無模型自適應控制 在煤氣混合加壓站應用中的特點
2017-10-23 來自: 沈陽卡斯特科技發展有限公司 瀏覽次數:2161
1. 抗滯后控制功能
在煤氣的熱值測量過程中,存在大滯后特性。由于煤氣主管道和取樣器管道的煤氣傳輸延遲,以及熱值儀測量過程固有的時間延遲,導致熱值測量結果等待時間過長,顯示的熱值不能反映當前熱值實際狀況,自動控制過程中易引起波動和振蕩,混氣熱值難以收斂和穩定。
MFA控制功能中具有抗滯后控制器Anti-Delay MFA,針對大滯后特性引起的調節操作的不良作用影響,減小或消除振蕩,從而提高熱值控制的靈活性和有效性。尤其適用于滯后時間會發生變化的復雜過程對象。
2. 非線性控制功能
過程和閥門設備都會或多或少地存在非線性,尤其是大口徑閥門。在需要對流量精確控制的過程,非線性的不良作用顯得更為突出。由于非線性特性因設備而異,因時間而異,使得以往采用基于數學模型的工程解決方案涉及極大的工程量,且運行維護難度增加,缺乏實用性。
MFA控制功能中具有非線性控制模塊Nonlinear Control,利用無模型自適應控制策略可以無需建模而輕松地應對各種非線性問題,使閥門在不同開度時均能保持良好的調節效果。
3. 魯棒控制功能
在注重多閥操作協調性的混氣控制過程中,需要解決工況不同而操作強度不同的問題,例如小偏差時需要弱調節作用以維持整體系統的穩定,大擾動下又需要強的調節作用來快速消除偏差。這對于傳統控制而言就存在著極大的不便。此外,當面對正偏差與負偏差作用強度需求不同時,傳統控制方式同樣缺乏有效應對的手段。
MFA控制功能中具有約束控制模塊Robust Control,采用有特色的約束控制技術,滿足同一控制器在不同工況下對控制強度的不同需求,突破一個控制器只能有一種控制強度的局限,使得控制器具有在適當時間發揮適當作用的能力。
4. 解耦控制功能
混氣過程存在多種耦合作用,多方面擾動混氣壓力和熱值的穩定。造成耦合的因素包括各閥門操作響應的速度、支管前后閥門的相互作用影響、支管之間流量/壓力的影響、氣源管網壓力作用、負荷變化等等,多種控制目標相互制約也會抑制壓力和熱值控制操作效果。
MFA控制功能中針對這類多變量耦合問題,配置和強化了解耦控制能力,改善了各操縱變量之間相互同步和協調的性能,從而保證整體系統的控制品質。
5. 動態比例系數生成功能
在摻混轉爐煤氣(LDG)的混氣過程中,必須面對LDG的摻混量變化問題。當LDG投入、增減、切斷等變化發生,必然引起高焦比的變化,導致混氣熱值的大幅度波動,單純依靠流量比例的調節對穩定混氣熱值存在局限性。
為此,MFA混氣控制系統中配置了熱值動態比例發生器模塊,根據系統中的所有相關變量實時生成煤氣混合的比例關系,提高了對各種工況的適用能力,配合適當的流量控制達到穩定混氣壓力-熱值的雙重工藝目標。
6. 熱值的容錯控制功能
當熱值儀工作異常或處于維護檢修狀態時,對混氣控制往往造成熱值調節失效,混氣熱值波動甚至失控的不良結果,直接影響企業的生產運行。
MFA混氣控制系統支持熱值儀容錯控制,當工藝管網中配置了各氣源和混氣的熱值儀,并出現其中任意一臺失效時,仍然能夠保證熱值控制的有效,維持較高的混氣壓力-熱值控制系統自動控制投運率。
7. MFA混氣控制系統
煤氣混合加壓站是多目標、多變量的復雜過程,控制目標相互矛盾,同時伴有擾動頻繁,大滯后、非線性、強耦合、時變等復雜控制特性。
以MFA先進控制技術為核心,MFA煤氣混合控制系統從裝置整體控制的角度出發,根據系統控制目標,對各個控制回路的操作進行統一的解耦和協調,在用戶負荷大幅度變化、多種煤氣氣源壓力和熱值波動的擾動下,同時保證混氣壓力和熱值的穩定。
為了使各個回路能夠實現有效的調節控制,對各控制回路配置組合式控制器和控制策略,解決回路的復雜控制問題。即根據各回路的過程特性配置相應的抗滯后、抗非線性、抗時變的控制功能,并根據擾動的來源、頻度和幅度配置約束控制參數,應用不同擾動不同強度的靈活控制策略,有效解決工藝目標平穩性與靈敏性的矛盾。