用于優化一個或多個流體分離單元的多級處理制造技術

本發明專利技術涉及一個或多個流體生產單元、尤其是那些包含流體分離處理的流體生產單元的優化管理，包括：a）數據收集步驟（10），該數據關于未來生產需求以及關于至少一個優化標準處于限定生產單元的當前操作點的一個或多個當前參數值上；以及b）用于至少根據該需求計算一個或多個限定該單元的新操作點的參數的計算步驟（12）。計算步驟b）至少包括：1）用于限定新操作點的至少一個最優解的評估（12）；以及2）至少根據從當前操作點到新操作點的生產單元的轉換的分析，在該最優解上執行的有效性測試（13）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及從至少一個流體生產單元獲得的參數數據的處理，尤其但不專用于空氣煤氣(air gas)生產領域。例如也可以適用于其它應用，例如氫氣和一氧化碳的分離的生產，以及更一般地在至少兩種初始混合流體的分離中、或者甚至更一般地在流體共同生產中具有優化目的和多重約束的生產單元(或“單元操作”)的任何操作(或操作組合)。
技術介紹
在下文中，用于分離例如空氣煤氣的流體的單元的原理，作為在文獻中廣泛描述的原理，不再詳細描述。所有在此指示的是，例如用于分離空氣組分的該方法用于生產氧氣、氮氣和氬氣(更加稀有的氪氣和氣氣)-以氣態形式，或-以液態形式。所生產的氣體(例如氧氣和氮氣)通常在不同壓力級別下被壓縮并被發送到一個或多個最終消耗點。這些點可以是本地或遠程的。在遠程消耗點的情況下，流體穿過分布網絡(例如經由管道)。對它們來說，所生產的液體(例如氧氣、氮氣、氬氣、氪氣或氙氣)被存儲在低溫罐中，隨后由卡車或貨車運輸到最終消耗點。管理該單元的困難特別源于所有這些流體的生產相互鏈接的事實，并且一個或多個產品數量的增加不可避免地導致-一個或多個其它產品的減少，例如如果涉及相對于一個或相同類別的液相的氣相考慮，-或他們的增加，例如如果涉及相對于其它類別(例如相對于氮氣、氬氣、氪氣或氙氣的氧氣)的一個類別考慮。此外，在生產場所(其可以包括多個生產單元)用于壓縮或液化的部件是多樣的。因此最好優化這些部件的使用，以用來既滿足生產約束又最小化生產所消耗的能量。在實踐中，作為指示，空氣煤氣生產成本的60%通常鏈接到尤其是電的消耗。操作參數(充氣、液體生產、壓縮部件的選擇以及其它)的選擇通常委托給操作者(物理個體)。在一些情況下，自動系統通過使用精密控制工具來驅動生產單元(或單元組)，這些精密控制工具典型地處理從第一單元操作點A到第二操作點B的轉換狀態的管理。已知不同類型的控制工具用于管理生產單元的生產負載變化。這些工具通常使用以下類型的預測控制-具有多變量預測控制，“MVPC”，-或甚至例如具有前置預測控制、或前置正反饋(AFF)控制策略。第一種類型的工具(MVPC)通常使其能夠獲得高度優化，因為它們可以在接近系統極限的點處驅動系統(該特性已知為“約束推動(constraintpushing)”)。這種類型的技術可以具有更通常地不是線性，而是與其相關聯的最優控制器(optimizer)。對于這些類型的工具，通常要克服的一個主突破口是優化問題(其回答問題“我們去哪？ ”)和控制問題(其回答問題“我們如何到那？ ”)的整合。該整合可以通過特別是在轉換相中的反饋引起某種無用的振動。此外，這種類型的控制在使用邏輯變量(例如停止或啟動裝備)中存在困難甚至是不可能性。這種類型的控制在生產目的中沒有考慮任何時間概念，而簡單地限定將要盡可能迅速達到的設定點。只有與一個或多個自由度(由控制變量限定)具有線性(或偽線性)關系的約束才可以被適當地管理。例如，將產品向空氣中的釋放(由于在消耗和瞬時生產之間的差異)難以以這種類型的系統控制，因為當相應閥門關閉時增益(在動態意義上)突然被取消。即使它非常適于執行負載的改變(生產動態管理)，該控制也不會真正地適合于確定優化場所的能量使用的操作點。根據例如使管理連接到網絡的單元的液體生產成為可能的靜態形式(文檔US-A-7092893)，提出一種該類型的最優控制器的匹配。該最優控制器使用負載變化控制器(MVPC類型)來限定目的或目標。特別作出規定以使用預定義的時間間隔(更具體地，為固定期間)來發送目標到控制器。然而，該實現存在引起振動、或甚至非最優結果(典型地為非靜態方法中的靜態優化)的風險。此外，在這種類型的配置中，反饋可以僅在具有困難時考慮，并且因而具有在模型和生產單元的真實狀態之間的偏移的風險。此外，將出現這種類型的優化僅可以以非常低而且固定的速率執行。本專利技術改進了這種狀況。
技術實現思路
為此目的，提供了一種由計算機部件實施的方法，用于優化一個或多個通過流體的共同生產(尤其通過流體分離處理)來生產至少一種流體的單元的管理。該方法包括a)數據收集步驟限定生產單元的當前操作點的一個或多個當前參數值，未來生產需求，以及至少一個優化標準，b)以及至少根據所述需求，計算一個或多個限定單元的新操作點的參數的步驟。在本專利技術的含義中，計算步驟b)特別包括bl)用于新操作點的限定的至少一個最優解的評估，以及b2)所述最優解的有效性測試，至少根據從當前操作點到新操作點的生產單元的轉換的分析。該生產單元可以是用于通過低溫蒸餾分離空氣的裝置，或用于通過低溫蒸餾分離一氧化碳和氫氣混合物的裝置，或用于通過蒸餾以在包含一氧化碳的流中增加一氧化碳含量的裝置。因而，本專利技術允許至少兩個級別的優化隨著第一級別的優化目標的設定，在操作b2)中提出達到該狀態的轉換通道的優化。本專利技術隨后通過回答以下兩個問題提出兩級優化-要達到的全部目標是什么？以及-我們怎樣達到該目標(或必須采用什么“途徑”以達到該目標)？例如，如果操作b I)中所確定的新操作點過于接近生產單元的當前操作點,達到該新操作點卻需要次優化操作轉換(例如存在暫時限制生產或甚至造成在轉換期間的單元不穩定的風險)，則操作點的改變為次優解并且在操作b2)期間拒絕該解。在另一個示例中，在步驟b)中所評估的操作點可能處于為“禁止”的操作區域(出于生產中能量消耗的安全或其它原因)。則這樣的解在操作b2)期間被過濾。因而，操作b2)的有效性測試同樣可以根據至少一個基于用于操作單元所包括的裝備的交易規則的標準而有利地實施。例如，在裝備項目啟動后盡可能快地停止該裝備項目通常是次優的(例如注入壓縮機)。這也是一種交易規則，其可以被考慮以測試在操作bl)中存在的解的有效性。在又一個示例中，用于修改單元操作的全部處理可以處于進行中，并且其對于在該處理結束之前修改操作點可以是次優的。因而，操作b2)的有效性測試也可以采用基于根據該整個過程的步驟b)中所限定的操作點的修改的最優性的研究，根據基于用于修改單元的當前操作的整個過程的分析的至少一個標準而有利地實施。有利地，收集步驟a)還包括用于限定新操作點的參數計算的要遵循的約束數據的收集，并且然后最優解的評估考慮這些約束。則在此它可以是指定優化必須考慮的某些規貝U，除此之外還有如前所指出的通常的交易規則的問題。有利地，該方法還包括在步驟a)中所收集的數據的預處理以簡化在評估操作bl)期間要處理的需求配制(formulation)。例如，該預處理明顯可以包括作為連續的短期子任務的長期任務的調度。該長期任務例如可以必需前述全部修改過程。因而，在前述的預處理和測試存在的最優解的操作b2)之間出現可能的共同操作。實際上，預處理可以限定達到全部目標的不同的連續操作點(因此根據作為短期子任務的連續的長期任務的調度)，而測試操作b2)最終可以由明顯確保在(步驟bl)中的)優化后存在的操作點確實與全部當前修改過程兼容的優化后處理構成。在該實施例中，步驟a)和b)可以重復應用，并且長期任務通過步驟a)和b)的應用的連續迭代實施，以漸進地執行所述短期子任務中的每一個。則應當理解這是一個達到例如長期目標設定點的閉環迭代方法，對于它們的部分而言，這些迭代以短期形式實施。在現實中，該“本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.10 FR 10565301.一種由計算部件執行的方法，用于優化通過流體的共同生產來生產至少一種流體的一個或多個單元的管理，包括: a)收集如下數據的步驟(10): 限定所述生產單元的當前操作點的一個或多個當前參數值， 未來生產需求， 以及至少一個優化標準， b)以及至少根據所述需求，計算(12)限定所述單元的新操作點的一個或多個參數的步驟， 其特征在于，計算步驟b)至少包括: bl)用于所述新操作點的限定的至少一個最優解的評估(12)，以及 b2)所述最優解的有效性測試(13)，其至少根據從當前操作點到所述新操作點的所述生產單元的轉換的分析。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于還根據基于用于操作所述單元包括的裝備的交易規則的至少一個標準來處理所述有效性測試。3.如權利要求1和2之一所述的方法，其特征在于采用根據所述全部過程的步驟b)中限定的操作點的修正的最優性的研究，還根據基于用于修改所述單元的當前操作的全部過程的分析的至少一個標準來 處理所述有效性測試。4.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于收集步驟a)還包括用于限定所述新操作點的參數的計算的要遵循的約束數據的收集(63 )， 以及所述最優解的評估(12)考慮所述限制。5.如前述權利要求之一所述的方法，其特征在于其還包括在步驟a)中收集的數據的預處理(11)以簡化在評估操作bl)期...

【專利技術屬性】
技術研發人員：T·羅巴，G·吉耶，A·J·孔托普羅斯，
申請(專利權)人：喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司，
類型：
國別省市：