APC的工业应用|-中国仪器仪表学会生产执行系统MES分会

先进控制软件及在炼油、石化、化工中的应用

浙江中控软件技术有限公司从20世纪90年代开始研究先进控制技术，成功推出集ESP-iSYS-A先进控制平台、APC-Adcon高级多变量鲁棒预测控制软件、APC-Sensor智能软测量软件和APC-PFC预测函数控制软件为一体的APC-Suite先进控制系列软件，已成为国内领先的先进控制软件和服务供应商。其中：

20万吨/年轻烃分馏装置先进控制研究与应用获2007年度中国石油与化工自动化行业科学技术奖(科技进步一等奖)
APC-Suite先进控制系列软件获《Control Engineering China》 2007年度创新产品奖
高级多变量鲁棒预测控制软件（APC-Adcon）于2004年7月，由国家科学技术部、商务部、国家质量监督检验检疫总局和国家环境保护总局批准为：国家重点新产品
高级多变量鲁棒预测控制软件及应用获2004年浙江省科学技术奖（二等奖）

1. APC-Suite先进控制系列软件
APC-Suite先进控制系列软件是中控软件ESP-Suite企业增效解决方案的重要组成部分，主要软件产品包括：

1.1 ESP-iSYS-A先进控制平台
ESP-iSYS-A由核心实时数据库、应用组件、组态组件等模块组成，是实现先进控制、软测量、工艺计算和过程模拟优化的基础数据平台，可提供以下功能：

统一、完整的实时数据采集；
强大的数据处理和整合功能；
有效的数据分析和数据管理功能；
可靠的二次开发工具，支持自定义控制器的实施。

1.2 APC-Sensor智能软测量软件
APC-Sensor以神经网络、工艺机理建模等技术方法为核心，集数据预处理、辅助变量选择、离线建模与仿真、在线运行等功能为一体，是生产操作和先进控制的重要辅助软件，可提供以下功能：

提供生产过程关键工艺参数及时、可靠和准确的计算值；
提供炼油、化工过程特定工艺对象的机理计算模型；
采用独特的在线模型滚动校正和化验室数据偏差校正的双重校正技术，提高在线预测精度。

1.3 APC-Adcon高级多变量鲁棒预测控制软件
APC-Adcon是APC-Suite的核心产品，包括建模、控制器设计、仿真、组态和在线应用等多个组件，可提供以下功能：

实现定值控制和区域控制：既可以对被控变量（CV）指定为设定值控制，也可以指定为区域控制，具有很好的平稳性和很强的鲁棒性；
有效抑制可测扰动：对可测扰动同时建模、预测扰动变量（DV）对过程的影响，有效地对其补偿；
提供多目标动态优化：对操纵变量（MV）、被控变量以及各变量之间的线性组合可定义理想的驻留值、极大化和极小化等次优目标，所有次优目标按控制自由度和变量的权重优先级依次满足；
适用于多变量、强耦合、大时滞、带约束的复杂生产过程的平稳控制和动态优化。

1.4 APC-PFC预测函数控制软件
APC-PFC是APC-Suite的重要组成部分，由于采用的算法巧妙，在线计算量小，对模型精度要求低，是具有快速跟踪功能的先进控制软件产品，适用于：

工业机器人、导弹跟踪、冷轧、热轧等过程的快速跟踪控制；
间歇反应、制药、纺织等过程的温度、pH控制。

2 APC-Suite目标：在更高的水平上实现流程工业的“安、稳、长、满、优”

增强装置的稳定性和安全性；
提高系统整体控制性能；
提供准确的关键工艺参数在线计算值，提高产品品质的一致性；
确保装置长周期运行，并接近其最大能力限；
“卡边”控制、优化生产，降低成本，使装置效益最大化。

3. APC-Suite典型效益

减少关键工艺变量波动的标准差，通常达到50%以上；
提升装置负荷1~5%；
增加目标产品收率1~5%；
节约能源1~5%；
降低物料消耗1~5%；
减少不合格产品、降低重新加工的成本；
减少污染物排放，实现环境友好生产。

4. APC-Suite应用领域
中控软件以先进的软件产品、优异的工程质量和卓越的售后服务，已经在炼油行业主力装置（常减压、催化裂化、连续重整、延迟焦化、加氢裂化、加氢精制、气分装置等）、石化行业主力装置（PTA、PX、芳烃抽提、苯乙烯等）、化工（纯碱、硫酸、有机硅、磷酸和氯碱和多种聚合物等生产装置）、空分、制药、造纸、电力等行业赢得了大量的先进控制业绩，积累了丰富的工程实施经验，为企业带来了显著的经济效益和社会效益。其中包括：亚洲最大的连续重整装置、世界单套最大规模的氨碱法纯碱装置等的先进控制。

APC-Suite的典型业绩见：
http://www.soft.supcon.com/newsview.asp?id=654

4.1 APC-Suite在催化裂化装置先进控制系统中的应用
根据装置标定，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，重油催化裂化装置先进控制系统的效益计算如下：
1) 渣油掺炼量增加0.31吨/小时，按当年价格计算，年直接经济效益188.55万元；
2) 液收提高0.29%，按当年价格计算，年直接经济效益181.66万元。
综上所述：重油催化裂化装置先进控制系统年直接经济效益为370.21万元。

更多重油催化裂化先进控制系统的内容参见：
http://www.soft.supcon.com/newsview.asp?id=452

4.2 APC-Suite在加氢裂化装置先进控制系统中的应用
根据装置标定，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，加氢裂化装置先进控制系统的效益如下：
1) 加氢裂化装置燃料气单耗降低 0.0012（T/T原料油），通过降低装置燃料气消耗，年直接经济效益 228.00万元；
2) 通过对装置负荷的卡边最大化，年可增产2904吨原料油，年直接经济效益346.23万元；
3) 重石收率提高0.2％，年直接经济效益278.60 万元；
综上所述：加氢裂化装置先进控制系统年直接经济效益为852.83万元

更多加氢裂化装置先进控制系统的内容参见：
http://www.soft.supcon.com/newsview.asp?id=653

4.3 APC-Suite在连续重整装置先进控制系统中的应用
根据装置标定，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，连续重整装置先进控制系统的效益计算如下：
1) 重整装置（燃料气＋燃料油）单耗降低2.29公斤标油/吨，通过降低能量消耗，年直接经济效益283万元；
2) 芳烃收率提高0.46%，年直接经济效益311万元；
综上所述，连续重整装置先进控制系统年直接经济效益为594万元。

更多连续重整装置先进控制系统的内容参见：
http://www.soft.supcon.com/view.asp?newsid=458

4.4 APC-Suite在芳烃抽提装置先进控制系统中的应用
根据装置标定，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，芳烃抽提装置先进控制系统的效益计算如下：
1) 低压蒸汽消耗下降8%，年直接经济效益123.6万元；
2) 抽余油中芳烃含量降低1.25％，年直接经济效益208.07万元；
3) 溶剂消耗降低6.9吨/年，年直接经济效益19.32万元；
综上所述，芳烃抽提装置先进控制系统年直接经济效益为350.99万元。

更多芳烃抽提装置先进控制系统的内容参见：
http://www.soft.supcon.com/view.asp?newsid=651

4.5 APC-Suite在PX联合装置先进控制系统中的应用
根据装置标定，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，PX联合装置先进控制系统的效益计算如下：
1) 邻二甲苯增产1.56%，年直接经济效益489万元；
2) 装置单耗降低3.60Kg标油/吨，年直接经济效益575万元；
综上所述，PX联合装置先进控制系统年直接经济效益为1064万元。

更多PX联合装置先进控制系统的内容参见：
http://www.soft.supcon.com/view.asp?newsid=650

4.6 APC-Suite在苯乙烯装置先进控制系统中的应用
根据装置标定和连续运行考核，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，苯乙烯装置先进控制系统的效益来自如下几方面：
1) 装置平稳运行及苯乙烯质量卡边，使苯乙烯产率提高0.734%，可带来的经济效益为456.827万元/年；
2) 装置能耗水平比常规控制时降低了8.818 万大卡/T.SM，直接经济效益74.07万元/年；
综上所述，苯乙烯装置先进控制系统年直接经济效益为530.897万元。此外，实施先进控制之后，改善了产品质量、降低了劳动强度、减少了非计划停车次数，减少了残渣排放量，这些都会产生潜在的经济效益和明显的社会效益。

更多苯乙烯装置先进控制系统的内容参见：
http://www.soft.supcon.com/view.asp?newsid=652

4.7 APC-Suite在PTA先进控制系统中的应用
根据装置标定，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，PTA先进控制系统的效益计算如下：
1) 非夏季高温期产能按氧化反应器PX消耗量推算增长0.678%，夏季高温期产能增长达2.28%，年直接经济效益284万元；
2) 醋酸单耗下降1.1kg/tPTA，年直接经济效益38.5万元；
综上所述，PTA装置先进控制系统年直接经济效益为322.5万元。

更多PTA先进控制系统的内容参见：
http://www.soft.supcon.com/view.asp?newsid=449

4.8 APC-Suite在纯碱装置先进控制系统中的应用
根据装置标定，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，纯碱装置先进控制系统的效益如下：
1) 碳化转化率在原有基础上提高0.5%，年直接经济效益815万元
综上所述：纯碱装置先进控制系统年直接经济效益为815万元

更多纯碱装置先进控制系统的内容参见：
http://www.soft.supcon.com/view.asp?newsid=451

4.9 APC-Suite在轻烃分馏装置先进控制系统中的应用
根据装置标定，通过对比先进控制系统投运前后的统计数据，轻烃分馏装置先进控制系统的效益如下：
1）相同负荷下，蒸汽用量单耗降低7.56%，年直接经济效益53.8万元
2）提高了产品综合收率0.23%，年直接经济效益198.8万元
综上所述：轻烃分馏装置先进控制系统年直接经济效益为252.6万元

更多轻烃分馏装置先进控制系统的内容参见：
http://www.soft.supcon.com/view.asp?newsid=659

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