【摘要】：在粗苯加氫精制項目中萃取精餾工段首先需要通過溶劑回收塔的處理從混合溶液中分離溶劑與芳烴以進行后續(xù)的生產(chǎn)加工流程,所以實際的生產(chǎn)過程中對塔溫的控制精度提出了很高的要求。溶劑回收塔具有非線性、大時滯及不確定性等特點,目前對塔溫的控制大多采用成本高、體積大以及響應(yīng)慢的常規(guī)PLC設(shè)備,難以達到控制系統(tǒng)性能指標的最佳。首先根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)抽象出溶劑回收塔數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB軟件分別對常規(guī)PID和搜索者優(yōu)化算法整定PID參數(shù)的控制效果進行仿真研究比較;其次由于溶劑回收塔的純滯后特性,控制操作不能及時地得到反饋會影響實際控制效果,因此在仿真中引入前饋-反饋復(fù)合控制來抵消純滯后環(huán)節(jié)的作用,有效地解決了干擾對反饋遲滯的問題;最后制作了溶劑回收塔的實物模型,設(shè)計了控制器的硬件電路,實現(xiàn)搜索者優(yōu)化算法、網(wǎng)頁信息控制界面的軟件功能,共同構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)實驗平臺。通過算法對仿真系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)分析,得出的實驗結(jié)果驗證了搜索者優(yōu)化算法整定PID參數(shù)這種控制策略在溶劑回收塔溫度控制過程中的優(yōu)越性,在苯加氫工藝溫控自動化、智能化的研究中作了有益的嘗試,有廣闊的應(yīng)用前景。分析確定塔頂溫度為唯一被控量作為生產(chǎn)過程的重要參數(shù),設(shè)計系統(tǒng)以溶劑回收塔為研究對象,植入嵌入式Web服務(wù)器,采用遠程網(wǎng)絡(luò)的交互模式。選擇一種智能群集算法—搜索者優(yōu)化算法,解決復(fù)雜系統(tǒng)在控制力、響應(yīng)滯后的難題,充分利用ARM處理器的性能優(yōu)勢,以此為基礎(chǔ)組成硬件系統(tǒng)搭建實驗平臺,實現(xiàn)搜索者優(yōu)化算法對溶劑回收塔塔頂溫度控制,并引入B/S網(wǎng)絡(luò)遠程控制模式打破工業(yè)現(xiàn)場區(qū)域限制。
【圖文】：

- 8 -圖 1 溶劑回收塔生產(chǎn)示意圖Fig.1 Production scheme of solvent recovery tower2.3 溶劑回收塔的溫度控制策略為了提高苯類產(chǎn)品的質(zhì)量，溶劑回收塔穩(wěn)定運行為后續(xù)芳烴精制提供保障，對系統(tǒng)的影響因素中有許多可選擇被控量，利用單一因素設(shè)計原則結(jié)合理論方面綜合分析，認為溫度和壓力歸為應(yīng)用研發(fā)的主要參數(shù)考量。決定溶劑回收塔塔頂溫度和壓力的重要因素有三個方面：1）溶劑回收塔富溶劑進料管道的溫度，流量，壓力；2）溶劑回收塔的中壓蒸汽管道的溫度，流量，壓力；3）真空機組出口補氣量及回流槽氮氣補充量。以上三方面對溶劑回收塔的塔頂溫度有較大的影響，在實際的生產(chǎn)環(huán)境中，進

流量，和壓力等參數(shù)的變化會對塔頂溫度產(chǎn)生一定的影響，但是，決定塔頂溫度保持穩(wěn)定的因素是向塔中輸入蒸汽的中壓蒸汽管道的溫度，流量，和壓力等參數(shù)。針對上述工藝說明，本文采取如下控制策略：考慮到溶劑回收塔生產(chǎn)過程中可控各項參數(shù)如塔的溫度、壓力，再沸器出口溫度，進料量流量等較多設(shè)計多變量耦合系統(tǒng)難度較大，所以在單純溫度控制系統(tǒng)的研究下，如果保證塔頂壓力不變，把進入的中壓蒸汽流量設(shè)計成控制量，最終通過閥門開度的調(diào)節(jié)以達到控制塔頂溫度的目的。在塔頂壓力不變的情況下，適當(dāng)關(guān)小塔釜中壓蒸汽閥門，減少蒸汽量，，使塔頂?shù)臏囟冉档�；在塔頂壓力不變的情況下，適當(dāng)開大塔釜中壓蒸汽閥門，增加蒸汽量，使塔頂溫度升高。實時溫度采集由數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20 完成，遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)溫度值、算法參數(shù)等數(shù)據(jù)向服務(wù)器傳輸，經(jīng)過控制算法運行后以偏差輸入得出閥門控制量進而傳輸給步進電機執(zhí)行機構(gòu)，閥門的開度大小會控制進氣流量來影響塔頂溫度值達到設(shè)定完成最終的反饋控制流程。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP273;TQ241.11

【參考文獻】

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9 ;Seeker optimization algorithm:a novel stochastic search algorithm for global numerical optimization[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2010年02期

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本文編號：2704079