原設(shè)計(jì)的控制方案如下圖所示。FIC是反應(yīng)器進(jìn)料，一般要盡量保持穩(wěn)定。緩沖罐的進(jìn)料受到裝置負(fù)荷，進(jìn)料組成的影響具有不確定。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)工藝要求，同時(shí)防止緩沖罐低液位導(dǎo)致泵汽蝕，在流量控制的基礎(chǔ)上增加了低液位的LIC控制(設(shè)定值15%)，然后LIC的輸出和FIC的輸出經(jīng)過(guò)超馳控制取小去調(diào)節(jié)反應(yīng)器進(jìn)料調(diào)節(jié)閥。
+實(shí)際上緩沖罐的容積有限，上游不可控，在進(jìn)料變化后，只能使用反應(yīng)器進(jìn)料維持緩沖罐液位。當(dāng)設(shè)置為超馳控制時(shí)，如果液位低于LIC的設(shè)定值，F(xiàn)IC控制會(huì)失效。如果液位太高，只能增加反應(yīng)器進(jìn)料以降低液位，如果反應(yīng)器進(jìn)料達(dá)到了反應(yīng)器允許的高限，液位還是繼續(xù)上漲，則需要降低裝置負(fù)荷，別無(wú)他法。
低液位保護(hù)的反應(yīng)器進(jìn)料超馳控制方案，根本沒(méi)有考慮物料平衡問(wèn)題。這種不充分的控制策略，讓操作工只能手動(dòng)調(diào)整反應(yīng)器進(jìn)料FIC的設(shè)定值以平衡液位。超馳控制是安全約束不是控制！這個(gè)控制方案違反了一條控制方案設(shè)計(jì)的原則：操縱變量要從一而終。到底是物料平衡控制還是反應(yīng)器進(jìn)料穩(wěn)定呢？本質(zhì)上在現(xiàn)有范圍內(nèi)只能首先首先實(shí)現(xiàn)物料平衡?？赡艿慕鉀Q方案有哪些呢？本來(lái)討論的時(shí)候只想到了先進(jìn)控制，其實(shí)還有從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的其他方法，包括：
1、不改變現(xiàn)有控制方案，但是修改控制思路。將FIC設(shè)置為反應(yīng)器進(jìn)料的高流量保護(hù)，讓LIC進(jìn)行正常的液位控制，并合理設(shè)置LIC的PID參數(shù)。如果緩沖罐液位沒(méi)有報(bào)警也需要增加報(bào)警，特別是高液位報(bào)警。
2、串級(jí)控制代替超馳控制。用LIC串級(jí)控制FIC，并合理設(shè)置LIC和FIC的PID參數(shù)，再設(shè)置合理的反應(yīng)器進(jìn)料的高低限。如果緩沖罐液位沒(méi)有報(bào)警也需要增加報(bào)警，需要高液位和低液位報(bào)警。
3、先進(jìn)控制。將緩沖罐液位作為被控變量，將反應(yīng)器進(jìn)料FIC作為操縱變量。緩沖罐液位使用范圍控制，發(fā)揮緩沖罐的緩沖作用，減少反應(yīng)器進(jìn)料的波動(dòng)。同時(shí)規(guī)定反應(yīng)器進(jìn)料的高低限進(jìn)一步保證反應(yīng)器的安全。
第一種方法不需要修改任何組態(tài)，可以直接投用。如果PID參數(shù)合適應(yīng)該也是可行的方法。但是只有進(jìn)料流量的高限保護(hù)。第二種方法需要進(jìn)行DCS組態(tài)下裝，略有難度，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)料流量的高低限保護(hù)。第三種方法需要先進(jìn)控制軟件，費(fèi)用略高，但是不需要改變現(xiàn)有的控制策略，而且能發(fā)揮緩沖罐的緩沖作用。
不管是哪種方法，通過(guò)各種方法減少負(fù)荷調(diào)整的干擾，穩(wěn)定進(jìn)料組成，克服前面精餾系統(tǒng)的波動(dòng)都是非常必要的。
上圖所示的控制方案到了實(shí)際場(chǎng)景中還是發(fā)現(xiàn)有新的認(rèn)識(shí)，所以同樣一個(gè)方案要反復(fù)琢磨。最開(kāi)始認(rèn)為這是個(gè)設(shè)備安全的超馳控制，后來(lái)認(rèn)識(shí)到超馳控制不能保證物料平衡的局限性，現(xiàn)在則知道了有三種解決方法。
第三種解決方法也能用更復(fù)雜的控制方案實(shí)現(xiàn)。如果認(rèn)為死區(qū)PID能實(shí)現(xiàn)液位的區(qū)間控制就想簡(jiǎn)單了。
如果現(xiàn)場(chǎng)有條件可以做個(gè)試驗(yàn)，死區(qū)PID只會(huì)讓液位振蕩。死區(qū)PID和先進(jìn)控制略有不同，簡(jiǎn)單說(shuō)進(jìn)入范圍不控制會(huì)因?yàn)槲锪喜黄胶獬掷m(xù)振蕩，先進(jìn)控制的范圍控制有模型預(yù)測(cè)能提前動(dòng)作。實(shí)踐出真知。純比例液位控制有余差也是一個(gè)實(shí)踐出真知的例子。如果反應(yīng)器進(jìn)料工藝上只能固定不變不允許調(diào)整，進(jìn)料緩沖罐的物料平衡又應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)呢？
作者：馮少輝博士
