基于多元統(tǒng)計(jì)方法的連續(xù)重整裝置的性能監(jiān)控和優(yōu)化.pdf

1、連續(xù)重整裝置是重要的石油二次加工裝置，它的運(yùn)行過程是一個(gè)復(fù)雜的工業(yè)過程，具有不確定性(環(huán)境結(jié)構(gòu)和參數(shù)的末知性、時(shí)變性、隨機(jī)性、突變性)、非線性、變量間的關(guān)聯(lián)悱以及信息的不完性和大純滯后性等，這種變量之間相關(guān)關(guān)系的穩(wěn)定性和生產(chǎn)過程平穩(wěn)性以及產(chǎn)品質(zhì)量的一致性有著密切的聯(lián)系，用傳統(tǒng)的方法分別對(duì)多個(gè)變量進(jìn)行單變量監(jiān)控和性能優(yōu)化無法得到較好的效果，且存在著較大地困難。 我國(guó)現(xiàn)有的連續(xù)重整裝置均是采用了美國(guó)的UOP技術(shù)或法國(guó)的IFP技術(shù)，由

2、于受核心技術(shù)保密的影響，沒有正式公開的、適用面非常廣泛的反應(yīng)器機(jī)理模型可以參考，連續(xù)重整裝置的控制性能的提高和完善還受制于人。根據(jù)連續(xù)重整裝置的過程監(jiān)測(cè)變量較多、其DCS系統(tǒng)能提供大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，本文以多變量統(tǒng)計(jì)方法為理論基礎(chǔ)，建立了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型對(duì)連續(xù)重整裝置的生產(chǎn)運(yùn)行過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控和優(yōu)化控制。本文的研究工作主要包括如下幾個(gè)部分： 1) 根據(jù)多變量統(tǒng)計(jì)理論在分析了連續(xù)重整裝置工藝過程和重整加熱爐傳熱原理后，提

3、出了需監(jiān)控的參數(shù)，首次運(yùn)用基本主元分析(PCA)建立了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的監(jiān)控?cái)?shù)學(xué)模型，根據(jù)平方預(yù)測(cè)誤差(SPE)、T<'2>圖、主元得分圖、貢獻(xiàn)圖等監(jiān)測(cè)和診斷連續(xù)重整裝置運(yùn)行中的故障。針對(duì)各變量間可能存在的非線性及所采集數(shù)據(jù)中存在著多尺度的噪聲污染，改進(jìn)了基本主元分析法，多尺度線性主元分析、多尺度非主元分析的應(yīng)用結(jié)果表明：非線性方法有效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮，小波變換在各個(gè)尺度上濾除了噪聲污染，且克服了PCA不能監(jiān)測(cè)出數(shù)據(jù)中小的偏差、并會(huì)延遲檢

4、測(cè)出大的偏差的缺點(diǎn)。 2) 針對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)并非均服從正態(tài)分布的事實(shí)和主元分析只能利用二階統(tǒng)計(jì)信息的不足，首次提出了一種基于獨(dú)立變量分析(ICA)的連續(xù)重整裝置的監(jiān)控方法，采用非高斯最大化判據(jù)從觀測(cè)變量中分解出了相互獨(dú)立的非高斯量，不僅滿足了PCA所要求的不相關(guān)，更滿足統(tǒng)計(jì)意義下的獨(dú)立特性。在選定了獨(dú)立變量和建立了相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)控制限后，對(duì)連續(xù)重整裝置的運(yùn)行進(jìn)行了監(jiān)控，結(jié)果表明比主元分析法具有更少的故障誤報(bào)率和漏報(bào)率。 3) 討