INEOS Phenol公司Gladbeck工厂的蒸馏用来分离石炭酸和丙酮。一些蒸馏塔相互依赖,它们的温度和材料流动都是紧密相连的。因此,几个中心塔的运行决定了整个单元的运行。
复杂的关系
这些蒸馏塔的运行特征是运动变量和控制变量之间的紧密联系,响应时间长。由于其相互依赖的关系,在实施新的解决方案之前,对一些变量进行了人为的更正。
过程控制的改良
INEOS公司想要在其中一个中心塔中实施改良后的过程管理系统,来提高工厂的自动化水平,并减少能源和材料的消耗。
在考虑改进控制技术的同时,就已经作出了优化蒸馏的控制技术的决定。因此,西门子成为了该过程优化项目的最佳合作伙伴。首先,西门子按照合同在工厂内现行的控制环的基础上对多个点进行了PID调整。西门子专家分析了蒸馏的控制环,总结出了优化的控制概念。在这个项目中,西门子采用了IPCOS的RaPID工具,在高级过程控制(APC)领域有名的技术:然后便在现行的控制系统中引进了新的控制参数。同时,在一个多变量的控制器的基础上发展了一个控制概念,用来优化塔的运行。
INEOS决定采用Simatic PCS 7控制技术用于其回路调整。而且凭借该技术开放性的系统结构,还可将PCS 7控制器调整结果作为新的控制参数传送。
采用多变量控制的过程优化
在控制环调整中取得的出色成果让INEOS Phenol公司放心的把蒸馏塔控制过程的自动化交给西门子的专家去处理。首先,他们对旧的控制系统进行了研究,以便尽快为过程优化作出适当的模式。直到作出模式后,才把新的控制概念集成入PCS 7中,然后执行PCS 7。
为了控制顶部水汽凝结和底部的温度,西门子采用了具有预测性的多变量控制,这种控制是基于IPCOS的INCA软件技术。该技术可以控制起动变量的返回量,蒸馏塔底部的进料,以及调整用于控制顶部凝结和底部温度的热交换器。控制器可以在早期阶段辨别趋势,并作出相应的反映。
简单安全的集成入Simatic PCS 7
五个月之后(分为两个项目阶段),INEOS Phenol在2006年1月采用了APC解决方案。采用新的控制系统的一个非常有利的方面就是该系统是无缝集成入Simatic PCS 7操作环境的。只要点击鼠标,操作员就可以调出适当的窗口。由于其特殊的连接模块,不需要额外的编程,多变量控制系统可以非常容易地并入PCS 7中。该连接模块转换控制阀和参数,并监控与INCA控制器的通讯。这样在发生故障时可以启用预定的安全策略,因此,防止在控制系统中产生严重的错误。
该新的控制解决方案已经让INEOS成功地稳定了顶部的凝结。结果,在能源要求和添加剂方面实现了大幅度的节省。INEOS Phenol公司对所取得的成果非常满意并高度评价了与西门子的出色合作。
可以通过PCS 7 操作站访问APC 解决方案
多变量控制的操作画面
可以连续监控独立的控制变量