利用霍尼韦尔ProfitLoop技术对环氧丙烷控制回路进行改造(4)

Profit Loop PKS Assistant 有两种方法对控制器的参数进行整定。如图17、图18 所示。在整定之前先从Obtain valve details 看一下Profit Loop PKSAssistant 提供的关于阀门整定所要注意的问题。当用户更熟悉用PID 参数整定的时候，用户可以通过PID 的方式对参数进行整定，输入PID 参数后自动转换成PID-PL 模型参数。用户当然也可以直接输入PID-PL 回路的参数来整定模型，Profit Loop 采用“一键式”性能比单参数整定。通过简单地增加性能比值来减慢调节动作的速度，同时增加鲁棒性；反之，如果调节器动作太慢，则可以通过减少性能比值来加速闭环调节器的响应。经过整定后，模型实现了更加优质的运行。

图17    Profit Loop 通过PID方式整定

图18    Profit Loop 回路一键整定

Profit Loop 软件可以把模型的历史数据记录下来，在需要的时候把以前建好的模型重新调用。这对Profit Loop 工程实施是十分有用的，因为回路模型有可能因为外界环境因素和人为因素而失效，比如冷凝水温度有可能因为春夏秋冬四季变换而产生很大波动导致模型失效或者操作工大幅度改变控制阀前后截止阀的开度而导致模型失效。这时可以建立多个模型，根据具体情况调用不同的模型。如图19 所示：

图19    Profit Loop 回路模型历史记录和评分系统

我们可以把Profit Loop 软件配置过模型和控制器中运行的模型给予评分，也可以根据评分重新获得相关模型。如果在工厂里面不同厂区有很多控制器，这些厂区的回路具有相似的整定参数。可以将服务器中这些模型导出，并把它们导入到其他不同服务器中。

基于DCS 软件配置的角色，可以被Profit Loop assistant 软件用来限定对该软件菜单的接触。只要不是管理员账号，其他账户都可以禁止访问一定的页面。如图20 所示：

图20    Profit Loop assistant角色设定

5．Profit loop 控制算法的实施效果

5.1 控制精度得到提升。

在使用Profit Loop 后，温度控制效果稳定 ，控制回路波动范围减小，标准方差降低，从之前的0.8912 降低为0.2265，产品质量得到稳定和提升。从下面的控制回路趋势图21 可以看出阀门控制效果有了明显提升。

5.2 减少了能源消耗，提高了生产效益

由于温度控制得到优化，能源消耗也随之降低。以皂化二级外回流冷凝器出口气相温度回路为例，每月减少冷却水用量，两套系统每小时可以节水17m3，17×8000h=15 万m3，水费3.3 元/m3。年经济效益15×3.3=49.5 万元。

5.3 工艺操作人员操作强度降低，可将回路投入自动运行。

5.4 便于控制工程师进行维护和实施

采用Profit Loop 控制器的一键整定，整定参数容易理解，整定简单，耗时少。而PID 控制器，则需要综合考虑比例，积分时间和微分时间的作用，不容易整定，耗时长。

6．结束语

完成该项目过程中也遇到了几处难点。第一点是进行阶跃测试必须是在装置开车状态完成，作为控制工程师需要和工艺人员进行协商，在征得工艺人员同意后，方可进行测试，这对控制工程师的沟通协调能力提出了挑战。当然如果有模型离线辨识工具的话，可以直接从PKS 历史趋势中辨识得到模型参数，这样的方案可以在避免做在线阶跃测试的同时又获得良好的系统模型。第二点是由于环境因素或者人为因素会导致模型失效，这时候，可以建多个模型，根据不同情况调用不同的模型来应对外界因素的改变，这样可以实现Profit Loop 的最优使用。

该控制方案的成功运用后，滨化集团正在实施进行全集团推广应用。该方案可以在全行业大规模推广应用，在各种温度大滞后控制和精馏塔蒸汽控制等任何传统PID 控制不理想的复杂控制领域会大有作为，可以节省大量水和蒸汽的能源消耗，同时可以提高控制精度，实现产品卡边控制，节约大量成本，降低劳动强度。

[参考文献]

[1]温劲松.《鲁棒+ 1 0在聚丙烯装置上的应用》——《石油化工自动化》，2003.5.31.

[2]Honeywell公司.《Profit Loop手册》.

[3]赵宁,钱光灿.《一种新型控制器——Honeywell Profit Loop在精馏塔控制系统中的应用》——《自动化信息》，2008.10.

作者简介：

蒋巨兵（1973-），男，工程师，1997年毕业于武汉化工学院，现任滨化集团东瑞公司总工程师。

E-mail:jj-b@sohu.com

马浩（1980-），男，工程师，2006年毕业于浙江大学，现任滨化集团东瑞公司副主任工程师。

E-mail:mahao606@163.com