随着世界经济的全球化发展趋势,石化工业不断需要采用高新技术以加快发展,对生产过程中的产品质量、生产效率、能耗、安全性以及对环境影响等指标的控制要求越来越严格,常规PID控制已难以甚至无法解决这些具有多变量、非线性、强耦合性、时变和时滞等特性的复杂生产过程的控制问题,迫切需要能够解决这些问题的新型控制策略的研究与应用开发。 本文以中国石油辽阳石化醇酮装置初级脱环己烷塔(D301)为研究对象,研究了软测量技术和先进控制策略,并设计了基于软测量模型的初级脱环己烷精馏塔的先进控制系统,从而解决了与产品质量紧密相关的重要过程变量无法在线实时测量与优化控制的问题,在保证产品质量与收率的同时,降低了能耗。 论文首先概述了化工过程控制及软测量技术的发展过程;研究了机理分析、多变量回归分析、神经网络等软测量方法,建立了研究对象(D301塔)比较合适的软测量模型;进行了MATLAB仿真,比较了各个模型的可信度和外推能力;设计了软测量校正模块并进行正交分析,使模型获得了可靠的估计精度,为使装置采用先进控制策略奠定了基础。为使软测量模型能够应用于现实工作中,论文研究了推断控制、多变量解耦控制、专家控制、节能控制的几种先进控制理论;针对原控制系统的不足,设计了两个子系统,讨论被控对象的选择、控制策略分析和仿真试验。 在先进控制系统设计中,通过设置逻辑控制模块、专家控制模块和模糊控制模块,构成基于推断控制的复合控制策略,提高了控制系统的鲁棒性,增强了控制系统的功能和实用性。