化工过程先进控制PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1 什么是先进控制 1

1.2 化工工业过程先进控制技术发展及其应用 1

1.3 石化过程先进控制的发展趋势 8

1.3.1 加强针对我国国情的先进控制技术的研究与开发 8

1.3.2 融入综合自动化的总体框架 9

参考文献 10

第2章 先进控制技术的理论基础 11

2.1 矩阵 11

2.1.1 矩阵的定义和常见矩阵 11

2.1.2 矩阵的运算 12

2.1.3 矩阵的秩 13

2.1.4 矩阵的分块表示 14

2.1.5 矩阵的逆 15

2.1.6 矩阵的奇异值分解 15

2.2 最小二乘估计方法 16

2.1.7 二次型与对称方阵 16

2.3 最优化技术 18

2.3.1 线性规划 19

2.3.2 非线性规划 20

2.3.3 二次规划 20

2.3.4 智能优化算法 21

2.4 最优控制 21

2.4.1 最优控制问题的数学描述 21

2.4.2 线性连续系统的最优控制 22

2.5 推理控制 24

参考文献 26

第3章 建立过程模型的工程化方法 27

3.1 模型的描述和建模途径 27

3.1.1 模型主要描述形式 27

3.1.2 建模途径 29

3.2 机理分析建模 30

3.2.1 机理分析建模技术 30

3.2.2 常见生产单元的建模示例 36

3.3 实验建模 48

3.3.1 非参数模型辨识方法 49

3.3.2 参数辨识方法 51

3.4 基于神经网络的智能建模方法 55

参考文献 56

第4章 软测量技术的工程化方法 57

4.1 软测量技术概述 57

4.2.1 机理建模 58

4.2.2 状态估计 58

4.2 软测量技术的主要工程化方法 58

4.2.3 统计建模 59

4.2.4 神经网络 62

4.2.5 模糊技术 63

4.2.6 支持向量机 64

4.2.7 混合建模 64

4.3 软测量实施中的一些问题 65

参考文献 67

第5章 模型预估控制算法 69

5.1.1 模型预估 70

5.1 基于阶跃响应的动态矩阵控制（DMC） 70

5.1.2 反馈修正 72

5.1.3 滚动优化 72

5.2 基于脉冲响应的模型算法控制（MAC） 76

5.3 基于CARMA模型的广义预估控制 77

5.4 基于状态空间模型的预估控制（SFPC） 79

5.4.1 基于状态空间模型的预估控制算法 79

5.4.2 基于状态空间模型的预估控制算法的特点 81

5.5 结束语 81

参考文献 82

第6章 多变量预估控制软件与工程化技术 83

6.1 DMCplus先进控制软件 84

6.1.1 DMCplus的工程化技术 84

6.1.2 DMC-PLUS系统特点和功能 87

6.1.3 DMCplus系统组成 87

6.2 Profit Controller（RMPCT） 88

6.2.1 Profit Controller（RMPCT）的工程化技术 88

6.2.2 Profit Controller（RMPCT）的特点和功能 92

6.2.3 Profit Controller（RMPCT）组成 93

6.3 SMART多变量预估控制软件 94

6.3.1 SMART多变量预估控制软件的工程化技术 94

6.3.2 SMART控制器的功能与特点 97

6.3.3 SMART控制器组成 98

6.4 PACROS 99

6.4.1 PACROS的工程化技术 99

6.4.2 PACROS的特点和功能 103

6.4.3 PACROS控制器组成 104

6.5 结束语 106

参考文献 106

第7章 其他先进控制技术 108

7.1 内模控制 108

7.2 预测函数控制 109

7.2.2 PFC的模型预估 110

7.2.3 PFC中的反馈校正和补偿 110

7.2.1 基函数 110

7.2.4 优化计算 111

7.3 非线性液位控制 111

7.3.1 基于内模和预估的非线性液位控制 111

7.3.2 变周期单值预估控制技术及其应用 112

7.4 加热炉支路温度平衡控制 116

7.4.1 常规的加热炉支路平衡控制方案 117

7.4.2 加热炉支路温度平衡的多变量解耦控制 118

7.4.3 加热炉支路平衡的模型预估控制 119

7.5 双控制器 120

7.5.1 双控制器结构 120

7.5.2 双控制器的控制原理 121

参考文献 121

第8章 先进控制技术的工程实施及维护 123

8.1 先进控制技术的工程实施 123

8.1.1 可行性研究阶段 123

8.1.2 功能设计阶段 125

8.1.3 详细设计阶段 125

8.1.4 试运行阶段 126

8.1.5 工程维护 127

8.2 先进控制技术的维护 127

8.2.1 目前的控制现状 128

8.2.2 过程控制监视系统 128

8.2.3 工程维护 129

8.3 结束语 130

第9章 先进控制在化工过程典型生产过程中的应用实例 131

9.1 原油蒸馏装置（CDU） 131

9.1.1 需要解决的主要问题 131

9.1.2 产品质量指标的软测量 132

9.1.3 先进控制策略 133

9.1.4 应用效果 136

9.2 催化裂化装置（FCCU） 137

9.2.1 反应再生部分的先进控制与实时优化 138

9.2.2 主分馏塔部分的先进控制与实时优化 145

9.2.3 吸收稳定部分先进控制与实时优化 152

9.3.1 重整反应器的先进控制与实时优化 159

9.3 催化重整装置（CRU） 159

9.3.2 分离部分的先进控制 165

9.4 延迟焦化装置（DCU） 169

9.4.1 需要解决的主要问题 169

9.4.2 延迟焦化装置中的软测量 170

9.4.3 先进控制策略 173

9.4.4 现场应用 175

9.5.2 罐区自动化的解决方案 178

9.5.1 需要解决的主要问题 178

9.5 罐区自动化 178

9.5.3 油品调合自动化 179

9.5.4 油品移动自动化 184

9.6 结束语 191

参考文献 191

附录A 艾斯本技术（北京）有限公司产品介绍 193

附录B 霍尼韦尔公司产品介绍 207

附录C 横河-壳牌先进控制与实时优化产品介绍 215

附录D 英维思过程系统公司产品介绍 222