APC的性能,有限責任公司最近ARC谘詢集團通報了公司的“下一代”先進過程控製(APC)的解決方案。我們知道,這是旨在提供的許多好處
傳統的模型預測控製(MPC)的解決方案,但是沒有相關的成本和複雜性。
傳統的MPC的解決方案需要大量的模型和後續維護由APC工程師和通常涉及大型矩陣計算密集型+嵌入式優化器。結果挑戰了少數所有權APC供應商重新審視APC,改善操作性能,同時減少所有權成本。APC性能要求這一新興模式“APC 2.0。”
我們知道,APC性能的方法利用了直觀的工廠運營的知識和過程工程人員,並雇傭了一個“小矩陣”的方法,可以直接部署在一個典型的DCS平台。據該公司介紹,其解決方案可以大大減少依賴外部APC技術;越來越稀缺的資源。
關鍵外賣APC性能的解決方案包括:
旨在利用工廠操作的過程和控製知識和工程人員
沒有模型建立和維護
小矩陣方法著重於關鍵變量和核心應用價值
單回路控製和多變量APC,包括解決方案使用普遍,“模型較少”的方法
新型控製算法適應增益的變化過程,從而使“模型較少”的解決方案
更多的可伸縮的小植物應用,在過去,APC可能被認為是不切實際的實現和維護
關注“操作”性能,幫助解決長期削弱競爭重點單回路和多變量控製性能
傳統貨幣政策不是萬靈藥
傳統的基於模型的多變量預測控製(MPC)已經存在了近30年,廣泛應用於煉油廠、石化工廠、發電植物,植物和其他過程。原則上,MPC允許工業過程操作安全約束,為經濟優化提供重要機遇。
然而,眾所周知,傳統貨幣政策委員會解決方案可以帶來挑戰。從APC艾倫Kern性能、LLC在最近的一份白皮書解釋道:
“大型矩陣,基於模型的多變量控製一直占主導地位的先進過程控製技術在煉油等行業,化工和石化產品為三十年。MPC的優點和成功,同時也贏得了良好的聲譽作為一個所有權的挑戰在許多地區,包括成本、維護、支持、和性能。而MPC可能永遠是首選的解決方案在選擇應用程序中,許多最終用戶一直遠離MPC作為日常工具。”
電弧的研究表明,而傳統的MPC實現繼續為許多企業提供競爭優勢,已經成為其他用戶對該技術由於需要頻繁更新模型適應MPC改變工藝條件,新設備,原料的變化,環境因素,等等。事實上,我們偶爾聽到最終用戶評論,因為他們的過程控製操作符不相信APC,他們經常關機,恢複到PID控製,或者,在太多情況下,手動控製。其他公司可能會獲得巨大的經濟受益於政策委員會(主要是小公司與較小的預算和更少的資源)完全避免了傳統貨幣政策委員會。
當然,貨幣政策委員會的主要供應商努力使他們的解決方案更容易實現,使用和維護。在過去,很多人也願意多補充客戶的內部構建和維護工程人員提供專家服務模型和實現軟件。但是,如前所述,這種類型的專業技能越來越稀缺商品跨產業。
我們知道,APC性能認為解決這些問題;一個旨在利用知識,技能,和廠內的業務專業知識和工程人員。這裏的論點是,核電站運營商和過程工程師已經非常熟悉的過程動力學、如何管理約束,和識別潛在的優化機會;大量詳細的模型矩陣和嵌入式優化主要是多餘的。
小矩陣多變量控製
傳統貨幣政策委員會解決方案基於模型和矩陣。雖然APC性能消除了使用詳細的模型,它維護
多變量控製矩陣概念,盡管規模較小。據該公司介紹,傳統的多變量MPC的矩陣是過度設計涵蓋了所有可能的排列。這導致大型矩陣計算密集型的50 x 50,經常與數以百計的模型,與相應的可靠性,支持,和操作負擔。
APC性能的方法,相比之下,關注關鍵變量已經常用管理約束和提高性能。這導致更小和更易於管理的矩陣的10 x 10或更少。公司相信這種轉化為更加可靠和有效應用APC在DCS級別,避免需要單獨的電腦和利用內部控製工程資源。
“操作”性能標準
回到Kern先生的白皮書:現代過程控製技術的幾乎每一個方麵是根植於模型的概念。但事實證明,控製性能是一個領域的行業不希望一個基於模型的解決方案。行業想要操作的性能。簡而言之,這意味著擁有預設過程的限速;一階穩定的方式接近目標和約束;避免過衝和振蕩;在適當的地方,采取額外的預防措施保護和確保過程穩定。這是相當不同的聲明——而且經常直接衝突與傳統error-minimization控製性能標準,基於流程模型”。
APC性能目前提供兩個單回路和多變量控製的解決方案。率預測控製(RPC)是一個模型較少,固有的自適應選擇傳統的單回路PID控製。模型較少的多變量控製(XMC)使用RPC作為其內部控製機製,以及額外的創新。這些包括“定向移動的能手”,以幫助解決多變量約束控製和優化問題,而無需使用模型。公司商標品牌和獲得美國專利的RPC。
Kern先生,“專利是很滿足,因為有成百上千的汽車——專利和自調優控製係統,但這是唯一的專利本身的自適應,或自然的自調整控製器。”
RPC旨在提供“操作”控製性能。這是通過使用預設的移動速度,這就像“限速過程。”科恩先生解釋說,“就像司機知道適當的限速,運營商知道適當的利率。此外,適當的速度並不是基於你要走多遠或當你想去那裏——這是錯誤最小化——但在旅行安全。“有預設轉移率的概念,采用APC性能開始開發一種新型的錐預設移動預測的方法。
RPC變量模型較少的APC
RPC或“率預測控製,”APC性能變量的APC的解決方案,一個潛在的替代傳統的裝在麵板上的或DCS-based PID控製器。據該公司介紹,RPC是適應性變化過程獲得和預設的大小,與理想的過程和交易行為,如空載時間。
RPC是固有的自適應方法RPC采用錐形預設的控製作用是基於實際的實時響應過程,而不是之前的期望響應(模型)的過程。例如,如果這個過程得到增加,反應過程將增加,RPC將錐形相應提前。以同樣的方式,RPC本質上是自適應的變化預設的速度移動,這樣移動速度可以調整的操作性能,不破壞控製性能。
除了移動速度,RPC算法使用一個“預測時間”參數,理想的匹配過程的響應時間。在某種程度上,這就構成了一個模型。但科恩先生指出,RPC實際過程的響應時間相對不敏感,預測時間作為一個調優參數和建模參數,所以並不一定必須反映實際過程的響應時間。第三RPC參數,控製帶,設置直觀地,像移動速度,基於運營商將開始錐度移動管理過度和解決目標。
RPC的簡單性、適應性的品質,和操作性能使它成為一個潛在的替代行業標準PID對許多基本過程控製應用程序。
XMC多變量模型較少的APC
先進XMC模型較少的多變量過程控製基礎上
proven-in-use RPC模型較少的方法。據該公司介紹,它可以實現和維護廠內的人員,無需依賴外部專家。
XMC的定向移動解決者利用“增益方向”(一個概念類似於單回路直接/反向控製動作),加上約束和目標來確定必要的動作,而不需要詳細的模型。據科恩先生,XMC可以被認為是自動化多變量過程的傳統手工方法操作在計算機出現之前。
證明在使用
當被問及實際用例,克恩先生解釋說,自2015年以來一直在使用應用程序和產品。這些包括一個
實現在一個大型美國煉油廠RPC已成功運行兩年以上。解決方案現在也啟動並運行全職在第二個大型煉油廠在美國墨西哥灣沿岸,與許多其他網站表達興趣。
APC性能開發的實際產品在行業標準- RPC和XMC DCS平台,與客戶開展合作成功的概念驗證的應用程序。展望未來,APC性能將RPC和XMC視為基本過程控製構件(如PID)可以作為內置函數塊在行業標準控製係統。公司的技術和市場發展也專注於控製係統製造商和開放係統的功能模塊(如IEC 61131),除了直接的最終用戶應用程序。
結論
顯然,傳統的貨幣政策委員會已經幫助許多煉油廠、化工廠、發電的植物,和世界各地的其他過程植物幾十年來,改善他們的經濟表現,並將繼續在可預見的未來提供一個重要的角色。
然而,同樣清楚的是,傳統的貨幣政策委員會並不適合所有植物和應用程序,和行業越來越開放的新的“APC 2.0”概念和創新的解決方案,如RPC, XMC等等。
弧建議工廠,一直在尋找更便宜的提高操作性能和資源密集型的解決方案應該考慮這些類型的替代解決方案。更重要的是,與當前的挑戰在市場上供應商區分panel-mount控製器和/或dcs,它還會出現在這裏有機會供應商區分技術嵌入到他們的產品中。
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