MPC 模型預測控制系統對化工爐溫度控制的影響與探討

任玲兵，李 蕓

（山西潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046200）

引言

隨著人們對物質生活需求的日益提高，我國石油化工和現代煤化工的發展方興未艾，化工項目體量和規模隨著市場需求不斷增加，我國石油對外依存度也高達65%且不斷在上升，國內煤化工蓬勃發展，這對國內化工裝置加工能力和安全穩定運行提出了更高的要求。

在當今化工加工過程控制中，PID 是集成最多的儀表控制方法。除此以外，預測控制或稱為模型預測控制（MPC）是僅有的成功應用于工業控制中的先進控制方法之一，其應用占有率也在不斷提高，據統計其占有率達到10%。模型預測控制因具有控制效果好、魯棒性強，可有效地克服過程的不確定性、非線性和關聯性，并能方便處理過程被控變量和操縱變量中各種約束的優點，在石油煉化、現代煤化工、冶金和電力等復雜工業過程控制中得到廣泛的應用。

1 作用機理

MPC 作用機理是在每一個采用時刻，根據獲得當前測量信息，在線求解一個有限時間開環優化問題，并將得到的控制序列的第一個元素作用于被控對象。在下一個采樣時刻重復上述過程，將新測量值作為此時預測系統未來動態初始條件，刷新優化問題并重新求解。

2 研究目的

該裝置原設計PID 自動控制投用控制加熱爐溫度不能滿足加氫反應器、分離塔等關鍵設備的精細化控制要求。測試投用MPC 以取代原設計PID 自動控制，以期使加氫反應器入口溫度、分離塔進料溫度波幅減弱，反應分離效果更佳。……