FPSO一级分离器智能优化控制器、系统及控制方法

专利主权项内容

1.一种FPSO一级分离器智能优化控制器，其特征在于：包括依次相连的数据读取模块、数据处理与校正模块、模型计算模块、优化计算模块和控制计算模块，所述数据读取模块用于读取一级分离器仪表的数据；所述数据处理与校正模块用于对一级分离器仪表的数据进行采集、故障检查和校正处理；所述模型计算模块包括一级分离器模型和水平衡模型，所述一级分离器模型用于读入数据处理与校正模块输出的油水分离的相关数据，利用三相分离器模型，对三相分离过程进行模拟计算，得到一级分离器内油水相乳化分离状态，并输出计算后数据，同时得到一级分离器处理性能；所述水平衡模型用于推导得到一级分离器入口原油组成数据；所述优化计算模块通过模型计算模块输出的数据，实现对一级分离器出口油相含水率进行最小化优化；所述控制计算模块通过将优化计算模块的结果回写至PCS控制系统来调整一级分离器的控制阀，实现一级分离器出口原油含水率的调整，最小化出口原油含水率；对一级分离器的控制包括停留时间智能控制、气相闪蒸智能控制和液位智能控制，停留时间智能控制计算模块接收停留时间的上限值和下限值为设备的约束变量、接收优化计算模块输出的停留时间的优化设定值、接收PCS控制系统输出的原油流量为干扰变量、接收一级分离器模型输出的停留时间为被控变量，该停留时间智能控制计算模块计算后输出界位高度设定值为操作变量，并发送至PCS控制系统；停留时间智能控制计算模块对于PCS控制系统读取的输入信号进行数据处理，按照PID算法加前馈算法进行控制；气相闪蒸智能控制计算模块接收一级分离器压力的上限值和下限值为设备的约束变量、接收优化计算模块输出的气相分率的优化设定值、接收PCS控制系统输出的原油流量和原油温度为干扰变量、接收一级分离器模型输出的气相分率为被控变量；该气相闪蒸智能控制计算模块输出一级分离器压力设定值为操作变量，并将数据发送至PCS控制系统；气相闪蒸智能控制计算模块对于PCS控制系统读取的输入信号进行数据处理，按照PID算法进行控制；液位智能控制计算模块接收液位高度的上限值和下限值为设备的约束变量、接收优化计算模块输出的液位高度为优化设定值、接收PCS控制系统输出的液位高度为被控变量、原油流量和一级分离器压力为干扰变量；该液位智能控制计算模块输出液位高度设定值为操作变量，并将数据发送至PCS控制系统；液位智能控制计算模块对于PCS控制系统读取的输入信号进行数据处理，按照PID算法进行控制；反馈控制是停留时间、气相分率、液位高度的检测值变化时，调整操作变量，使停留时间、气相分率和液位高度控制到优化设定值上；前馈控制是通过三相分离器模型算法计算停留时间、气相分率和液位高度，然后输入仪表现场采集的数据，一级分离器模型根据采集数据输出当前输入数据状态下的停留时间、气相分率和液位高度的变化趋势，并将其输出到前馈控制；前馈控制的前馈算法对被控变量数据进行补偿，并结合干扰变量和模型计算对被控变量的变化趋势进行预测计算，预测计算结果反馈给P&ID算法，P&ID算法输出操作变量，输出操作变量后前馈算法根据输出的操作变量进行对应的变化，再进行下一轮前馈控制；前馈控制算法通过P&ID控制结合变化趋势校正补偿、模型预测计算实现前馈控制；输入校正后的变化趋势反馈数据，一级分离器模型根据反馈数据输出当前状态下的未来变化趋势，并将参数输出到前馈控制。。更多数据：搜索马克数据网来源：www.macrodatas.cn