罗雄麟 叶松涛 许 锋 张其方 刘雨波

(中国石油大学信息学院，北京 102249)

为了提高装置的经济效益，在实际操作过程中要求随产品价格及工况等的变化在线做出调整。在线优化是应用过程建模、优化技术、先进控制和计算机技术，在满足生产安全要求及产品质量约束等条件下，将最优工艺参数直接作为控制器的设定值，由控制系统不断计算并改变过程的操作条件，使得生产过程始终运行于最优状态[1～3]。串级控制是石油化工领域中广泛采用的一种底层控制系统，具有改善对象的动态特性、提高工作频率及抗干扰能力和自适应能力强等优点[4,5]。在串级控制中，副回路控制器的设定值由主回路控制器输出决定。因此，当副被控变量作为在线优化变量时，由于在线优化得到的优化结果不允许直接下载到串级控制副回路控制器中，其在线优化结果的实现存在问题。

这一问题在石油化工过程中的典型体现是流量优化变量在串级控制中的实现问题。流量作为重要的工业被控变量，在生产过程中通常受到频繁且幅度大的扰动，因此实际生产中广泛采用串级控制结构，通过构建流量控制副回路，将影响主被控变量最严重、频繁、激烈的干扰因素抑制在流量副回路中，从而改善整个系统的动态品质，确保主被控变量，如温度、液位及成分等的控制效果[6,7]。同时化工过程各单元设备中进行的流动、传质、传热等物理过程，以及反应器中存在的化学反应过程都与流量的变化紧密关联，流量又具有测量容易、与各项经济指标关联紧密的特点，因此，连续工业的在线优化通常选择流量作为优化变量[8～11]。……