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质量指标是线性低密度聚乙烯(Linear Low Density Polyethlene,LLDPE)生产中评价的重要参数,但是在生产过程中没有实时的数值,所以操作员只能依据自己的经验以及2小时或者4小时的实验室分析数据来调整自己的操作,这种操作模式不但不利于保证产品的质量,而且使得物耗、能耗都很高。所以质量指标的在线估计能辅助操作员更好的对反应进行操控,得到质量指标更加稳定的产品,降低成本,提高产品竞争力;操作约束影响着生产的安全性,聚乙烯工业生产对操作的精度要求高,尤其是对温度的控制。所以露点温度及产率的在线估计,对生产的安全稳定运行有着重要的意义。论文的主要工作包括:
(1)对工业聚乙烯中的质量指标建模需要大量的历史数据,但是要辨识出一个能解释正常工况时的模型,需要对获得的工业数据进行合理预处理,在获得数据后,我们依据机理建立模型,并用PSO算法获得模型的参数。
(2)将得到的质量指标模型应用到在线实时的估计时,估计方法是十分重要的一部分。聚合工业的工况复杂,使得模型不能很好的解释对性,而且由于对象是非线性的,所以选择使用次优强跟踪滤波作为校正的方法,它不但保留了强跟踪滤波器的优点,而且更容易应于与实际情况当中。进一步的研究,由于测量变送的噪声是非高斯噪声,所以使用粒子滤波的方法对作为在线滤波估计的方法,在有大量数据获得滤波密度分布的基础上,粒子滤波的方法能得到较好的滤波效果。
(3)由于各个生产LLDPE的工厂装置设备、仪器仪表状况不同,使用不同的催化剂虽然不改变模型的形式,但是参数却有很大变化,所以一个能获得通过历史数据获得模型参数的软件制作意义重大,它即方便了当装置自身变化导致模型参数变化,需要重新整定参数工作,又可以在不同的LLDPE装置上应用。软件中包括数据处理,辨识参数,结果仿真,直至最后通过OPC将所得的质量指标估计送至DCS。
仿真结果与实例应用结果验证了上述所提方法的有效性和适应性。