Основные положения Усовершенствованного управления процессом (Advanced Process Control)

Автоматизированные системы управления технологическим процессом (PAS) широко известны как ключевой элемент на нефтеперерабатывающих заводах по всему миру. Химическая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая отрасль и отрасль генерации энергии обширны и сложны, а также управляются рядом крупных игроков на рынке. В постоянно меняющейся обстановке лидеры отрасли используют самые передовые PAS, когда предоставляется возможность смягчить сложности – системы Усовершенствованного управления процессом (Advanced Process Control) (APC) находятся впереди всех в достижении наивысшей эффективности, сокращении взаимодействия с оператором и в увеличении прибыли

“MPC (Контроллеры на основе прогнозирующих моделей) основываются на динамических моделях процесса, очень часто линейные эмпирические модели, полученные путем идентификации системы. Основные преимущества MPCэто то, что они позволяют оптимизировать текущий таймслот, с учетом будущих таймслотов”. -Wikipedia

”Программный датчик (Soft Sensor) или (косвенный анализатор) это общее название программного обеспечения, в котором множество измерений обрабатываются совместно. Взаимодействие сигналов может быть использовано для оценивания свойств обрабатываемых материалов”. -Wikipedia

Усовершенствованное управление процессом (Advanced Process Control (APC)) это испытанная технология управления и оптимизации, обеспечивающая измеряемые и устойчивые улучшения выхода производства, вместе с добавленной стоимостью от экономии энергии. Большинство инженеров соглашаются с тем, что стабилизация контуров управления с большим временем нечувствительности процесса и сильными взаимосвязями процесса, очень трудна. APC стало стандартным решением для реализации стабильных процессов управления, и говоря простыми словами, APC привносит добавленную стоимость в Автоматизированные системы управления технологическим процессом.

APC обычно состоит из MPC (Model Predictive Control) или Программных датчиков (Косвенное оценивание свойств), в реальном времени осуществляя передовые стабильность и управление, задействуя многофакторный анализ и оцениваемые свойства продукции (такие как RON, RVP, Плотность и т.д.)

Получаемая информация затем используется для стабилизации управления процессом без взаимодействия с пользователем, и для подстройки задания ближе к граничному пределу – как показано далее (Прил. 1). Изменение точки задания операции от высокого энергопотребления в точку с меньшим энергопотреблением создает благоприятную возможность более эффективного потребления энергии и увеличения размера прибыли.

Внедрение

Этап 1 – Стабильное управление базового слоя представляет собой первый шаг в направлении достижения стабильности вашей работы в целом. Так как системы MPC в основном манипулируют заданиями целевого ПИД-регулятора, важно настроить ПИД параметры и внедрить усовершенствованное автоматическое регулирование до реализации системы MPC [усовершенствованное автоматическое регулирование улучшает управляемость ПИД-контуров путем размещения передовых функций между связанными контурами управления на уровне Распределенной системы управления (РСУ)].

Этап 2 – Внедрение программного датчика и MPC это следующий шаг. Наращивая потенциальные выгоды при снижении затрат и усилий по сравнению с финальным этапом оптимизации (Прил. 2). Использование ограничений с учетом приоритетов, MPC реализует оптимизацию регулируемых параметров и экономических формул, как для установившегося состояния, так и для целей статической оптимизации.

Этап 3 – Последний этап – но конечно не самый простой – это внедрение первоосновы оптимизации процесса реального времени на основе модели. Значительные усилия требуются не только для определения строгих статических моделей процесса и настройки согласования данных, но также и для поддержки этих моделей.


 Приложение 3

Приложение 3

Типовой график внедрения APC представлен в Приложении 3. Оценка качества продукции в реальном времени является важным в управлении качеством продукции в MPC. Таким образом, моделирование программного датчика (косвенно измеряемое свойство) с помощью исторических данных процесса и ввод в действие выполняются до, или одновременно, с проектированием MPC.

Отклик на ступенчатое воздействие требуется, чтобы получить динамические данные отклика для моделирования MPC. После завершения моделирования MPC на базе динамических данных отклика и конфигурирования на основе имитации MPC стратегии управления со статическими параметрами, выполняется настройка для подтверждения поведения MPC. С помощью настройки динамических параметров MPC и параметров калибровки программного датчика выполняется ввод в действие и внедрение завершается.

Замечание: Последующее выполнение аудита является важным. Измерение эффективности управления и управляемости ключевых параметров с помощью сравнения результатов до с результатами после внедрения APC, предоставят ясное понимание улучшений и выгод от APC (Прил. 5)

Вам помогла эта статья?? Нас можно найти на LinkedIn и Facebook..

Основные выгоды

Выгоды от внедрения APC

Приложение 4

Основные выгоды от внедрения APC являются как количественными, так и качественными. Количественные выгоды очевидны и ожидаются от улучшений в выходе продукции, росте производительности и экономии энергии. На секторной диаграмме ниже это представлено достаточно ясно.

В особом случае, когда цены на продукцию являются стабильными и глубина переработки увеличивается, пропускная способность по исходному сырью будет формировать даже большие выгоды. Качественные выгоды относятся к меньшему износу APC, меньшему обслуживанию и меньшей зависимости от оператора. Автоматическое оптимальное управление будет стабилизировать операции на полной шкале

Типовые выгоды от внедрения APC в установках нефтепереработки показаны в Приложении 4. Диапазон выгод от APC базируется на условиях эксплуатации и производительности оборудования конкретной операции, однако выгоды от внедрения APC на производство в целом оцениваются в 20 центов США на баррель сырой нефти, в обычных случаях.

Например, если на НПЗ средней мощности было внедрено приложение APC в установке АВТ (например, 140 кбаррелей нефти/сутки), то выгоды оцениваются как 2 млн. долларов США в год (0.04$*140000*365) – относительно небольшие инвестиции в APC приносят большие выгоды – количественные и качественные.

Полный возврат инвестиций в APC после внедрения основных процессов обычно осуществляется в пределах 12 месяцев – т.е. инвестиции в APC могут быть полностью оправданы выгодами, реализуемыми системой APC в течение одного года, т.е., если вы затратите 1 млн. долларов США для внедрения приложения APC в установке АВТ на НПЗ средней мощности, то ROI будет составлять 6 месяцев.

Последняя платформа усовершенствованного управления и оценивания от Yokogawa была реализована 5 июня. Новая система представляет собой наилучший в своем классе пакет приложений для быстрого внедрения и поддержки приложений Усовершенствованного управления, достижения существенных выгод и улучшений на протяжении всего срока службы производства. За подробной информацией обращайтесь по ссылке "Последние новости об APC":