帶自動變負(fù)荷功能大型制氧機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本文以首鋼京唐公司2×75000Nm3/h制氧機(jī)組為背景，以其中一套制氧機(jī)組為例，設(shè)計和開發(fā)了一套基于日本橫河公司DCS（YAKOGAWA CENTUM CS3000）系統(tǒng)的過程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)帶自動變負(fù)荷功能制氧工藝過程的實時監(jiān)測和控制。
　　首先，介紹了空分技術(shù)現(xiàn)狀，回顧空分技術(shù)發(fā)展歷程。然后詳細(xì)地介紹75000Nm3/h制氧機(jī)組的空氣壓縮系統(tǒng)、預(yù)冷系統(tǒng)、空氣純化系統(tǒng)、膨脹制冷系統(tǒng)、空氣分離系統(tǒng)及液體貯槽后備系統(tǒng)工藝流程和相應(yīng)的

2、主要設(shè)備組成，并且闡述了空分工藝過程的控制要求。結(jié)合這些控制要求，設(shè)計和完成了制氧機(jī)組控制系統(tǒng)硬件和軟件平臺的選型工作。
　　同時為降低放散率，空分產(chǎn)品產(chǎn)能需要追蹤用戶需求的變化，實現(xiàn)制氧機(jī)組生產(chǎn)負(fù)荷的自動調(diào)節(jié)，針對現(xiàn)代制氧工業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，系統(tǒng)越來越復(fù)雜，過程限制或約束的存在可能使系統(tǒng)達(dá)不到期望的設(shè)定值，系統(tǒng)操作者新的輸入信息以及干擾的影響，可能改變最優(yōu)穩(wěn)態(tài)的位置，研究如何進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化與控制，使系統(tǒng)在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下運行。
　

3、　針對以上問題，采用MPC穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算和動態(tài)優(yōu)化控制，在每個采樣時刻，考慮可測干擾的影響下，重新進(jìn)行穩(wěn)態(tài)目標(biāo)的計算。穩(wěn)態(tài)目標(biāo)計算時保證穩(wěn)態(tài)目標(biāo)與動態(tài)MPC計算中的輸入速率約束兼容，并根據(jù)當(dāng)前預(yù)測輸出和測量輸出之間偏差的反饋信息校正穩(wěn)態(tài)模型。研究和設(shè)計了預(yù)測控制算法，實現(xiàn)了制氧機(jī)組的自動變負(fù)荷。
　　最后，依托日本橫河CS3000 DCS控制系統(tǒng)，完成了制氧機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)。該系統(tǒng)自從投入使用以來，生產(chǎn)運行穩(wěn)定可靠，自動化控制