2.8 A new plantwide control design

2.8 A new plantwide control design procedure

Based the above review and as a conclusion to this paper, we propose a plantwide design
procedure. The procedure mainly follows the mathematically oriented approach, but with
some elements from the process oriented approach. We propose to first perform a top-down
analysis to select controlled variables, based on the ideas of self-optimizing control. For this
we need a steady state model and operational objectives (steady state economics).The result
is one or more alternative sets for (primary) controlled variables ( y1 = c)
This top-down analysis is followed by a bottom-up assignment and possibly design of
the control loops. This is done in a sequential manner starting with stabilization. Next we
consider the fast loops needed for local disturbance rejection. Here we may make use of
(extra) secondary measurements (y2). This is the “regulatory” control layer (system). The
objective for the regulatory layer is that manual operation of the plant is possible after these
loops are closed.
We now have as degrees of freedom the setpoints of the regulatory layer (r2) plus any
unused manipulators (u2), these should be used to control the primary outputs (y1). This control layer is often called the supervisory control layer. This name may be misleading
or too limited. Often a supervisory controller is only “activated” when something has gone
wrong (e.g. logical switches), but we will also use it for “active” controllers. An alternative
name could have been advanced control layer, but advanced is a relative word and it is not
given that the controllers in this layer are advanced.
There are two main approaches here: Use of single loop (decentralized) controllers with possible feed-forward links, or use of multivariable control, e.g. decoupling or model predictive control (MPC). Properly designed multivariable controllers give better performance, but this must be traded against the cost of obtaining and maintaining the models used in the controller.
The main result of this will be the control structure, but controller tuning may also be obtained. Finally, nonlinear dynamic simulations should be performed to validate the proposed control structure.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2.8 plantwide ควบคุมการออกแบบกระบวนงานใหม่จากการทบทวนดังกล่าว และเป็นการจบกระดาษนี้ เราเสนอแบบ plantwideขั้นตอนการ ขั้นตอนตามวิธีแนว mathematically ส่วนใหญ่ แต่มีองค์ประกอบบางอย่างจากการมุ่งเน้นวิธีการ เราเสนอให้ทำแบบบนลงล่างวิเคราะห์การเลือกตัวแปรควบคุม ตามความคิดของตนเองเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุม ในการนี้เราต้องแบบท่อนและวัตถุประสงค์การดำเนินงาน (ท่อนเศรษฐศาสตร์)ผลเป็นชุดสำรองสำหรับ (หลัก) ที่ควบคุมแปร (y1 = c) วิเคราะห์บนลงล่างนี้ตามกำหนดด้านล่างขึ้น และอาจเป็นการออกแบบด้วยตัวควบคุมลูป นี้จะกระทำอย่างต่อเนื่องเริ่ม มีเสถียรภาพ ต่อไปเราพิจารณาการวนรอบอย่างรวดเร็วที่จำเป็นสำหรับการปฏิเสธรบกวนภายใน ที่นี่เราอาจทำให้ใช้รอง (พิเศษ) วัด (y2) นี้เป็นชั้นที่ควบคุม "กำกับดูแล" (ระบบ) ที่วัตถุประสงค์สำหรับชั้นของการบังคับคือ คู่มือการใช้งานของโรงงานเป็นไปได้เหล่านี้วนรอบจะถูกปิด ตอนนี้เรามีองศาความเป็นอิสระเป็น setpoints ของชั้นการกำกับดูแล (r2) บวกใด ๆไม่ได้ใช้งานกล (u2), เหล่านี้ควรใช้ในการควบคุมการแสดงผลหลัก (y1) ชั้นควบคุมนี้มักถูกเรียกว่าชั้นผู้ควบคุมงานควบคุม ชื่อนี้เป็นระยะ ๆหรือจำกัดมากเกินไป มักควบคุมประกาศเฉพาะ "เรียกใช้" เมื่อบางอย่างหายไม่ถูกต้อง (เช่นตรรกะสวิตช์), แต่เราจะยังใช้ตัว "ใช้งาน" ทางเลือกหนึ่งชื่อสามารถมีการควบคุมขั้นสูงชั้น แต่ขั้นสูงเป็นคำที่เกี่ยวข้อง และไม่กำหนดว่า ตัวควบคุมในชั้นนี้มีขั้นสูง มีวิธีการหลักสองนี่: ใช้เดียววนรอบตัว (แบบกระจายศูนย์) มีการเชื่อมโยงของตัวดึงข้อมูลไปได้ หรือใช้ควบคุม multivariable เช่น สัญญาณ decoupling หรือรุ่นควบคุมงาน (MPC) Multivariable ควบคุมถูกออกแบบให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า แต่นี้ต้องซื้อขายกับต้นทุนของการดูแล และรักษารูปแบบที่ใช้ในตัวควบคุม ผลหลักนี้จะเป็นโครงสร้างควบคุม แต่ยังได้ปรับแต่งตัวควบคุม สุดท้าย แบบจำลองไม่เชิงเส้นควรทำการตรวจสอบโครงสร้างการควบคุมการนำเสนอ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2.8 การควบคุม plantwide ใหม่ขั้นตอนการออกแบบจากการตรวจสอบข้างต้นและเป็นข้อสรุปในกระดาษนี้เราเสนอการออกแบบ plantwide ขั้นตอน ขั้นตอนต่อไปนี้ส่วนใหญ่เป็นวิธีการเชิงคณิตศาสตร์ แต่มีองค์ประกอบบางอย่างจากวิธีการเชิงกระบวนการ เราเสนอไปก่อนดำเนินการจากบนลงล่างการวิเคราะห์เพื่อเลือกตัวแปรควบคุมขึ้นอยู่กับความคิดของการควบคุมตนเองการเพิ่มประสิทธิภาพ สำหรับเรื่องนี้เราต้องมีรูปแบบความมั่นคงของรัฐและวัตถุประสงค์การดำเนินงาน (เศรษฐศาสตร์มั่นคงของรัฐ) ผลได้โดยง่ายเป็นหนึ่งหรือชุดทางเลือกสำหรับการ (หลัก) ตัวแปรควบคุม (y1 = c) การวิเคราะห์จากบนลงล่างตามด้วยที่ได้รับมอบหมายจากล่างขึ้นบนและ อาจจะเป็นรูปแบบของการควบคุมลูป นี้จะกระทำในลักษณะที่เรียงตามลำดับเริ่มต้นด้วยเสถียรภาพ ต่อไปเราจะพิจารณาอย่างรวดเร็วลูปที่จำเป็นสำหรับการปฏิเสธความวุ่นวายในท้องถิ่น ที่นี่เราอาจทำให้การใช้งาน(พิเศษ) วัดรอง (y2) นี่คือ "กฎระเบียบ" การควบคุมชั้น (ระบบ) วัตถุประสงค์สำหรับชั้นกำกับดูแลคือการที่ดำเนินการด้วยตนเองของพืชเป็นไปได้หลังจากที่เหล่านี้จะถูกปิดลูป. ตอนนี้เรามีเป็นองศาอิสระ setpoints ของชั้นการกำกับดูแล (r2) บวกใด ๆที่ไม่ได้ใช้ manipulators (U2) เหล่านี้ควรจะใช้เพื่อ ควบคุมเอาท์พุทหลัก (y1) ชั้นการควบคุมนี้มักจะเรียกว่าชั้นควบคุมกำกับดูแล ชื่อนี้อาจจะทำให้เข้าใจผิดหรือ จำกัด เกินไป บ่อยครั้งที่การควบคุมกำกับดูแลเป็นเพียงการ "เปิดใช้งาน" เมื่อสิ่งที่ได้ไปผิด (เช่นสวิทช์ตรรกะ) แต่เรายังจะใช้สำหรับการควบคุม "การใช้งาน" ทางเลือกที่ชื่อจะได้รับชั้นควบคุมขั้นสูง แต่ขั้นสูงเป็นคำที่สัมพันธ์กันและจะไม่ให้ที่ควบคุมในชั้นนี้เป็นขั้นสูง. มีสองวิธีหลักที่นี่คือการใช้วงเดียว (การกระจายอำนาจ) ตัวควบคุมเป็นไปได้กับฟีดไปข้างหน้า การเชื่อมโยงหรือการใช้การควบคุมหลายตัวแปรเช่น decoupling หรือควบคุมแบบโมเดล (กนง) ออกแบบอย่างถูกต้องควบคุมหลายตัวแปรให้ประสิทธิภาพการทำงานที่ดีขึ้น แต่นี้จะต้องแลกกับค่าใช้จ่ายในการดูแลและรักษารูปแบบที่ใช้ในการควบคุม. ผลหลักนี้จะมีโครงสร้างการควบคุม แต่การปรับแต่งควบคุมนอกจากนี้ยังอาจจะได้รับ ในที่สุดการจำลองแบบไดนามิกไม่เชิงเส้นควรจะดำเนินการในการตรวจสอบโครงสร้างการควบคุมที่นำเสนอ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

2.8 ใหม่ plantwide ควบคุมการออกแบบกระบวนการ

ความคิดเห็นข้างต้นตาม และเป็นข้อสรุปในงานวิจัยนี้ เราได้นำเสนอขั้นตอนการออกแบบ
plantwide . ขั้นตอนหลักดังต่อไปนี้ทางคณิตศาสตร์ที่มุ่งเน้นวิธีการ แต่วิธีการที่มุ่งเน้นจาก
บางองค์ประกอบกระบวนการ เราขอก่อนทำการวิเคราะห์จากบนลงล่าง
เลือกตัวแปรควบคุม ตามความคิดของตนเองเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมสำหรับเรื่องนี้
เราต้องการแบบสถานะคงตัวและกำหนดวัตถุประสงค์ ( เศรษฐศาสตร์ steady state ) ผล
เป็นหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งชุดทางเลือก ( ประถม ) ตัวแปรควบคุม ( y1 = C )
การวิเคราะห์จากบนลงล่างนี้ตาม โดยการมอบหมายจากล่างขึ้นบน และอาจออกแบบ
ลูปการควบคุม นี้จะกระทำในลักษณะต่อเนื่องกัน เริ่มมีเสถียรภาพ . ต่อไปเรา
พิจารณาลูปได้อย่างรวดเร็วต้องการรบกวนระบบท้องถิ่น ที่นี่เราอาจให้ใช้
( พิเศษ ) มัธยมวัด ( 2 ) นี่คือ " กฎระเบียบ " การควบคุมชั้น ( ระบบ )
วัตถุประสงค์สำหรับชั้นบังคับคือ คู่มือปฏิบัติการ ของพืชที่เป็นไปได้หลังจากลูปเหล่านี้

ปิด ตอนนี้เราได้เป็นองศาของอิสรภาพ setpoints ของชั้นบังคับ ( R2 ) บวก
ใด ๆไม่ได้ใช้แขน ( U2 ) เหล่านี้จะถูกใช้ในการควบคุมการแสดงผลหลัก ( y1 ) นี้ควบคุมชั้นมักจะเรียกว่าชั้นกำกับควบคุม . ชื่อนี้อาจจะทำให้เข้าใจผิด
หรือจำกัด มักจะควบคุมการนิเทศเป็นเพียง " ใช้งาน " เมื่อสิ่งที่ได้ไป
ผิด ( สวิทช์เช่นตรรกะ ) แต่เราก็จะใช้มันเพื่อ " ควบคุมการใช้งาน " ทางเลือก
ชื่อจะได้รับขั้นสูงการควบคุมชั้น แต่ขั้นสูงเป็นคำที่ญาติและไม่ใช่
ระบุว่าตัวควบคุมในชั้นนี้เป็นขั้นสูง .
มีสองวิธีหลักที่นี่ : ใช้วงเดียว ( กระจาย ) ควบคุมด้วยการเชื่อมโยง feed-forward ที่สุด หรือใช้ควบคุม multivariable เช่น decoupling หรือการควบคุมแบบจำลองพยากรณ์ ( กนง . )ถูกออกแบบตัวควบคุม multivariable ให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น แต่ต้องแลกกับต้นทุนของการได้รับและการรักษาแบบใช้ในตัวควบคุม .
ผลหลักนี้จะเป็นโครงสร้างควบคุม แต่การควบคุมการอาจจะได้รับ ก็ ไม่เชิงเส้นแบบไดนามิกที่ใช้ควรดำเนินการตรวจสอบการนำเสนอโครงสร้างการควบคุม