[发明专利]一种热耦合空分塔多回路控制装置

权利要求书

1.一种热耦合空分塔多回路控制装置，其特征在于，包括与热耦合空分塔直接连接的智能仪表、控制器和DCS系统。所述DCS系统包括上位机、控制站、存储装置、现场总线和数据接口等。存储装置、控制站及上位机通过现场总线与数据接口相连接；所述智能仪表与数据接口连接，包括温度检测元件、压力检测元件；所述温度检测元件、压力检测元件检测热耦合空分塔的温度、压力数据，通过数据接口传输至上位机，所述上位机根据热耦合空分塔的温度、压力数据得到控制信号，并将控制信号通过现场总线传递给控制站，所述控制站根据控制信号通过与现场总线相连的数据接口，对控制器进行调整，所述控制器实现对热耦合空分塔的直接控制调整。其中，所述上位机首先通过数据接口接收热耦合空分塔的温度、压力数据得到氮组分和氧组分的浓度，然后利用前后时刻的浓度差得到氮组分偏差和氧组分偏差，最后根据氮组分偏差和氧组分偏差得到氮产品回路的控制信号和氧产品回路的控制信号。

2.根据权利要求1所述热耦合空分塔多回路控制装置，其特征在于，所述上位机通过数据接口接收热耦合空分塔的温度、压力数据，根据下式得到相应的组分浓度：

其中，y和x分别表示组分浓度，P表示压强，T表示温度，α表示相对挥发度，a，b，c为安东尼系数，下标N和O分别表示氮组分和氧组分。

3.根据权利要求1所述热耦合空分塔多回路控制装置，其特征在于，根据下式，利用前后时刻的浓度差得到氮组分偏差和氧组分偏差：

e_N(t)＝y_N(t)-y_N(t-1) (3)

e_O(t)＝x_O(t)-x_O(t-1) (4)

其中，t为时间，e为偏差，下标N和O分别表示氮组分和氧组分。

4.根据权利要求1所述热耦合空分塔多回路控制装置，其特征在于，根据下式，利用氮组分偏差和氧组分偏差得到两个回路的控制信号：

其中，T_S是采样时间，K_P是比例控制系数，T_I是积分控制的积分时间，ΔP_H(t)和Δq(t)分别表示氮产品回路的控制信号和氧产品回路的控制信号，t为时间。

5.根据权利要求1所述热耦合空分塔多回路控制装置，其特征在于，该方法建立在多回路模型基础上，能够及时抑制干扰作用；且较好地处理了耦合问题，能够快速准确地跟踪设定值变化。