC-PID控制設(shè)備包括采集器，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的OPC服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)信息；過濾器，與所述的采集器相連接，根據(jù)所述的數(shù)據(jù)信息過濾出設(shè)定值變化前后的數(shù)據(jù)，根據(jù)過濾出的數(shù)據(jù)輸出對應(yīng)的模型；IMC控制器，與所述的過濾器相連接，根據(jù)所述的模型設(shè)置所述的IMC控制器；IMC-PID控制器，與所述的IMC控制器相連接， 根據(jù)所述的IMC控制器設(shè)置所述的IMC-PID控制器；數(shù)據(jù)輸出口，與所述的過濾器、IMC控制器、IMC-PID控制器相連接，根據(jù)所述的過濾器、IMC控制器、IMC-PID控制器輸出參數(shù)。所述的IMC-PID控制設(shè)備還包括存儲器，與所述的采集器相連接，將所述的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲。本實用新型的有益效果在于，在現(xiàn)有的乙烯精餾塔集散控制系統(tǒng)上裝入OPC服務(wù)器和IMC-PID控制設(shè)備，通過采集乙烯精餾塔集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了在生產(chǎn)正常運(yùn)行條件下自動完成數(shù)據(jù)的采集以及控制器的設(shè)置，無需進(jìn)行現(xiàn)場測試，從而避免了由于外加測試信號而造成的擾動，并且消除了安全隱患。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例的乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例中的現(xiàn)場儀表的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例中IMC-PID控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本實用新型實施例中的PC3233對應(yīng)的模型仿真曲線與現(xiàn)場實測曲線的對比圖；圖5為本實用新型實施例的單一 IMC控制器在不同工況模型下的階躍響應(yīng)曲線；[0020]圖6為本實用新型實施例中IMC-PID控制器在不同工況模型下的階躍響應(yīng)曲線；圖7為未實施本實用新型實施例提供的乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)時的壓力波動圖；圖8為實施本實用新型實施例提供的乙烯精餾塔內(nèi)模控制系統(tǒng)后的壓力波動圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。圖1為本實用新型實施例的乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖1可知， 本實用新型實施例提供的乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)包括現(xiàn)場儀表102、過程控制器130、 操作站120、IMC-PID控制設(shè)備300以及OPC服務(wù)器200，其中，所述的OPC服務(wù)器200通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的過程控制器130相連接；所述的OPC服務(wù)器200通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的IMC-PID控制設(shè)備300相連接；所述的OPC服務(wù)器200，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的過程控制器130采集數(shù)據(jù)信息， 在具體的實施方式中，OPC服務(wù)器200以一定的采樣間隔采集數(shù)據(jù)，采樣間隔可根據(jù)需要設(shè)定為幾檔，如12秒、30秒等。采集的數(shù)據(jù)信息主要包括現(xiàn)場的壓力、溫度、流量操作數(shù)據(jù)及控制閥信號的變化情況等信息；所述的IMC-PID控制設(shè)備300，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的OPC服務(wù)器200上獲取數(shù)
據(jù)信息，根據(jù)所述的數(shù)據(jù)信息輸出參數(shù)；所述的OPC服務(wù)器200，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的IMC-PID控制設(shè)備300上獲取參數(shù)，并將所述的參數(shù)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳送至所述的過程控制器130 ；現(xiàn)場儀表102、過程控制器130、操作站120組成乙烯精餾塔集散控制系統(tǒng)，其中所述的過程控制器130，通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的OPC服務(wù)器200相連接，通過工業(yè)以太網(wǎng)接收所述的IMC-PID控制設(shè)備300輸出的參數(shù)，根據(jù)所述的參數(shù)控制現(xiàn)場儀表的調(diào)節(jié)閥， 進(jìn)而調(diào)節(jié)現(xiàn)場儀表102 ；所述的操作站120，與所述的過程控制器130相連接，接收并顯示 IMC-PID控制設(shè)備輸出的參數(shù)。圖2為本實用新型實施例中的現(xiàn)場儀表的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖2可知，現(xiàn)場儀表主要包括乙烯精餾塔101，與所述的乙烯精餾塔101相連接的塔底再沸器105，與所述的塔底再沸器105相連接的再沸器加熱量控制器103，與所述的再沸器加熱量控制器103相連接的第一調(diào)節(jié)閥104 ；與所述的乙烯精餾塔101相連接的塔頂回流罐108，與所述的塔頂回流罐108相連接的塔頂回流控制器106，與所述的塔頂回流控制器106相連接的第二調(diào)節(jié)閥107 ；與所述的乙烯精餾塔101相連接的塔頂冷凝器109，與所述的塔頂冷凝器109相連接的塔頂壓力控制器110，與所述的塔頂壓力控制器110相連接的第三調(diào)節(jié)閥111 ；與所述的乙烯精餾塔101相連接的乙烯采出泵114，與所述的乙烯采出泵114相連接的乙烯產(chǎn)品采儲量控制器113，與所述的乙烯產(chǎn)品采儲量控制器113相連接的第四調(diào)節(jié)閥 115。[0034]圖3為本實用新型實施例中IMC-PID控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖，由圖3可知，所述的 IMC-PID控制設(shè)備包括采集器301，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的OPC服務(wù)器200上獲取數(shù)據(jù)信息。采集器獲取到數(shù)據(jù)信息后，可通過與其相連接的存儲器306，將所述的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲；過濾器302，與所述的采集器301相連接，根據(jù)所述的數(shù)據(jù)信息過濾出設(shè)定值變化前后的數(shù)據(jù)，根據(jù)過濾出的數(shù)據(jù)輸出對應(yīng)的模型?；谝蚁┚s塔集散控制系統(tǒng)的運(yùn)行操作數(shù)據(jù)過濾數(shù)據(jù)時，通過如下方式進(jìn)行 因為操作人員對乙烯精餾塔集散控制系統(tǒng)的操作是通過對設(shè)定值進(jìn)行更改進(jìn)行的，因而設(shè)定值變化前后的數(shù)據(jù)即為過濾出的辨識所需的數(shù)據(jù)，將其儲存于數(shù)據(jù)集D中。根據(jù)過濾出的數(shù)據(jù)輸出對應(yīng)的模型通過如下方式進(jìn)行將每一個過濾出的數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)段辨識為一個過程對象，建立多個時段、多個工況下的過程模型集，以用于設(shè)置 IMC控制器。過程模型集中所辨識的過程模型結(jié)構(gòu)如公式1所示。
權(quán)利要求1.一種乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)，其特征是，所述的乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)包括 現(xiàn)場儀表、過程控制器、操作站、IMC-PID控制設(shè)備以及OPC用于過程控制的對象鏈接和嵌入服務(wù)器，所述的OPC服務(wù)器通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的過程控制器相連接； 所述的OPC服務(wù)器通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的IMC-PID控制設(shè)備相連接； 所述的OPC服務(wù)器，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的過程控制器上采集數(shù)據(jù)信息； 所述的IMC-PID控制設(shè)備，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的OPC服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)信息，根據(jù)所述的數(shù)據(jù)信息輸出參數(shù)；所述的OPC服務(wù)器，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的IMC-PID控制設(shè)備上獲取參數(shù)，并將所述的參數(shù)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳送至所述的過程控制器；所述的過程控制器，通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的OPC服務(wù)器相連接，通過工業(yè)以太網(wǎng)接收所述的IMC-PID控制設(shè)備輸出的參數(shù)，根據(jù)所述的參數(shù)控制現(xiàn)場儀表的調(diào)節(jié)閥，進(jìn)而調(diào)節(jié)現(xiàn)場儀表；所述的操作站，與所述的過程控制器相連接，接收并顯示IMC-PID控制設(shè)備輸出的參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)，其特征是，所述的現(xiàn)場儀表包括 乙烯精餾塔，與所述的乙烯精餾塔相連接的塔底再沸器，與所述的塔底再沸器相連接的再沸器加熱量控制器，與所述的再沸器加熱量控制器相連接的第一調(diào)節(jié)閥；與所述的乙烯精餾塔相連接的塔頂回流罐，與所述的塔頂回流罐相連接的塔頂回流控制器，與所述的塔頂回流控制器相連接的第二調(diào)節(jié)閥；與所述的乙烯精餾塔相連接的塔頂冷凝器，與所述的塔頂冷凝器相連接的塔頂壓力控制器，與所述的塔頂壓力控制器相連接的第三調(diào)節(jié)閥；與所述的乙烯精餾塔相連接的乙烯采出泵，與所述的乙烯采出泵相連接的乙烯產(chǎn)品采儲量控制器，與所述的乙烯產(chǎn)品采儲量控制器相連接的第四調(diào)節(jié)閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯精餾塔內(nèi)模控制系統(tǒng)，其特征是，所述的IMC-PID控制設(shè)備包括采集器，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的OPC服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)信息； 過濾器，與所述的采集器相連接，根據(jù)所述的數(shù)據(jù)信息過濾出設(shè)定值變化前后的數(shù)據(jù)， 根據(jù)過濾出的數(shù)據(jù)輸出對應(yīng)的模型；IMC控制器，與所述的過濾器相連接，根據(jù)所述的模型設(shè)置所述的IMC控制器； IMC-PID控制器，與所述的IMC控制器相連接，根據(jù)所述的IMC控制器設(shè)置所述的 IMC-PID控制器；數(shù)據(jù)輸出口，與所述的過濾器、IMC控制器、IMC-PID控制器相連接，根據(jù)所述的過濾器、IMC控制器、IMC-PID控制器輸出參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)，其特征是，所述的IMC-PID控制設(shè)備還包括存儲器，與所述的采集器相連接，將所述的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲。
專利摘要本實用新型實施例提供了一種乙烯精餾塔內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)，包括現(xiàn)場儀表、過程控制器、操作站、IMC-PID控制設(shè)備以及OPC服務(wù)器，所述的OPC服務(wù)器通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的過程控制器相連接；所述的OPC服務(wù)器通過工業(yè)以太網(wǎng)與所述的IMC-PID控制設(shè)備相連接；所述的OPC服務(wù)器，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的過程控制器采集數(shù)據(jù)信息；所述的IMC-PID控制設(shè)備，通過工業(yè)以太網(wǎng)從所述的OPC服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)信息，根據(jù)所述的數(shù)據(jù)信息輸出參數(shù)。解決了現(xiàn)有技術(shù)中的控制系統(tǒng)均需要進(jìn)行大規(guī)模的測試試驗、系統(tǒng)維護(hù)困難、由于干擾的存在對裝置運(yùn)行的安全造成隱患的問題。
文檔編號B01D3/42GK202336228SQ201120517730
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者王文新 申請人:北京世紀(jì)隆博科技有限責(zé)任公司