中國最大規模的聚合物先進控制檢視原始碼討論檢視歷史

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中國最大規模的聚合物先進控制中國最大規模的聚合物先進控制（APC）系統的成功實施方案，賽科公司作為中國已成功投產的最大乙烯聯合裝置，從建設階段就將持續改進作為公司的遠景目標，發揮裝置最大產能，不斷改進產品質量以提高市場競爭力。

案例背景介紹

1　項目背景

上海賽科石油化工有限責任公司（SECCO，賽科）是英國石油（BP）公司、中國石化和上海石化公司（SPC）共同組建的合資企業，總投資達27億美元，三方分別持有50％、30％和20％的股份。賽科聯合工廠位於上海化學工業區，距離上海市區50公里，由乙烯裂解和配套下游裝置組成，生產苯乙烯、丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等產品。這家聯合工廠於2004年底完工，2005年6月開始實現盈利。

為滿足中國不斷增長的市場需求，提高生產率，降低生產

成本，改進產品質量，賽科公司決定在全部6套聚合物生產裝置上實施一體化的優化控制方案。羅克韋爾自動化以在聚合物上獨有的技術優勢和豐富的成功業績成為賽科公司實施模型預測控制（MPC）項目的唯一供應商。項目的成功再次驗證了羅克韋爾自動化的實力和致力於為中國聚合物製造商提供MPC技術的能力。在項目實施之前，羅克韋爾自動化為賽科公司6套聚合物裝置做了一項全面的Value First®客戶效益分析評估，賽科公司將至少獲得以下的投資回報：

（1）聚烯烴生產負荷提高4％；

（2）聚烯烴和聚苯乙烯裝置的產品質量波動平均減少20％；

（3）提高牌號切換過程的一致性。

案例實施與應用情況

2　項目實施與應用情況

2.1　線型低密度聚乙烯（LLDPE）裝置簡介

賽科公司30萬噸/年的LLDPE裝置採用Ineos的氣相流化床聚合技術，使用齊格勒催化劑直接注入法生產線型低密度聚乙烯。裝置主要由原料精製、催化劑注入、聚合、高產率冷凝系統、原料氣液回收系統等部分組成。DCS控制採用Emerson公司的Delta V系統。工藝流程如圖1所示。

2.2　LLDPE裝置APC控制目標

LLDPE裝置實施APC項目的目標：

（1）在滿足裝置現有的約束條件內，反應器產量至少提升4%；

（2）提高產品質量的一致性，降低產品質量的均方差；

（3）在設備和工藝條件不變的狀況下，提高裝置長期操作的一致性，從而使反應器的穩定性得以提高；

（4）利用羅克韋爾自動化模型預測技術改進牌號切換，提高牌號切換的一致性，減少切換時間和過渡料。

2.3　Pavilion8非線性模型預測系統結構

Pavilion8是一個模塊化的軟件平台，是羅克韋爾自動化石化行業解決方案的基礎。Pavilion8的核心是一個強大的模型引擎，是由包括建模、控制、分析、監測、數據存儲及可視化模塊組成的高效應用系統，並能夠實現與上層ERP系統連接，將生產與管理系統有機地結合在一起，架構圖如圖2所示。

2.4　Pavilion8非線性模型預測控制器的特點

（1）獨有的基於神經元網絡的非線性建模方法，使模型在不同牌號、不同催化劑類型等不同工況時均有良好的適應性，保證全生產過程的魯棒控制；

（ 2 ） 獨有的帶有外推增益約束的神經網絡專利技術（EGCNN），保證了模型在超出正常生產操作工況時，仍具有良好的精度，便於製造商進行新牌號的開發和生產；

（3）建模方法靈活，可參照經驗模型、機理模型和操作人員經驗進行混合建模；

（4）基於Web圖形化界面的實時趨勢顯示，實時監控先控系統，並提高了工藝人員和操作人員對先控系統的理解程度；

（5）內置數據庫，可重現控制器的歷史動作以及控制曲線，便於快速進行故障分析預處理；

（6）內嵌的控制器性能指標計算，可實時對控制器的投用率、卡邊時間以及控制偏差進行統計，便於對先控系統的投運效果進行動態評估和長期監控。

2.5　控制方案設計

整體控制方案如圖3所示，主要包括八個VOA軟儀表，四個控制器（氣相濃度控制器、產品質量控制器、產量控制器、冷凝液料位控制器），一個自動牌號切換管理器。根據它們各自的特點，在進行模型設計時充分考慮了歷史數據、機理模型、操作員的操作習慣三者的結合。