Honeywell先進(jìn)控制軟件介紹

Honeywell

聚丙烯裝置先進(jìn)控制

技術(shù)交流2006年10月26日?qǐng)?bào)告議程1.Honeywell簡(jiǎn)介2.Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3.聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案

3.1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)

3.2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)－Polytech方案3.3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4.新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)---ProfitNLC5.Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6.先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素成立于1885年，總部現(xiàn)設(shè)在美國(guó)新澤西州遍布100多個(gè)國(guó)家，120,000員工全球財(cái)富500強(qiáng)排名前列

–銀行信譽(yù)A級(jí)2005年銷(xiāo)售達(dá)到277億美元每年的科技開(kāi)發(fā)費(fèi)用達(dá)7億多美元道瓊斯30支工業(yè)股票之一，標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)之一被《財(cái)富》評(píng)為最好的公司、最大效益公司、最佳管理公司霍尼韋爾公司-多元化技術(shù)和制造業(yè)占領(lǐng)導(dǎo)地位的跨國(guó)公司霍尼韋爾公司簡(jiǎn)介

霍尼韋爾公司主流業(yè)務(wù)

自動(dòng)化與控制(ACS)34%特種材料13%交通動(dòng)力16%

航空航天37%霍尼韋爾公司業(yè)務(wù)Honeywell在過(guò)程解決方案中的優(yōu)勢(shì)Honeywell是世界著名的自動(dòng)化儀表生產(chǎn)公司，對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取提供保證。Honeywell是第一家生產(chǎn)DCS的廠商，其DCS已廣泛應(yīng)運(yùn)到各行各業(yè)，對(duì)過(guò)程控制有著深刻的理解。Honeywell是世界著名的工業(yè)軟件公司，對(duì)工廠的業(yè)務(wù)有著獨(dú)特的見(jiàn)解。這一切為Honeywell的過(guò)程解決方案的成功應(yīng)用提供了強(qiáng)大的保證?；裟犴f爾公司高技術(shù)執(zhí)行部簡(jiǎn)介霍尼韋爾公司高技術(shù)執(zhí)行部為行業(yè)提供高技術(shù)解決方案(Advancedsolutions)。AdvancedSolutions協(xié)助企業(yè)制定統(tǒng)一的生產(chǎn)管理解決方案，完成從生產(chǎn)車(chē)間到企業(yè)整體經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的整合，使企業(yè)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)與設(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)能力結(jié)合，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的最大化。高技術(shù)執(zhí)行部負(fù)責(zé)高技術(shù)解決方案的咨詢(xún)、設(shè)計(jì)、實(shí)施、維護(hù)等服務(wù)。

在中國(guó)，目前霍尼韋爾公司公司擁有60多名由博士、碩士和高級(jí)工程師構(gòu)成的工程技術(shù)資源，多人具有10年以上的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)；此外，公司其他業(yè)務(wù)部門(mén)對(duì)中國(guó)業(yè)務(wù)的支持還包括：

-高技術(shù)執(zhí)行部在世界其它各地的1,200多名專(zhuān)業(yè)人士

-150多名研發(fā)工程師

-霍尼韋爾公司在中國(guó)的合作伙伴，共同推廣霍尼韋爾公司的先進(jìn)解決方案。高技術(shù)執(zhí)行部中國(guó)區(qū)技術(shù)力量石油化工行業(yè)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者在煉油行業(yè)，超過(guò)400個(gè)煉油廠/裝置全球25個(gè)最大的煉油廠有24個(gè)使用了Honeywell的集成系統(tǒng)在化工行業(yè)#1在乙烯裝置，全球超過(guò)50%的乙烯裝置#1在芳烴裝置，全球超過(guò)50%的芳烴裝置#1在合成氨裝置，全球超過(guò)40%的合成氨裝置與UOP聯(lián)合開(kāi)發(fā)石化應(yīng)用Honeywell在中國(guó)1935年開(kāi)始在中國(guó)開(kāi)展業(yè)務(wù)1家投資公司、11家合資企業(yè)、12家獨(dú)資企業(yè)，1家貿(mào)易公司，員工5000余人在中國(guó)的總投資超過(guò)5億美元2002年3季度亞太區(qū)總部從新加坡移師到上海2002年成立北京研發(fā)中心2004年成立上海研發(fā)中心

中國(guó)最大的流程工業(yè)整體解決方案供應(yīng)商整體軟件系統(tǒng)、成套硬件系統(tǒng)項(xiàng)目工程與集成中心應(yīng)用專(zhuān)家與咨詢(xún)顧問(wèn)Honeywell高技術(shù)執(zhí)行部在中國(guó)部分主要實(shí)例中國(guó)石化高橋分公司水星計(jì)劃－先進(jìn)控制、MES中國(guó)石油大連石化汽油調(diào)合與移動(dòng)自動(dòng)化上海SECCO操作員仿真培訓(xùn)與先進(jìn)控制中國(guó)石油APS/MES項(xiàng)目報(bào)告議程1.Honeywell簡(jiǎn)介2.Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3.聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案3.1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)

3.2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)－Polytech方案3.3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4.新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)---ProfitNLC5.Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6.先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件層次架構(gòu)ProfitController(RMPCT)ProfitPIDMaterialControl(Blending)BRCBPCPFMTCM先進(jìn)過(guò)程控制ProfitLoopDataModeling&AnalysisProfitSensorProProfitToolkitAdvancedRegulatoryControlMPCControl&OptimizationDynamicMulti-UnitOptimizationProfitOptimizerProfitBridgeSteadyStateOptimizationProfitMaxBatchControlTotalPlantBatchBatchAnalyst診斷和性能監(jiān)控ControlLoops&ValvesLoopScoutAPCPerformanceMonitorProfitAssistantAPCScout(beta)操作自動(dòng)化LabEntryLabUpdateToolkitOperatorDataLogsIntelaTrac應(yīng)用解決方案Pulp&PaperMining&MineralsPolymersPowerGenerationSpheripol(Basell)APCNLCAdvancedSteamManagementSmartGrindALKS(LimeKiln)DaVinciQCSPMD(Machine,Blend)ABS(Bleaching)AdvancedCombustionControlProfitSuitePKS

-集先進(jìn)控制和最優(yōu)化應(yīng)用于一體HysysUOPReactorModelsUnifiedModelingEnviroment在線優(yōu)化技術(shù)（1）ProfitMax–穩(wěn)態(tài)、基于方程的優(yōu)化適于嚴(yán)重非線性場(chǎng)合單一的、基于開(kāi)放方程的模型，適用于離線和在線應(yīng)用處理混合的整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題其它用途：設(shè)備性能檢測(cè)、催化劑活性降低檢測(cè)、進(jìn)行“whatif”分析）在線優(yōu)化技術(shù)（2）ProfitOptimizer/ProfitBridge–動(dòng)態(tài)優(yōu)化

對(duì)非線性嚴(yán)重的過(guò)程采取增益調(diào)度（通過(guò)ProfitBridge)直接朝利潤(rùn)最大的方向移動(dòng)在可能情況下，進(jìn)行全局優(yōu)化Dynamicoptimization（動(dòng)態(tài)優(yōu)化）不需檢測(cè)穩(wěn)態(tài)3-5分鐘的執(zhí)行頻率完整明確的目標(biāo)函數(shù)及求解器協(xié)調(diào)優(yōu)化與ProfitController應(yīng)用共享模型根據(jù)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性和響應(yīng)時(shí)間計(jì)算控制器的優(yōu)化速度專(zhuān)利橋模型技術(shù)：在整個(gè)優(yōu)化范圍內(nèi)，完全的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)多變量預(yù)估控制技術(shù)ProfitController–基于模型的控制器區(qū)間控制算法–新一代技術(shù)漏斗控制技術(shù)控制變量變動(dòng)最小最優(yōu)的響應(yīng)曲線內(nèi)在的魯棒性和穩(wěn)定性整定容易，操作變量變化量不受限制內(nèi)置局部?jī)?yōu)化功能線性或二次目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化速度調(diào)節(jié)參數(shù)MV/CV可以選擇合適的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可接收來(lái)自外部應(yīng)用的理想的目標(biāo)設(shè)定值可進(jìn)行滿(mǎn)足約束條件的優(yōu)化PredictedUnforcedResponseMinimumEffortMovePastFutureAssumedValuesCVPredictedUnforcedResponseMVT=0ControlFunnelOptimalResponseSetpoint建模環(huán)境－ProfitDesignStudio優(yōu)化控制項(xiàng)目規(guī)劃工具直接從Experion,PHD,Excel或文本文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析和處理,向量計(jì)算數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)先進(jìn)的數(shù)據(jù)展示功能多個(gè)動(dòng)態(tài)建模選項(xiàng)（有限脈沖響應(yīng)FIR，預(yù)測(cè)誤差建模PEM）離線模擬和測(cè)試自動(dòng)階躍測(cè)試ProfitStepper集數(shù)據(jù)采集與在線模型識(shí)別于一體狀態(tài)空間識(shí)別技術(shù)直觀顯示測(cè)試結(jié)果同時(shí)處理多個(gè)擾動(dòng)變量自動(dòng)記錄測(cè)試結(jié)果對(duì)控制器進(jìn)行針對(duì)性的、有效的維護(hù)減少40-60%的測(cè)試時(shí)間軟測(cè)量技術(shù)ProfitSensorPro–軟儀表開(kāi)發(fā)工具具有線性與非線性建模功能緊密集成在ProfitDesignStudio開(kāi)發(fā)環(huán)境中大量數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)驗(yàn)證及模型驗(yàn)證功能易于操作，能以多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)展示EarlyEventDetection（早期事件診斷）利用異常狀態(tài)委員會(huì)(ASM)新開(kāi)發(fā)的技術(shù)對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)多元統(tǒng)計(jì)分析工具操作狀態(tài)監(jiān)視基本回路整定技術(shù)LoopScout-基本回路監(jiān)視、診斷、評(píng)估對(duì)控制回路進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)視和分析，不對(duì)回路造成任何影響；對(duì)閥門(mén)故障進(jìn)行檢測(cè)和診斷；基于瀏覽器的操作界面ProfitPID-魯棒PID魯棒PID控制器調(diào)節(jié)在工藝波動(dòng)頻繁的場(chǎng)合進(jìn)行優(yōu)化控制參數(shù)變化最小ProfitLoop-單回路模型預(yù)估控制提高控制性能減少閥門(mén)磨損減少組態(tài)和維護(hù)工作量先進(jìn)控制工具性能監(jiān)測(cè)工具EmbeddedHistory（嵌入式歷史）應(yīng)用程序歷史數(shù)據(jù)庫(kù)PHDDesktopTools（桌面工具）統(tǒng)計(jì)和模型質(zhì)量分析ProfitViewerReports（先進(jìn)控制報(bào)表）APCScoutw/AssetManagerPKS可選組件創(chuàng)建報(bào)告和進(jìn)行性能檢測(cè)集成的報(bào)警及事件通知功能先進(jìn)的操作員工具ProfitAssistant-專(zhuān)為操作人員開(kāi)發(fā)的，非常友好的輔助工具）直觀操作界面，趨勢(shì)圖，流程幫助操作員更好地理解、使用先進(jìn)控制技術(shù)）報(bào)告議程1.Honeywell簡(jiǎn)介2.Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3.聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案

3.1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)

3.2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)－Polytech方案3.3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4.新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)---ProfitNLC5.Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6.先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素

聚合工藝特點(diǎn)

聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹生產(chǎn)是一次通過(guò)式，要么是成品、要么是廢品質(zhì)量指標(biāo)嚴(yán)格，影響因素復(fù)雜無(wú)在線質(zhì)量分析儀多牌號(hào)生產(chǎn)，經(jīng)常切換嚴(yán)重的非線性過(guò)程（如進(jìn)料氫濃度、催化劑加入量與漿液密度之間的關(guān)系等）

聚合過(guò)程易受不可測(cè)擾動(dòng)的影響，如催化劑中毒或活性變化

使用新工藝和新的催化劑減少不正常情況(反應(yīng)器停車(chē)或近乎停車(chē))；更為精確地產(chǎn)品質(zhì)量控制；快速、可靠的牌號(hào)切換(中間產(chǎn)品率最小，主產(chǎn)品增加)；產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測(cè)和控制(熔融指數(shù)，密度等)產(chǎn)率最大化；新的工藝、新的操作條件。聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹用APC和優(yōu)化控制來(lái)解決什么問(wèn)題？當(dāng)前的操作時(shí)間合格品A非合格品B(不達(dá)標(biāo))合格品B切換過(guò)程產(chǎn)品質(zhì)量變化大切換時(shí)間長(zhǎng)質(zhì)量聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹當(dāng)前的操作理想的操作合格品A合格品B切換過(guò)程利用APC控制質(zhì)量變化和切換時(shí)間時(shí)間質(zhì)量聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹希望的操作數(shù)據(jù)采集、濾波處理和校驗(yàn)；多變量模型預(yù)測(cè)控制，推斷質(zhì)量控制；使用直接基于物理過(guò)程機(jī)理和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的嚴(yán)格的過(guò)程模型;自動(dòng)處理與過(guò)程增益和過(guò)程動(dòng)態(tài)性能相關(guān)的非線性特性;提供反應(yīng)器性能計(jì)算，使得這些性能直接可控;牌號(hào)切換時(shí)間的控制;故障檢測(cè)、預(yù)報(bào)、診斷和處理。聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹先進(jìn)控制方案：提高裝置操作運(yùn)行的穩(wěn)定性，減小產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差，優(yōu)化操作，“卡邊”控制，提高產(chǎn)率；在保證安全的前提下，能保持生產(chǎn)裝置長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；應(yīng)用預(yù)報(bào)、診斷及處理技術(shù)，減少事故發(fā)生，避免非計(jì)劃停車(chē)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失；縮短產(chǎn)品牌號(hào)切換時(shí)間，減少中間過(guò)渡料；應(yīng)用軟測(cè)量技術(shù)，可以獲得許多原來(lái)無(wú)法在線測(cè)量的重要質(zhì)量指標(biāo)（如：MFR、固體濃度、產(chǎn)率等）。先進(jìn)過(guò)程控制的經(jīng)濟(jì)效益聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹國(guó)內(nèi)大型聚丙烯(PP)生產(chǎn)裝置以引進(jìn)技術(shù)為主，中型和小型PP生產(chǎn)裝置以國(guó)產(chǎn)化技術(shù)為主;引進(jìn)技術(shù)主要有釜式反應(yīng)器液相本體-氣相本體Hypol工藝(三井化學(xué)公司)及環(huán)管式反應(yīng)器液相本體-氣相本體組合法Speripol工藝(原Hi-mon公司，現(xiàn)巴塞爾公司);目前國(guó)內(nèi)PP行業(yè)的現(xiàn)狀是各類(lèi)小規(guī)模的生產(chǎn)裝置多，生產(chǎn)能力大的裝置少。

國(guó)內(nèi)聚丙烯裝置特點(diǎn)聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹

Spheripol工藝由巴塞爾（Basell）聚烯烴公司開(kāi)發(fā)成功。該技術(shù)自1982年首次工業(yè)化以來(lái)，是迄今為止最成功、應(yīng)用最為廣泛的聚丙烯生產(chǎn)工藝。

Spheripol工藝是一種液相預(yù)聚合同液相均聚和氣相共聚相結(jié)合的聚合工藝,工藝采用高效催化劑，生成的PP粉料粒度其催化劑生產(chǎn)的粉料呈園球形，顆粒大而均勻，分布可以調(diào)節(jié)，既可寬又可窄。可以生產(chǎn)全范圍、多用途的各種產(chǎn)品。目前Spheripol工藝已經(jīng)發(fā)展到第二代。第二代技術(shù)使用雙環(huán)管反應(yīng)器，操作壓力和溫度都明顯提高，可生產(chǎn)雙峰聚丙烯。

Spheripol工藝特點(diǎn)聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹

Hypol工藝由日本三井化學(xué)公司于20世紀(jì)80年代初期開(kāi)發(fā)成功，該工藝采用HY-HS-II催化劑（TK-II）,是一種多級(jí)聚合工藝。

Hypol工藝可生產(chǎn)均聚、無(wú)規(guī)、抗沖全范圍的PP產(chǎn)品，MFR范圍為0.30-80kg/10min。目前，世界上采用Hypol工藝生產(chǎn)的聚丙烯裝置有22套，總生產(chǎn)能力約為251萬(wàn)噸/年，約占世界聚丙烯總生產(chǎn)能力的6%左右；Hypol工藝特點(diǎn)聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹隨著全球聚丙烯工業(yè)朝集團(tuán)化、國(guó)際化生產(chǎn)的趨勢(shì)發(fā)展，國(guó)際大石化公司通過(guò)不斷地重組，合并優(yōu)勢(shì)業(yè)務(wù)，擴(kuò)大市場(chǎng)份額，增強(qiáng)自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);

殼牌公司和巴斯夫公司的三家子公司--Elenac、Montell和Targor聯(lián)合組成巴塞爾（Basell）公司，形成聚丙烯生產(chǎn)商的“巨無(wú)霸”;PP世界產(chǎn)能繼續(xù)增長(zhǎng)。前五年內(nèi)，全球聚丙烯的生產(chǎn)能力增加了50％，年增長(zhǎng)率8.45%;

催化劑技術(shù)不斷改進(jìn)。世界聚丙烯工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹報(bào)告議程1.Honeywell簡(jiǎn)介2.Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3.聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案

3.1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)

3.2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)－Polytech方案3.3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4.新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)---ProfitNLC5.Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6.先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素

POLYTECH計(jì)算軟件包－

PP/APC專(zhuān)利軟件技術(shù)由Honeywell/Montell聯(lián)合開(kāi)發(fā)，適用于Basell（原Montell）環(huán)管工藝，支持以下工藝推理計(jì)算：反應(yīng)器質(zhì)量流量反應(yīng)器傳熱系數(shù)反應(yīng)器產(chǎn)率（基于熱平衡的計(jì)算）反應(yīng)器聚合物量計(jì)算（固體濃度、存量、物料量、停留時(shí)間）反應(yīng)器內(nèi)丙烯、乙烯、H2濃度計(jì)算催化劑活性計(jì)算MFR計(jì)算和校正Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案R200BabyloopR201loopRXC3=FromD202P205D106CatalstPrecontactD201VapourDrumTeal:FC111T301/302C3=D202PrepolymerD301FlashDrumDegasingD502DryerPPDonor:P104Additive:P111Donor:FIC121Additive:FIC151工藝過(guò)程Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案支持的控制功能模塊：反應(yīng)溫度控制固體濃度控制產(chǎn)率控制氫氣濃度、乙烯濃度控制產(chǎn)品質(zhì)量控制（多變量預(yù)測(cè)控制技術(shù)RMPCT)Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案先進(jìn)控制調(diào)節(jié)器APC（RPID）CONTROLLERDCSPIDCONTROLLER過(guò)程PROCESS不可測(cè)PV計(jì)算采用工藝計(jì)算模型即：熱平衡計(jì)算物料平衡計(jì)算（PV，前饋或超馳約束變量）軟計(jì)算PV串級(jí)方式HoneywellTDC3000系統(tǒng)實(shí)測(cè)PVPolytech系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案

建模機(jī)理

質(zhì)量平衡能量平衡

內(nèi)容

APC推理計(jì)算魯棒控制策略MFR關(guān)聯(lián)計(jì)算Polytech軟件設(shè)計(jì)

Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案反應(yīng)器冷卻水系統(tǒng)溫度

R200(TE-222,TE-225/1,TE-225/2) R201(TE-242,TE-243)反應(yīng)器溫度

R200(TE-221) R201(TE-241)PP/APC用關(guān)鍵儀表Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案流量?jī)x表催化劑進(jìn)料系統(tǒng):FT-111，F(xiàn)T-121

冷卻水:R200(FT-222)，R201(FT-271)H2,C3流量計(jì)(FT-201A/B,FT-203)密度計(jì)DT-241工業(yè)色譜分析儀AT-201,AT-331Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案PP/APC用關(guān)鍵儀表

質(zhì)量平衡基本算式Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案質(zhì)量平衡基本算式為：MassIn=MassOut各組份質(zhì)量平衡計(jì)算：a*dM/dt=Mi-Mo+MpM-反應(yīng)器中反應(yīng)物的質(zhì)量Mi-注入反應(yīng)器各物流質(zhì)量Mo-流出反應(yīng)器各物流質(zhì)量Mp-生成物質(zhì)量基于熱量平衡計(jì)算產(chǎn)率：PR=f(Qfeed,Qamb,Qjw,Qblower,Quss,Qpre)/HPR-產(chǎn)率（噸/小時(shí)）Qfeed-反應(yīng)器各單體顯熱量Qamb-環(huán)境熱損量Qjw-夾套撤熱量Qblower-循環(huán)泵能量Quss-不穩(wěn)定熱量Qpre-預(yù)聚熱量H-單位聚合物放熱量Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案產(chǎn)率計(jì)算丙烯轉(zhuǎn)化率產(chǎn)率合理性檢查和濾波夾套撤熱量不穩(wěn)定熱進(jìn)料單體顯熱環(huán)境熱損失量預(yù)聚熱量冷水溫差、水流量漿液濃度、質(zhì)量聚合物熱量進(jìn)料量、分子量、比熱、溫度環(huán)境溫度、反應(yīng)器體積、絕熱層小環(huán)管反應(yīng)熱循環(huán)泵熱量攪拌電流等單位聚丙烯反應(yīng)熱傳熱系數(shù)、速率Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案熱負(fù)荷計(jì)算：Q=(C*(JWflow)*(JWdeltatemp))+AMBheat+C3heat其中：Q:夾套水熱負(fù)荷KWC:夾套水熱容JWflow:夾套水流量JWdeltatemp:夾套水進(jìn)、出口溫差A(yù)MBheat:環(huán)境熱損2P1AMRQXC3heat:單體顯熱2P1C3RQXPolytech先進(jìn)控制技術(shù)方案固體濃度計(jì)算：固體濃度＝f（漿液密度,攪拌電流,產(chǎn)率）反應(yīng)器中固體濃度改變會(huì)使反應(yīng)物和催化劑在反應(yīng)器中的停留時(shí)間變化，從而改變聚合速率；固體濃度是反應(yīng)器單程轉(zhuǎn)化率的度量，在相同的加工量下，單程轉(zhuǎn)化率越高，催化劑耗量和后續(xù)系統(tǒng)的能耗就越低；調(diào)節(jié)固體濃度的主要手段是新鮮丙烯進(jìn)料量。

過(guò)程信號(hào)確認(rèn)

APC控制策略監(jiān)控控制器設(shè)定值斜坡輸入

約束控制監(jiān)視器畫(huà)面顯示次序控制

RPID控制器數(shù)字積分技術(shù)多用途濾波器程序Polytech軟件包中提供的工具程序包Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案

先進(jìn)控制系統(tǒng)投用時(shí)間較長(zhǎng)；系統(tǒng)硬件開(kāi)始老化，需要更新；部分聚丙烯裝置進(jìn)行了改造－模型參數(shù)需調(diào)整－裝置的約束發(fā)生了變化－APC的控制策略需要調(diào)整增加新的先進(jìn)控制技術(shù)

工程技術(shù)人員在升級(jí)過(guò)程中掌握先進(jìn)控制技術(shù)；Polytech技術(shù)方案升級(jí)需求分析Polytech先進(jìn)控制技術(shù)方案報(bào)告議程1.Honeywell簡(jiǎn)介2.Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3.聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案

3.1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)

3.2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)－Polytech方案

3.3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4.新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)---ProfitNLC5.Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6.先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素典型控制方案（BASELL環(huán)管工藝）環(huán)管式控制器包括進(jìn)料、預(yù)聚合、環(huán)管#1及環(huán)管#2等主要設(shè)備，主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)率控制、介質(zhì)濃度控制、質(zhì)量指標(biāo)控制等：產(chǎn)率控制；漿液濃度控制；反應(yīng)器內(nèi)氫氣濃度控制；反應(yīng)器內(nèi)乙烯濃度控制；反應(yīng)器內(nèi)1-丁烯濃度控制；產(chǎn)品質(zhì)量控制；助催化劑與給電子體配比控制；聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹典型控制方案（BASELL環(huán)管工藝）氣相控制器包括循環(huán)壓縮機(jī)、氣相反應(yīng)器等設(shè)備，主要實(shí)現(xiàn)介質(zhì)濃度控制、質(zhì)量指標(biāo)控制：氫/乙烯比控制；氫/丙烯比控制；乙烯/丙烯比控制；質(zhì)量控制；反應(yīng)器密度控制。聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹典型控制方案（三井Hypol工藝）先進(jìn)控制主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)率控制、介質(zhì)濃度控制、質(zhì)量指標(biāo)控制等：產(chǎn)率控制；反應(yīng)器內(nèi)氫氣濃度控制；反應(yīng)器內(nèi)乙烯濃度控制；反應(yīng)器內(nèi)丁烯濃度控制；質(zhì)量控制(熔融指數(shù),密度等)；聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹被控變量產(chǎn)品熔融指數(shù)、等規(guī)度產(chǎn)率漿液密度夾套循環(huán)水三通閥開(kāi)度反應(yīng)器循環(huán)泵功率各介質(zhì)濃度等操作變量反應(yīng)器進(jìn)料催化劑注入量共聚單體進(jìn)料量氫流量乙烯進(jìn)料鋁劑和外給電子體加入量聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹控制器設(shè)計(jì)干擾變量

反應(yīng)壓力壓縮機(jī)出口溫度和壓力冷卻水入口溫度冷卻水流量等控制器設(shè)計(jì)聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹先進(jìn)控制及優(yōu)化目標(biāo)：

提高生產(chǎn)裝置穩(wěn)定性，安全生產(chǎn)；減少產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)，保證產(chǎn)品性能的一致性，粉料熔融指數(shù)偏差減少25％以上；合理協(xié)調(diào)各個(gè)操作變量，優(yōu)化生產(chǎn)，環(huán)管反應(yīng)器固體濃度偏差減少25％以上；增加產(chǎn)率；縮短切換時(shí)間，減少過(guò)渡料損失，切換時(shí)間減少30％；降低單體及催化劑、公用工程消耗。 聚丙烯先進(jìn)控制方案介紹報(bào)告議程1.Honeywell簡(jiǎn)介2.Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3.聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案

3.1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)

3.2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)－Polytech方案3.3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4.新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)---ProfitNLC5.Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6.先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素ProfitNLC廣泛地采用聚合過(guò)程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型;機(jī)理性的工程模型決定了ProfitNLC有一個(gè)寬的操作區(qū)間;ProfitNLC用該模型估計(jì)聚合物的基本物性，如產(chǎn)率、熔融指數(shù)和密度等;ProfitNLC還用實(shí)際的生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)（如容器的體積）建立裝置的動(dòng)態(tài)性能，確?？刂破髂Ｐ陀幸粋€(gè)更寬的操作區(qū)間;利用模型提供推理計(jì)算，可以直接被ProfitNLC使用。包括：產(chǎn)率、瞬時(shí)和平均床層熔融指數(shù)及密度、氣相露點(diǎn)、催化劑能力等。

ProfitNLC與聚合物生產(chǎn)ProfitNLC的特點(diǎn)ProfitNLC是一個(gè)非線性控制器直接控制產(chǎn)品牌號(hào)切換

ProfitNLC有能力控制所有牌號(hào)切換的過(guò)程。

ProfitNLC在牌號(hào)切換期間，控制關(guān)鍵CV的軌跡，減少不合格產(chǎn)品操作員或工程師可以設(shè)置期望的CV（如：熔融指數(shù)）的響應(yīng)時(shí)間常數(shù)（），來(lái)調(diào)節(jié)牌號(hào)切換的速度。

ProfitNLC僅通過(guò)接受操作員或牌號(hào)切換管理軟件來(lái)的熔融指數(shù)的目標(biāo)值，控制器自動(dòng)決定加入的氫氣量達(dá)到希望的目標(biāo)。ProfitNLC與聚合物生產(chǎn)ProfitNLC的特點(diǎn)模型的適應(yīng)性

ProfitNLC還用實(shí)際的生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)（如容器的體積），建立裝置的動(dòng)態(tài)性能，確?？刂破髂Ｐ陀幸粋€(gè)更寬的操作區(qū)間；基于統(tǒng)計(jì)的模型參數(shù)估計(jì)－－很少或無(wú)需行裝置測(cè)試

ProfitNLC有許多組件，確保進(jìn)行魯棒性性操作；良好的處理模型誤差能力，ProfitNLC將狀態(tài)信息反饋到控制器模型內(nèi)部，增加其魯棒性能；

同一個(gè)機(jī)理模型可用于新牌號(hào)生產(chǎn)的仿真。非線性控制器－ProfitNLCProfitNLC的優(yōu)點(diǎn)ProfitNLC：使用嚴(yán)格的物理模型切換時(shí)間基于實(shí)際的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化牌號(hào)切換操作全程控制通過(guò)外推拓寬可控操作區(qū)域其它技術(shù)：使用基于歷史數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ颓袚Q時(shí)間由控制器的結(jié)構(gòu)來(lái)決定控制與優(yōu)化分別進(jìn)行牌號(hào)切換過(guò)程不能控制只能用于有模型的操作區(qū)域ProfitNLC技術(shù)NLCControllerRealProcesssetpointsMVsCVsDynamicProcessModel

ProfitNLC采用代數(shù)微分方程(DAEs)作為動(dòng)態(tài)過(guò)程模型，模型基于基本原理或由經(jīng)驗(yàn)得出。

ProfitNLC系統(tǒng)的與裝置的連接關(guān)系圖如下所示：NOVA?

非線性控制器接口NOVA?

優(yōu)化系統(tǒng)NOVA?DAE系統(tǒng)ProfitNLC

目標(biāo)函數(shù)ProfitNLC控制模型聚合動(dòng)態(tài)過(guò)程模型(PDMS)ProfitNLC應(yīng)用程序預(yù)處理外部偏置計(jì)算給定值下送ProfitNLC方案存檔DCS過(guò)程/過(guò)程控制ProfitNLC結(jié)構(gòu)ProfitNLC硬件布局Modem調(diào)制解調(diào)器控制計(jì)算機(jī)/DCS接口App節(jié)點(diǎn)ProfitNLC-工程師PC控制網(wǎng)(LCN)DCS操作站Printer打印機(jī)ProfitNLC

PCClientProfitNLCServerDCS操作站ProfitNLC用戶(hù)界面ProfitNLC顯示畫(huà)面（樣板）：聚合物生產(chǎn)動(dòng)態(tài)建模系統(tǒng)-PDMSPDMS-通用的聚合過(guò)程模型庫(kù)用于如下單元建模:反應(yīng)器單體回收聚合物分離換熱器壓縮機(jī)等現(xiàn)有的反應(yīng)器模型包括環(huán)管反應(yīng)器CSTR（連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器）氣相流化床多點(diǎn)釜式PDMS-物性預(yù)測(cè)包括:產(chǎn)率熔融指數(shù)密度露點(diǎn)溫度

反應(yīng)器單體轉(zhuǎn)化率反應(yīng)器表面氣速反應(yīng)器最小流化速度催化劑能力反應(yīng)物濃度比即時(shí)和平均聚合物物性計(jì)算PDMS-支持第三方提供的物性經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)-開(kāi)放系統(tǒng)聚合物生產(chǎn)動(dòng)態(tài)建模系統(tǒng)-PDMS目前ProfitNLC技術(shù)已被下列聚合過(guò)程所應(yīng)用：

巴賽爾公司的Spheripol工藝

Dow化學(xué)公司的Unipol工藝

ChevronPhillips化學(xué)公司的環(huán)管工藝

BP公司的Innovene工藝等非線性控制器－ProfitNLC報(bào)告議程1.Honeywell簡(jiǎn)介2.Honeywell先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)介紹3.聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)方案

3.1聚合生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)

3.2常規(guī)聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)－Polytech方案3.3典型聚丙烯先進(jìn)控制技術(shù)方案4.新一代聚合物先進(jìn)控制和優(yōu)化技術(shù)---ProfitNLC5.Honeywell聚丙烯裝置先進(jìn)控制的成功經(jīng)驗(yàn)6.先進(jìn)控制成功實(shí)施四要素Honeywell在Basell公司聚丙烯裝置上實(shí)施APC與Basell公司簽署協(xié)議,在16個(gè)聚丙稀裝置實(shí)施先進(jìn)控制項(xiàng)目6Sinopecsites,China(licenses,trainingandconsulting)ShanghaiPetrochemicalCo.-JinshanChinaWuHanPetrochemicalCo;TianJinPetrochemicalCo.;JinanPetrochemicalMontell,Ferrara,ItalyMontell,Varennes,CanadaMontellPasadenaTxMontellBayportTxMontellParmaItalyNorthSeaPetrochemicals,BelgiumTVK,Hungary–2plantsIndelpro,Tampico,MexicoPolibrasilSaoPaolo,BrazilHoneywellBasellPP

APC經(jīng)驗(yàn)中國(guó)地區(qū)先進(jìn)控制的實(shí)施很好地平穩(wěn)了漿液濃度，使?jié){液濃度標(biāo)準(zhǔn)偏差有了明顯降低；同時(shí)在不違反裝置安全約束的條件下，通過(guò)調(diào)整催化劑和單體量（Ramping），提高了產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)率卡邊。具體如下：先進(jìn)過(guò)程控制在聚丙烯裝置上的應(yīng)用上海石化聚丙烯裝置APC應(yīng)用效果先進(jìn)過(guò)程控制在聚丙烯裝置上的應(yīng)用武漢石化聚丙烯裝置APC應(yīng)用效果

ProfitNLC的應(yīng)用增加月產(chǎn)量（5~40%）減少不合格產(chǎn)品減少牌號(hào)切換時(shí)間（30~70%）減少產(chǎn)品物性偏差（60%）增加操作工的知識(shí)和自信心通過(guò)對(duì)過(guò)渡過(guò)程結(jié)焦的動(dòng)態(tài)約束監(jiān)控，避免異常情況的出現(xiàn)減少劣質(zhì)品（開(kāi)始時(shí)便能滿(mǎn)足要求）ProfitNLC應(yīng)用效果

CV(X2)CV(X2)應(yīng)用ProfitNLC前應(yīng)用ProfitNLC后ProfitNLC縮短牌號(hào)切換時(shí)間ProfitNLC增加產(chǎn)量投用ProfitNLC

-1234567月

產(chǎn)量曲線050010001500200025003000時(shí)間(分)050010001500200025003000時(shí)間(分)應(yīng)用ProfitNLC前應(yīng)用ProfitNLC后設(shè)定值范圍ProfitNLC減小CV波動(dòng)ChevronPhilipsOrange的應(yīng)用增加產(chǎn)量,所有牌號(hào)都超過(guò)8%牌號(hào)切換時(shí)間減少30%，待操作步驟改變后可期望減少更多減少產(chǎn)品物性偏差50%大大減少異?；虿话踩那闆r出現(xiàn)-如反應(yīng)器暴聚等當(dāng)換熱器清理或重新設(shè)計(jì)后，NLC控制器不需要修改NLC控制器的投運(yùn)率達(dá)98%ProfitNLC在高密度聚乙烯(Philips環(huán)管工藝)上的應(yīng)用效果

霍尼威爾全球市場(chǎng)占有及應(yīng)用情況75個(gè)上層優(yōu)化應(yīng)用1800多個(gè)多變量控制應(yīng)用500多個(gè)大型裝置先進(jìn)控制實(shí)施(基于模型的優(yōu)化控制)250多個(gè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝200多家全球客戶(hù)*ARCJanuary2005Report-“Real-timeProcessOptimizationandTrainingWorldwideOutlook”先進(jìn)控制和在線優(yōu)化產(chǎn)品2005年市場(chǎng)占有率全球第1位*霍尼威爾先進(jìn)控制及在線優(yōu)化典型全球客戶(hù)技術(shù)遍布全球乙稀行業(yè)先進(jìn)控制與優(yōu)化部分用戶(hù)Petromont(Dow) APC/Optimization CanadaDEA2B APC/Optimization GermanyDEA2A APC/Optimization GermanyBPAmocoG4 APC/Optimization ScotlandBPAmocoKG APC ScotlandNoretyl APC/Optimization NorwayWilliams APC USAExxon Optimization USAPemex APC MexicoPQU APC/Optimization BrazilPCSI APC/Optimization SingaporeShow