蒸发器 - MFA无模型自适应控制

采用MFA控制技术
收益
同时控制流入量和流出量。 改进密度控制,密度变化至少减少50%。
防止蒸发器过干。 减少蒸汽消耗。
蒸发器可以在自动状态下进行开车及运行。 实现柔性生产,减少蒸汽发生器的负荷扰动。
减少产品密度变化。 提高了生产效率和产品质量。
提高了生产效率和生产力。 在几个月或更短的时间内就能完全收回投资。

CyboCon
软件中的一个多变量MFA控制器通过同时调节流进量和流出量能快速精确地控制液位和密度。利用MFA控制器中的约束控制, 防止蒸发器液位过高或过低。

无模型自适应(MFA)控制在零污染排放水处理中的应用实例

应用于美国加州Madera的Tri-Valley Growers公司,发表于《控制》杂志

Tri-Valley Growers是一家零污染排放工厂,该工厂用一套三效蒸发器将废水浓缩, 将其中所有的固体颗粒加以回收。所使用的蒸发器为降膜式蒸发器。废水从蒸发器顶端进入,沿管壁流下呈膜状分布,并受到管壁外的蒸汽加热。废水在向下流动中逐渐蒸发浓缩,汇集到底部的残液被泵出到贮槽中。

主要的两个被控变量是:出口蒸余废水的密度——控制固体的密度;蒸发器中的废水液位。相应操作变量是废水流入量和废水排出流量。每个操作变量的变化均会影响到水的密度和液位。所以这是一个多输入多输出(MIMO)系统。

该系统原控制方案设计中采用的是PID控制器,在系统开车和正常工作情况下都难以维持在自动控制状态。密度回路对干扰非常敏感,因而经常处于振荡状态。

“由于MFA不需要建立过程模型就能实现自适应和多变量控制,因此MFA控制器非常适合应用于这种场合,”过程控制工程师史蒂夫.斯摩考斯基说道,“不需要过程的定量知识,不需要过程辨识,不需要复杂的控制器设计及参数整定就可用于复杂系统的控制。”

据斯摩考斯基所说,这种新型多变量MFA控制系统有效地改进了蒸发器的控制。不像其它传统的自整定或模型预测控制系统,MFA控制系统结构非常简单,与一般的反馈控制系统一样,然而它不存在模型或辨识机制。至于参数设定,仅需要像过程执行的作用方向和过程时间常数这样的定性信息。该系统允许操作人员在PID手自动和MFA控制模式之间进行无扰动切换。一旦PC出现了故障,就切换到PLC进行控制。

“用了MFA后,Tri-Valley Growers实现了更好的蒸发器控制效果,”斯摩考斯基说,“整个系统现场投运工作只花了一个8小时的工作日。”

采用MFA控制器后,整个系统运行相当稳定。在系统开车和正常工作情况下都能保持在自动控制状态,过程变量能很快回到设定值,超调量很小。斯摩考斯基说:“系统的稳定裕度大大增加,生产过程中的密度变化方差降低约50%。”

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