經驗交流《自動化技術與應用》2003年第22卷第1期Technical Communication乙烯裝置微機優(yōu)化系統(tǒng)Microcomputer-Based Optimization of the Ethylene Installation黑龍江省財政廳財稅信息中心羅 忠遠黑龍江省計算中心梁長文丁雨Luo Zhangyuang Liang Zhanguen Ding Yu摘要介紹乙烯裝置上實現(xiàn)的一種計算機生產優(yōu)化系統(tǒng)該系統(tǒng)在操作經驗的記憶、對比和推理的基礎上對生產過程進行優(yōu)化為復雜工藝過程的優(yōu)化控制提供了-條新的可行途徑。關鍵詞:乙烯裝置優(yōu)化工況 自學習Abstract :This paper introduces the microcomputer - based optimization system in the ethylene insalation . Adopting unique optimisation model ,this sys-tem provides a new feasible method of optimication control for the sophisticated technological process.Kewords :Ethylene insalation Optimication working condition Self-study中圖分類號:TP273.5文獻標識碼: A文章編號: 1003-7241( 2003 )01-0065-02操作終端1引言微機烴類裂解生產乙烯的工藝過程和機理十分復雜很難通過建立有效的數(shù)學模型來實現(xiàn)在線優(yōu)化控制。其生產操作.上相關DCS系統(tǒng)因素眾多進行生產優(yōu)化是-件對技術管理人員和操作工的經生產裝管驗、技術水平有較高要求的難度很大的工作。為此我們研究設計了一種自學習經驗優(yōu)化系統(tǒng),它能夠在歷史操作經驗的記憶、圖1硬件系統(tǒng)示意圖.對比、推理的基礎上不斷地對過程進行優(yōu)化操作的指導使過程逐步地達到和保持最優(yōu)或較優(yōu)的狀態(tài)。3自學習優(yōu)化系統(tǒng)設計本系統(tǒng)由下列要素有機構成:2硬件環(huán)境3.1優(yōu)化參 數(shù)吉化公司有機合成廠乙烯裝置年處理量十五萬噸,包括六.是系統(tǒng)選定的進行優(yōu)化化指導的參數(shù),包括各裂解管出口臺并行運行的裂解爐。全裝置由-套從國外引進的DCS系統(tǒng)溫度、 進料量、稀釋蒸汽比個20個共60個參數(shù)。中國煤化工對裝置集散控制,我們在該DCS系統(tǒng)上外接了一臺微機并實3.2工1HCNMHG現(xiàn)了與DCS系統(tǒng)雙向實時通訊通過DCS系統(tǒng)采集生產過程檢我們把衣征生廣衛(wèi)柱狀念的參重倒成的一個數(shù)據(jù)結構稱為測數(shù)據(jù)和回送控制、指導信息。工況。它包括優(yōu)化參數(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)、產品分布數(shù)據(jù)(軟儀表)及廢優(yōu)化系統(tǒng)軟件在微機上開發(fā)、運行。鍋溫度、爐膛溫度、原料性質數(shù)據(jù)等。Tehniques of Automation & Aplications 165《自動化技術與應用》2003年第22卷第1期經驗交流Technical Communication3.3優(yōu)化工況樣本JJ[h])JJ[h])+ 2X r[hI OBJ PAR[ h]- OBJ PAR,是一個存放操作經驗的數(shù)據(jù)結構其中包含-個典型工況[k])OBJ_ PAR[ k:]}+>(8hIOPT_ PAR[ k:]- OPT .和相應的優(yōu)化指導方案。對應幾種不同的生產方案分別離線PAR[ k ])VOPT _ PAR[ h])制定30至50個優(yōu)化工況樣本。則與當前工況具有類似”工況參數(shù)的優(yōu)化工況樣本OPT. SAM- .3.4優(yōu)化推理 規(guī)則PLE:滿足是一些不能歸括在優(yōu)化工況樣本中的量化成《如果.... ,SD, = min{SD; }則....》形勢的優(yōu)化操作經驗限定和規(guī)則等。是對優(yōu)化工況樣利用優(yōu)化推理規(guī)則集對OPT _ SAMPLE: 中的優(yōu)化指導值本的補充。(OPTVALh逐項和綜合地調整形成最終的優(yōu)化方案輸出。3.5優(yōu)化知識庫優(yōu)化知識庫最初根據(jù)工藝機理和專家經驗離線建立。里面5學習過程包括針對各類工況的若干個優(yōu)化工況樣本、優(yōu)化推理規(guī)則集其設OB]_ PARo 是調前工況的產率參數(shù),0BJ_ PARI 是調后.它優(yōu)化計算用的參數(shù)數(shù)據(jù)。工況的產率參數(shù),a和b分別是對應于當前生產方案的系數(shù)向3.6優(yōu)化決策環(huán)節(jié)量和指標向量。若首先根據(jù)一定的判別準則 在優(yōu)化工況樣本集中找出與當2d[ k:]OBJ . PAR[k]>>dhI 0BI_ PAR[ k]+U[ k:])前工況具有類似工況參數(shù)值的優(yōu)化工況樣本，從中摘取優(yōu)化指則自動構造一個新的優(yōu)化工況樣本OPT SAMPLE 取代知識庫導值作為初步優(yōu)化方案然后利用優(yōu)化知識庫中的優(yōu)化推理規(guī)中具有類似工況參數(shù)的優(yōu)化工況樣本中最舊的一個。OPT則對.上述初步優(yōu)化方案進行調整作出最后的優(yōu)化決策。SAMPLE前4個元素取調前工況響應元素的參數(shù)值第5個元素3.7優(yōu)化知識學習環(huán)節(jié)OPT _ VAL 取調后工況中的優(yōu)化參數(shù)值( OPT_ PAR 》隨著時間的推移知識庫中的某些優(yōu)化工況樣本已經陳舊，通過人機對話在線修改生產方案、工藝卡片、以及優(yōu)化推理不再適用了。系統(tǒng)的學習環(huán)節(jié)不斷地把調前工況與調后工況進.規(guī)則集。行比較用成功的調節(jié)數(shù)據(jù)構造新的優(yōu)化工況樣本。優(yōu)化推理規(guī)則也要通過人一機對話在 線調整。6結束語調苗工況該系統(tǒng)結構簡明方法直觀易于掌握,便于推廣。由于其謂后工配不需要建立過程的數(shù)學模型,該系統(tǒng)對復雜工藝過程的操作優(yōu)輸出化指導或控制具有-般的適用性。該系統(tǒng)在吉化公司乙烯裝置工藝機理洱優(yōu)知識建專家經驗(優(yōu)化工況樣本、優(yōu)化摧理規(guī)則集等)上投入使用后進行了嚴格的生產標定結果表明,目標產品單圖2自學習優(yōu)化系統(tǒng)框圖耗下降、年經濟效益200萬以上。4優(yōu)化過程7參考文獻設GK、PRT_PAR、J、OBJ_PAR為當前工況的4個元素,[1] 沈清湯霖.模式識別導論[ M].長沙:國防科技大學{0PT_ SAMPLE;li= 1~ 50 }為相對于當前生產方案的優(yōu)化工況出版社,1991中國煤化工樣本集而GK、OPT_ PAR、JJ小、OBJ_ PAR、 OPT _ VAL; 為優(yōu)化作者簡MHCNMHG究方向計算機網絡、辦公自動工況樣本OPT_ SAMPLE; 的5個元素,a[ k]A[ k]γ[ k:]δ[ k]化、智能控制理論和應用。是加數(shù)系數(shù)向量。令:SD;=Xo[hI GK[h]- Gh[1:])VGk[k]}+SXAhI J[ h]-661 Tehiqueta 8A0maton & Apliainos