蒸發器 - MFA無模型自適應控制
|
|
• 同時控制流入量和流出量。 |
• 改進密度控制,密度變化至少減少50%。 |
• 防止蒸發器過干。 |
• 減少蒸汽消耗。 |
• 蒸發器可以在自動狀態下進行開車及運行。 |
• 實現柔性生產,減少蒸汽發生器的負荷擾動。 |
• 減少產品密度變化。 |
• 提高了生產效率和產品質量。 |
• 提高了生產效率和生產力。 |
• 在幾個月或更短的時間內就能完全收回投資。 |
無模型自適應(MFA)控制在零污染排放水處理中的應用實例
應用于美國加州Madera的Tri-Valley Growers公司,發表于《控制》雜志
Tri-Valley Growers是一家零污染排放工廠,該工廠用一套三效蒸發器將廢水濃縮, 將其中所有的固體顆粒加以回收。所使用的蒸發器為降膜式蒸發器。廢水從蒸發器頂端進入,沿管壁流下呈膜狀分布,并受到管壁外的蒸汽加熱。廢水在向下流動中逐漸蒸發濃縮,匯集到底部的殘液被泵出到貯槽中。
主要的兩個被控變量是:出口蒸余廢水的密度——控制固體的密度;蒸發器中的廢水液位。相應操作變量是廢水流入量和廢水排出流量。每個操作變量的變化均會影響到水的密度和液位。所以這是一個多輸入多輸出(MIMO)系統。
該系統原控制方案設計中采用的是PID控制器,在系統開車和正常工作情況下都難以維持在自動控制狀態。密度回路對干擾非常敏感,因而經常處于振蕩狀態。
“由于MFA不需建立過程模型就能實現自適應和多變量控制,因此MFA控制器非常適合應用于這種場合,”過程控制工程師史蒂夫.斯摩考斯基說道,“不需過程的定量知識,不需過程辨識,不需復雜的控制器設計及參數整定就可用于復雜系統的控制。”
據斯摩考斯基所說,這種新型多變量MFA控制系統有效地改進了蒸發器的控制。不像其它傳統的自整定或模型預測控制系統,MFA控制系統結構非常簡單,與一般的反饋控制系統一樣,然而它不存在模型或辨識機制。至于參數設定,僅需要像過程執行的作用方向和過程時間常數這樣的定性信息。該系統允許操作人員在PID手自動和MFA控制模式之間進行無擾動切換。一旦PC出現了故障,就切換到PLC進行控制。
“用了MFA后,Tri-Valley Growers實現了更好的蒸發器控制效果,”斯摩考斯基說,“整個系統現場投運工作只花了一個8小時的工作日。”
采用MFA控制器后,整個系統運行相當穩定。如今,在系統開車和正常工作情況下都能保持在自動控制狀態,過程變量能很快回到設定值,超調量很小。斯摩考斯基說:“系統的穩定裕度大大增加,生產過程中的密度變化方差降低約50%。”