一种基于石化企业生产装置的物料输送控制方法

摘要

本发明公开了一种基于石化企业生产装置的物料输送控制方法，包括（1）在当前控制周期内实时采集各生产装置和罐的物料存量以及物料进出流量；计算在当前控制周期内，各生产装置和罐的现场数据变化量；（2）根据步骤（1）获取的数据计算下一个控制周期的预定生产方案；（3）将各生产装置以及罐之间的连通节点分为汇流点和分流点，对于每个分流点以及汇流点做仿真流量调控；（4）根据步骤（3）获得的各个分流点、汇流点的仿真物料流量更新步骤（2）所述的预定生产方案并通过现场相应的阀门控制物料输送。本发明的物料输送控制方法，能确定优化大规模的管道分汇流点系数，有提升了物料输送的效率。

主权项

一种基于石化企业生产装置的物料输送控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在当前控制周期内实时采集各生产装置和罐的物料存量以及物料进出流量；计算在当前控制周期内，各生产装置和罐的现场数据变化量；(2)根据步骤(1)获取的数据计算下一个控制周期的预定生产方案；(3)将各生产装置以及罐之间的连通节点分为汇流点和分流点，根据预定生产方案对于每个分流点做如下仿真流量调控，以获得每个分流点各出侧线的仿真物料流量F_n,out,t；$\forall n\in \mathrm{SP},\mathrm{in}\in \mathrm{IN}$$\begin{array}{cc}\mathrm{if}& F_{n,\mathrm{in},t}\ge \underset{j\in J}{\Sigma }{\mathrm{FO}}_{n,j,t}\end{array}$$F_{n,\mathrm{out},t}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t}& \forall \mathrm{out}\in J\\ \frac{F_{n,\mathrm{in},t}-\underset{j\in J}{\Sigma }{\mathrm{FO}}_{n,j,t}}{\underset{i\in I}{\Sigma }{\mathrm{FO}}_{n,i,t}}·{\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t}& \forall \mathrm{out}\in I\end{array}\right.$else$F_{n,\mathrm{out},t}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{F_{n,\mathrm{out},t}}{\underset{j\in J}{\Sigma }{\mathrm{FO}}_{n,j,t}}·F_{n,\mathrm{in},t}& \forall \mathrm{out}\in J\\ 0& \forall \mathrm{out}\in I\end{array}\right.$另外做附加判断，在UB_n小于式中的时，调整预定生产方案并重新对每个分流点做流量调控；根据预定生产方案对于每个汇流点做如下仿真流量调控，以获得汇流点各进侧线的调整后仿真物料流量以及汇流点的出侧线的调整后仿真物料流量$\forall n\in \mathrm{MP},\mathrm{in}\in \mathrm{IN}$$\begin{array}{cc}\mathrm{if}& \underset{\mathrm{itk}\in \mathrm{ITK}}{\Sigma }({\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t}-{\mathrm{LB}}_{\mathrm{itk}})\ge ({\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t}-\underset{\mathrm{in}\in \mathrm{IN}}{\Sigma }{F}_{n,\mathrm{in},t})\ge 0\end{array}$${\mathrm{INV}}_{{\mathrm{itk},t}^{\mathrm{NEW}}}={\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t}-\frac{{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t}-{\mathrm{LB}}_{\mathrm{itk}}}{\underset{i\in \mathrm{ITK}}{\Sigma }({\mathrm{INV}}_{i,t}-{\mathrm{LB}}_i)}·({\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t}-\underset{\mathrm{in}\in \mathrm{IN}}{\Sigma }{F}_{n,\mathrm{in},t})$$F_{\mathrm{itk},\mathrm{out}{,t}^{\mathrm{NEW}}}=F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t}+{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t}-{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t^{\mathrm{NEW}}}$$F_{n,\mathrm{in},t^{\mathrm{NEW}}}=\left\{\begin{array}{cc}{F}_{n,\mathrm{in},t}& \forall \mathrm{in}\in J\\ F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}& \forall \mathrm{in}\in I\end{array}\right.$$F_{n,\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}={\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t}$$\begin{array}{cc}\mathrm{esleif}& ({\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t}-\underset{\mathrm{in}\in \mathrm{IN}}{\Sigma }{F}_{n,\mathrm{in},t})>\underset{\mathrm{itk}\in \mathrm{ITK}}{\Sigma }({\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk}}-{\mathrm{LB}}_{\mathrm{itk}})\ge 0\end{array}$${\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t^{\mathrm{NEW}}}={\mathrm{LB}}_{\mathrm{itk}}$$F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}=F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t}+{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t}-{\mathrm{LB}}_{\mathrm{itk}}$$F_{n,\mathrm{in},t^{\mathrm{NEW}}}=\left\{\begin{array}{cc}{F}_{n,\mathrm{in},t}& \forall \mathrm{in}\in J\\ F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}& \forall \mathrm{in}\in I\end{array}\right.$$F_{n,\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}=\underset{\mathrm{in}\in \mathrm{IN}}{\Sigma }{F}_{n,\mathrm{in},t^{\mathrm{NEW}}}$$\begin{array}{cc}\mathrm{esleif}& \underset{\mathrm{itk}\in \mathrm{ITK}}{\Sigma }({\mathrm{UB}}_{\mathrm{itk}}-{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk}})\ge (\underset{\mathrm{in}\in \mathrm{IN}}{\Sigma }{F}_{n,\mathrm{in},t}-{\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t})\ge 0\end{array}$${\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t^{\mathrm{NEW}}}={\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t}+\frac{{\mathrm{UB}}_{\mathrm{itk}}-{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t}}{\underset{i\in \mathrm{ITK}}{\Sigma }({\mathrm{UB}}_i-{\mathrm{INV}}_{i,t})}·(\underset{\mathrm{in}\in \mathrm{IN}}{\Sigma }{F}_{n,\mathrm{in},t}-{\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t})$$F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}=F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t}+{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t}-{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t^{\mathrm{NEW}}}$$F_{n,\mathrm{in},t^{\mathrm{NEW}}}=\left\{\begin{array}{cc}{F}_{n,\mathrm{in},t}& \forall \mathrm{in}\in J\\ F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}& \forall \mathrm{in}\in I\end{array}\right.,$$F_{n,\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}={\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t}$$\begin{array}{cc}\mathrm{esleif}& (\underset{\mathrm{in}\in \mathrm{IN}}{\Sigma }{F}_{n,\mathrm{in},t}-{\mathrm{FO}}_{n,\mathrm{out},t})>\underset{\mathrm{itk}\in \mathrm{ITK}}{\Sigma }({\mathrm{UB}}_{\mathrm{ik}}-{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk}})\ge 0\end{array}$${\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t^{\mathrm{NEW}}}={\mathrm{UB}}_{\mathrm{itk}}$$F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}=F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t}+{\mathrm{INV}}_{\mathrm{itk},t}-{\mathrm{UB}}_{\mathrm{itk}}$$F_{n,\mathrm{in},t^{\mathrm{NEW}}}=\left\{\begin{array}{cc}{F}_{n,\mathrm{in},t}& \forall \mathrm{in}\in J\\ F_{\mathrm{itk},\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}& \forall \mathrm{in}\in I\end{array}\right.$$F_{n,\mathrm{out},t^{\mathrm{NEW}}}=\underset{\mathrm{in}\in \mathrm{IN}}{\Sigma }{F}_{n,\mathrm{in},t^{\mathrm{NEW}}}$各式中：in表示某一节点进侧线；out表示某一节点出侧线；F表示仿真物料流量；FO表示预定生产方案中的物料流量；INV表示罐存余量；LB表示罐存下限；MP表示汇流点集合；SP表示分流点集合；ITK表示罐集合；J表示与侧线连接的设备类型为生产装置；I表示与侧线连接的设备类型为罐；i和j加和运算变量，也表示罐或生产装置的索引号；itk表示任一罐；UB表示罐存上限；n表示节点类型；IN表示节点进侧线集合；OUT表示节点出侧线集合；t表示时间点或控制周期；NEW表示对原物料流量或存余量已经进行调整；(4)根据步骤(3)获得的各个分流点、汇流点的仿真物料流量更新步骤(2)所述的预定生产方案，根据更新后的预定生产方案通过现场相应的阀门在下一个控制周期中控制物料输送。