科创中国

行业领域

航空航天技术,空中管制系统

需求背景

石化行业是我国流程行业自动化、智能化程度最高的，但ERP、MES、PCS(过程控制系统)三层结构的层次之间缺乏有效的相互交互与协同机制, 无法建立良好的双向信息流交互, 上层与底层控制系统之间的数据不匹配, 使得企业计划调度层缺乏生产实时信息反馈,并且没有充分考虑生产过程特性, 下层生产控制层缺乏与优化协调与调度的衔接, 企业难以实现全流程的整体优化。 工艺技术人员或操作员根据综合生产指标(产品质量指标、产量指标、成本指标和消耗指标) 的目标值和离线化验值, 考虑原料性质、设备状况凭经验人工进行的，难以实现全流程的优化运行。 各关联装置PCS之间也是各自为政，前级装置的生产要素温度、压力、流量及其运行状态无法通知后级装置，同样后级装置的运行态势也不被前级装置感知。造成不能协同生产，追求最优化的目标。 目前石化行业人工智能的趋势是建立智能化工厂实现智能制造，达到节能减排、降耗增效的目标。 与国外差距 大型石化装置工业软件和控制系统都是我国的弱项,控制系统 Aspen,Honeywell等都是美国公司产品，我国差距较大。 国内浙大中控等公司开发的产品市场大型装置的市场占有率还不高。

需解决的主要技术难题

华创公司目前已经开发了硫磺回收、汽提、加氢、制氢、催化、常减压等多套智能控制系统，系统独立运行，各自追求最优化状态，但是装置之间有上下游工艺联系的前、后级装置控制系统之间不沟通，各自为政，有时前级装置发生大的运行条件变化，后级装置仍然按原定优化条件运行可能造成仓促应付前级变化造成的短时剧烈波动，反而总体优化效果不佳。反之如果前级装置运行超稳定，目前独立优化状态后级装置可能失去更极致优化机会。

期望实现的主要技术目标

需要状态感知类技术成果，用于多装置运行状态感知前、后级装置的运行状况、生产要素温度、压力、流量等，具备实时感知能力。温度0-1240℃，流量60-745kg/h，压力***。 适合石化装置的优化决策模型，基于模型的运行优化与控制方法自优化控制、基于实时优化(RTO)调节控制两层结构的优化控制，自优化控制(SOC)装置生产过程中实际目标函数值与最优目标函数值的偏差在合理的、可以接受的范围内，根据目标函数和约束条件, 选择一组合适的被控变量, 并将其设定值固定为一组合适的常数。运行优化上层由非线性RTO 产生底层回路设定值, 底层采用MPC 跟踪控制器设定值，采用非线性预测控制(NMPC) 和动态实时优化DRTO 的双层结构, 来解决石化大规模复杂生产过程运行优化。 决策目标：质量合格前提下多装置总体减排、节能、降耗增效。

处理进度