图2 规则1的组态模块编程示意
为了满足均匀升/降温的精确控制,基于ST语言开发了均匀升温控制模块TUP与均匀降温控制模块TDOWN,在这两个模块中嵌入了规则2的自适应更新机制。按照工艺操作要求,草甘膦升降温控制中温度变化速率为0.4℃/min,在现场根据工艺经验和调试结果,将每个控制周期的设定值微调幅度设置为0.04℃。
实际投运的结果如图3、4所示。
图3. 常规PI控制下的温度变化(红,温度检测;蓝,温度设定值)
图4. 基于人工规则库控制方法后的反应釜温度变化(红,温度检测;蓝,温度设定值) 从图中可得,当采用原先常规PID控制方案时,保温段温度波动较大,调节作用比较滞后,而且过渡过程时间较长,经统计控制精度仅达到±1.8℃;而采用基于人工规则的方法之后,温度调节动作明显加快,而且减少了波动,过渡时间也缩短了,经统计控制精度达到±0.5℃。相比于传统PID控制,采用人工规则库方法后的升/降温阶段的过渡过程更短,且不容易出现振荡现象。人工规则库方法很大程度上克服了温度对象的滞后性、大惯性给调节带来的困难,控制性能得到了用户的认可。
工业现场的成功应用案例表明:现场操作经验和专家知识是一种对常规控制方案设计和实施的有效补充,针对过程对象的特点,能够达到较为满意的控制效果,克服一些常规控制难以解决的问题。减轻人工操作强度,提高生产效率、优化产品质量。 4 结论
化工过程的温度对象存在惯性大、滞后长的特点,严重影响传统PID控制算法的性能。本文结合实际操作经验和专家知识,将温度趋势变化纳入考虑,根据保温与升/降温阶段的特征形成人工规则库,并在中控WebField JX-300XP系列DCS系统的Advantrol-Pro2.65软件平台上编程实现。成功在草甘膦生产过程现场投运成功,提高了控制性能,达到生产操作需求。
参考文献
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作者简介:
叶鲁彬,1984年出生,男,浙江宁海人,2011年毕业于浙江大学控制科学与工程系,博士学位,工程师,从事工业控制与自动化工作。通讯地址:浙江杭州市滨江区六和路309号 B座3楼邮政编码:310053联系电话: 0-13858035312电子邮箱:yelubin@supcon.com。 贾勋慧,1973年出生,男,浙江金华人,1996年毕业于清华大学工程物理系核电子学专业,学士学位,工程师,从事工业自动化及企业管理工作。通讯地址:浙江杭州市滨江区六和路309号 B座3楼邮政编码:310053联系电话: 0-13705811124电子邮箱:jiaxh@supcon.com。 魏传,1974年出生,男,湖南隆回人,1996年毕业于石油大学(华东),硕士学位,高级工程师,从事工业自动化及项目管理工作。通讯地址:浙江杭州市滨江区六和路309号 B座3楼邮政编码:310053联系电话: 0-15990042226电子邮箱:weichuan@supcon.com。