經(jīng)驗交流《自動化技術(shù)與應(yīng)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(yuǎn)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(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)該系統(tǒng)在操作經(jīng)驗的記憶、對比和推理的基礎(chǔ)上對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化為復(fù)雜工藝過程的優(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:TP273.5文獻(xiàn)標(biāo)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(chǎn)乙烯的工藝過程和機理十分復(fù)雜很難通過建立有效的數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)在線優(yōu)化控制。其生產(chǎn)操作.上相關(guān)DCS系統(tǒng)因素眾多進行生產(chǎn)優(yōu)化是-件對技術(shù)管理人員和操作工的經(jīng)生產(chǎn)裝管驗、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)計了一種自學(xué)習(xí)經(jīng)驗優(yōu)化系統(tǒng),它能夠在歷史操作經(jīng)驗的記憶、圖1硬件系統(tǒng)示意圖.對比、推理的基礎(chǔ)上不斷地對過程進行優(yōu)化操作的指導(dǎo)使過程逐步地達(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)計本系統(tǒng)由下列要素有機構(gòu)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(dǎo)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?qū)崟r通訊通過DCS系統(tǒng)采集生產(chǎn)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(jié)構(gòu)稱為測數(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)軟件在微機上開發(fā)、運行。鍋溫度、爐膛溫度、原料性質(zhì)數(shù)據(jù)等。Tehniques of Automation & Aplications 165《自動化技術(shù)與應(yīng)用》2003年第22卷第1期經(jīng)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(jīng)驗的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)其中包含-個典型工況[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....》形勢的優(yōu)化操作經(jīng)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(dǎo)值本的補充。(OPTVALh逐項和綜合地調(diào)整形成最終的優(yōu)化方案輸出。3.5優(yōu)化知識庫優(yōu)化知識庫最初根據(jù)工藝機理和專家經(jīng)驗離線建立。里面5學(xué)習(xí)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(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)化指則自動構(gòu)造一個新的優(yōu)化工況樣本OPT SAMPLE 取代知識庫導(dǎo)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(diào)整作出最后的優(yōu)化決策。SAMPLE前4個元素取調(diào)前工況響應(yīng)元素的參數(shù)值第5個元素3.7優(yōu)化知識學(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 》隨著時間的推移知識庫中的某些優(yōu)化工況樣本已經(jīng)陳舊，通過人機對話在線修改生產(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.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)則也要通過人一機對話在 線調(diào)整。6結(jié)束語調(diào)苗工況該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(xué)模型,該系統(tǒng)對復(fù)雜工藝過程的操作優(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理洱優(yōu)知識建專家經(jīng)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(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)濟效益200萬以上。4優(yōu)化過程7參考文獻(xiàn)設(shè)GK、PRT_PAR、J、OBJ_PAR為當(dāng)前工況的4個元素,[1] 沈清湯霖.模式識別導(dǎo)論[ M].長沙:國防科技大學(xué){0PT_ SAMPLE;li= 1~ 50 }為相對于當(dāng)前生產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)、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(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