經(jīng)驗(yàn)交流《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》2003年第22卷第1期Technical Communication乙烯裝置微機(jī)優(yōu)化系統(tǒng)Microcomputer-Based Optimization of the Ethylene Installation黑龍江省財(cái)政廳財(cái)稅信息中心羅 忠遠(yuǎn)黑龍江省計(jì)算中心梁長(zhǎng)文丁雨Luo Zhangyuang Liang Zhanguen Ding Yu摘要介紹乙烯裝置上實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)該系統(tǒng)在操作經(jīng)驗(yàn)的記憶、對(duì)比和推理的基礎(chǔ)上對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化為復(fù)雜工藝過(guò)程的優(yōu)化控制提供了-條新的可行途徑。關(guān)鍵詞:乙烯裝置優(yōu)化工況 自學(xué)習(xí)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(hào):TP273.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1003-7241( 2003 )01-0065-02操作終端1引言微機(jī)烴類裂解生產(chǎn)乙烯的工藝過(guò)程和機(jī)理十分復(fù)雜很難通過(guò)建立有效的數(shù)學(xué)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化控制。其生產(chǎn)操作.上相關(guān)DCS系統(tǒng)因素眾多進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化是-件對(duì)技術(shù)管理人員和操作工的經(jīng)生產(chǎn)裝管驗(yàn)、技術(shù)水平有較高要求的難度很大的工作。為此我們研究設(shè)計(jì)了一種自學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化系統(tǒng),它能夠在歷史操作經(jīng)驗(yàn)的記憶、圖1硬件系統(tǒng)示意圖.對(duì)比、推理的基礎(chǔ)上不斷地對(duì)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化操作的指導(dǎo)使過(guò)程逐步地達(dá)到和保持最優(yōu)或較優(yōu)的狀態(tài)。3自學(xué)習(xí)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)由下列要素有機(jī)構(gòu)成:2硬件環(huán)境3.1優(yōu)化參 數(shù)吉化公司有機(jī)合成廠乙烯裝置年處理量十五萬(wàn)噸,包括六.是系統(tǒng)選定的進(jìn)行優(yōu)化化指導(dǎo)的參數(shù),包括各裂解管出口臺(tái)并行運(yùn)行的裂解爐。全裝置由-套從國(guó)外引進(jìn)的DCS系統(tǒng)溫度、 進(jìn)料量、稀釋蒸汽比個(gè)20個(gè)共60個(gè)參數(shù)。中國(guó)煤化工對(duì)裝置集散控制,我們?cè)谠揇CS系統(tǒng)上外接了一臺(tái)微機(jī)并實(shí)3.2工1HCNMHG現(xiàn)了與DCS系統(tǒng)雙向?qū)崟r(shí)通訊通過(guò)DCS系統(tǒng)采集生產(chǎn)過(guò)程檢我們把衣征生廣衛(wèi)柱狀念的參重倒成的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為測(cè)數(shù)據(jù)和回送控制、指導(dǎo)信息。工況。它包括優(yōu)化參數(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品分布數(shù)據(jù)(軟儀表)及廢優(yōu)化系統(tǒng)軟件在微機(jī)上開(kāi)發(fā)、運(yùn)行。鍋溫度、爐膛溫度、原料性質(zhì)數(shù)據(jù)等。Tehniques of Automation & Aplications 165《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》2003年第22卷第1期經(jīng)驗(yàn)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(gè)存放操作經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)其中包含-個(gè)典型工況[k])OBJ_ PAR[ k:]}+>(8hIOPT_ PAR[ k:]- OPT .和相應(yīng)的優(yōu)化指導(dǎo)方案。對(duì)應(yīng)幾種不同的生產(chǎn)方案分別離線PAR[ k ])VOPT _ PAR[ h])制定30至50個(gè)優(yōu)化工況樣本。則與當(dāng)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(shì)的優(yōu)化操作經(jīng)驗(yàn)限定和規(guī)則等。是對(duì)優(yōu)化工況樣利用優(yōu)化推理規(guī)則集對(duì)OPT _ SAMPLE: 中的優(yōu)化指導(dǎo)值本的補(bǔ)充。(OPTVALh逐項(xiàng)和綜合地調(diào)整形成最終的優(yōu)化方案輸出。3.5優(yōu)化知識(shí)庫(kù)優(yōu)化知識(shí)庫(kù)最初根據(jù)工藝機(jī)理和專家經(jīng)驗(yàn)離線建立。里面5學(xué)習(xí)過(guò)程包括針對(duì)各類工況的若干個(gè)優(yōu)化工況樣本、優(yōu)化推理規(guī)則集其設(shè)OB]_ PARo 是調(diào)前工況的產(chǎn)率參數(shù),0BJ_ PARI 是調(diào)后.它優(yōu)化計(jì)算用的參數(shù)數(shù)據(jù)。工況的產(chǎn)率參數(shù),a和b分別是對(duì)應(yīng)于當(dāng)前生產(chǎn)方案的系數(shù)向3.6優(yōu)化決策環(huán)節(jié)量和指標(biāo)向量。若首先根據(jù)一定的判別準(zhǔn)則 在優(yōu)化工況樣本集中找出與當(dāng)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(dòng)構(gòu)造一個(gè)新的優(yōu)化工況樣本OPT SAMPLE 取代知識(shí)庫(kù)導(dǎo)值作為初步優(yōu)化方案然后利用優(yōu)化知識(shí)庫(kù)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(gè)。OPT則對(duì).上述初步優(yōu)化方案進(jìn)行調(diào)整作出最后的優(yōu)化決策。SAMPLE前4個(gè)元素取調(diào)前工況響應(yīng)元素的參數(shù)值第5個(gè)元素3.7優(yōu)化知識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)OPT _ VAL 取調(diào)后工況中的優(yōu)化參數(shù)值( OPT_ PAR 》隨著時(shí)間的推移知識(shí)庫(kù)中的某些優(yōu)化工況樣本已經(jīng)陳舊，通過(guò)人機(jī)對(duì)話在線修改生產(chǎn)方案、工藝卡片、以及優(yōu)化推理不再適用了。系統(tǒng)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)不斷地把調(diào)前工況與調(diào)后工況進(jìn).規(guī)則集。行比較用成功的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)構(gòu)造新的優(yōu)化工況樣本。優(yōu)化推理規(guī)則也要通過(guò)人一機(jī)對(duì)話在 線調(diào)整。6結(jié)束語(yǔ)調(diào)苗工況該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)程的數(shù)學(xué)模型,該系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜工藝過(guò)程的操作優(yōu)輸出化指導(dǎo)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(jī)理洱優(yōu)知識(shí)建專家經(jīng)驗(yàn)(優(yōu)化工況樣本、優(yōu)化摧理規(guī)則集等)上投入使用后進(jìn)行了嚴(yán)格的生產(chǎn)標(biāo)定結(jié)果表明,目標(biāo)產(chǎn)品單圖2自學(xué)習(xí)優(yōu)化系統(tǒng)框圖耗下降、年經(jīng)濟(jì)效益200萬(wàn)以上。4優(yōu)化過(guò)程7參考文獻(xiàn)設(shè)GK、PRT_PAR、J、OBJ_PAR為當(dāng)前工況的4個(gè)元素,[1] 沈清湯霖.模式識(shí)別導(dǎo)論[ M].長(zhǎng)沙:國(guó)防科技大學(xué){0PT_ SAMPLE;li= 1~ 50 }為相對(duì)于當(dāng)前生產(chǎn)方案的優(yōu)化工況出版社,1991中國(guó)煤化工樣本集而GK、OPT_ PAR、JJ小、OBJ_ PAR、 OPT _ VAL; 為優(yōu)化作者簡(jiǎn)MHCNMHG究方向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、辦公自動(dòng)工況樣本OPT_ SAMPLE; 的5個(gè)元素,a[ k]A[ k]γ[ k:]δ[ k]化、智能控制理論和應(yīng)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