[发明专利]一种误差容忍限机制下的焦化加热炉炉膛压力控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种误差容忍限机制下的焦化加热炉炉膛压力控制方法。

背景技术

焦化加热炉是炼油化工生产部门的重要设备，其要求是为渣油等重要原料加热，以满足后续工序的操作工况和产品质量。为此，生产过程的各个主要工艺参数必须严格控制。然而焦化加热炉设备是一个复杂的被控对象，输入量与输出量之间相互关联。对于焦化加热炉炉膛压力系统来说：原料负荷发生变化引起原料压力和原料温度变化的同时，也引起炉膛压力发生变化；烟道挡板开度量的变化直接影响炉膛压力的变化；进风量的变化会导致炉膛内空气量发生变化，进一步导致炉膛压力等的变化。这些不利因素导致传统的控制手段精度不高，又进一步导致后续生产控制参数不稳定，产品合格率低，加热炉效率低下。目前实际工业中焦化加热炉的炉膛压力控制基本上采用传统简单的控制手段，甚至必要时候手动操作，控制参数仅仅依赖技术人员经验，使生产成本增加，控制效果很不理想。我国焦化加热炉控制与优化技术比较落后，能耗居高不下，控制性能差，自动化程度低，很难适应节能减排以及间接环境保护的需求，这其中直接的影响因素之一便是焦化加热炉系统的控制方案问题。

发明内容

本发明的目标是针对现有的焦化加热炉炉膛压力系统控制技术的不足之处，提供一种误差容忍限机制下的焦化加热炉炉膛压力控制方法。

误差容忍限机制下的焦化加热炉炉膛压力控制方法的步骤如下：

(1)采用响应曲线法设计炉膛压力过程模型的比例积分控制器，具体步骤是：

a.将过程的比例积分控制器停留在手动操作状态，操作拨盘使其输出有个阶跃变化，由记录仪表记录实际过程的输出值，将实际过程输出值y_L(k)的响应曲线转换成无量纲形式具体是：

其中，y_L(∞)是比例积分控制器的输出有阶跃变化时的实际过程输出y_L(k)的稳态值；

b.选取满足的两个时间计算点k₁和k₂，依据下式计算比例积分控制器所需要的增益K、时间常数T、时滞参数τ：

K＝y_L(∞)/q

T＝2(k₁-k₂)

τ＝2k₁-k₂

其中，q为过程的比例积分控制器输出的阶跃变化幅度；

c.计算过程的比例积分控制器的参数，具体是：

K_c＝1.2T/Kτ

T_i＝2τ

其中K_c为比例积分控制器的比例参数，T_i为比例积分控制器的积分参数；

(2)设计预测函数比例积分控制器，具体步骤是：

d.将过程的比例积分控制器停留在自动操作状态，操作拨盘使其输入有阶跃变化，由记录仪表记录实时过程的输出，将过程输出值y(k)的响应曲线转换成无量纲形式y^*(k)，具体是：y^*(k)＝y(k)/y(∞)

其中，y(∞)是过程的比例积分控制器的输入有阶跃变化时的过程输出y(k)的稳态值；

e.选取满足y(k₃)＝0.39，y(k₄)＝0.63的另两个时间计算点k₃和k₄，依据下式计算预测函数比例积分控制器所需要的增益K₁、时间常数T₁、时滞参数τ₁：

K₁＝y(∞)/q₁

T₁＝2(k₃-k₄)

τ₁＝2k₃-k₄

其中，q₁为过程的比例积分控制器输入的阶跃变化幅度；

f.将步骤e得到的参数转化为拉普拉斯形式的局部受控传递函数模型：