先进过程控制系统和煤制甲醇变换及合成系统的制作方法

本实用新型涉及煤制甲醇变换及合成过程控制技术领域，尤其涉及一种先进过程控制系统和煤制甲醇变换及合成系统。

背景技术：

相关技术中，煤制甲醇变换及合成装置通过dcs控制系统(集散控制系统)来实现对于煤制甲醇变换及合成的自动控制，并通过温度、压力、流量、液位和组分等检测仪表实现对煤制甲醇变换及合成全过程的监控。

煤制甲醇变换及合成装置却生产流程较长，且流程内存在较强的热量集成的情况，同时涉及较多的换热和反应过程，因此，煤制甲醇变换及合成是典型的多变量、有约束和强耦合的复杂工业过程。

由于dcs控制系统的控制方案通常为常规pid(比例、积分和微分)和串级，即常规单入单出的控制方案，所以dcs控制系统已经难以解决这种过程的整体控制及优化的问题，因而造成了煤制甲醇变换及合成装置的变换反应器温度、合成反应器温度、合成反应器压力、循环气流量等重要工艺参数波动大，装置一直处于手动调整之中、自动化水平低且运行不平稳，造成粗甲醇产率低、杂醇多、驰放气量多等问题。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的在于提供一种先进过程控制系统，以在一定程度上解决现有技术中煤制甲醇变换及合成装置筛的重要工艺参数波动大，装置一直处于手动调整之中、自动化水平低且运行不平稳，造成粗甲醇产率低、杂醇多、驰放气量多等问题。

本实用新型的第二目的在于提供一种煤制甲醇变换及合成系统，以在一定程度上解决现有技术中煤制甲醇变换及合成系统的重要工艺参数波动大，装置一直处于手动调整之中、自动化水平低且运行不平稳，造成粗甲醇产率低、杂醇多、驰放气量多等问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案；

基于上述目的，本实用新型提供的先进过程控制系统，用于煤制甲醇变换及合成装置，所述煤制甲醇变换及合成装置包括变换机构、合成机构和调节组件，所述调节组件设置于所述变换机构和所述合成机构；

所述先进过程控制系统包括集散控制装置和先进控制装置，所述集散控制装置包括通信连接的检测器组件和集散控制器组件；所述先进控制装置包括相互通信连接的动态数据存储器、模型存储器、变化趋势运算器和优化控制组件；所述模型存储器内存储有变换机构模型数据和合成机构模型数据；

所述动态数据存储器和所述优化控制组件均与所述集散控制器组件通信连接；所述检测器组件分别获取所述变换机构和所述合成机构的被控变量的动态数据，并将所述动态数据传输至并存储于所述动态数据存储器；所述动态数据存储器内存储有历史数据；

所述变化趋势运算器能够根据所述变换机构模型数据、所述合成机构模型数据、所述动态数据及所述历史数据，预测所述被控变量在预定时长内的变化趋势；

所述优化控制组件能够根据所述变化趋势和预定期望值计算得出对于所述调节组件的最优调节量，并将所述最优调节量传输至所述集散控制器组件；

所述集散控制器组件根据所述最优调节量对所述调节组件进行调节，以使所述被控变量工作在所述预定期望值。

在上述任一技术方案中，可选地，所述先进控制装置还包括反馈校正器；

所述反馈校正器分别与所述动态数据存储器、所述模型存储器、所述变化趋势运算器和所述优化控制组件通信连接；

所述反馈校正器根据所述动态数据和所述变化趋势对所述变换机构模型数据和所述合成机构模型数据进行修正。

在上述任一技术方案中，可选地，所述检测器组件包括第一检测器组件和第二检测器组件；

所述第一检测器组件能够获取所述变换机构的第一被控变量的第一动态数据，并将所述第一动态数据传输至并存储于所述动态数据存储器；

所述第二检测器组件能够获取所述合成机构的第二被控变量的第二动态数据，并将所述第二动态数据传输至并存储于所述动态数据存储器。

在上述任一技术方案中，可选地，所述优化控制组件包括变换控制器和合成控制器；

所述调节组件包括设置于所述变换机构的第一调节组件及设置于所述合成机构的第二调节组件；

所述变化趋势运算器能够根据所述第一动态数据、所述变换机构模型及所述历史数据预测所述第一被控变量在所述预定时长内的第一变化趋势；所述变换控制器能够根据所述第一变化趋势和所述预定期望值计算出对于所述第一调节组件的第一最优调节量；

所述变化趋势运算器还能够根据所述第二动态数据、所述合成机构模型数据及所述历史数据预测所述第二被控变量在所述预定时长内的第二变化趋势；所述合成控制器能够根据所述第二变化趋势和所述预定期望值计算出对于所述第二调节组件的第二最优调节量。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第一调节组件包括第一水分离器出口调温件、变换反应器入口调温件、变换反应器第二床层温度调节阀、第一水分离器出口调温件、变换反应器第二床层温度调节阀、变换出口co含量调节阀、净化新鲜气流量调节阀、合成压缩机入口流量调节阀和合成压缩机转速调节器；

所述第一检测器组件包括变换反应器上部温度传感器、变换反应器热点温度传感器、新鲜气氢碳比检测件、低温甲醇洗吸收塔压力传感器、合成反应器压降传感器和合成循环气量检测件；

所述变换机构模型数据为所述第一调节组件的设定量对于所述第一检测器组件的检测量的控制模型数据。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第二调节组件包括非渗透气排放阀、合成汽包压力调节阀、非渗透气排放阀、氢压机一级进气压力调节阀、合成压缩机转速调节器和合成汽包中亚蒸汽流量调节阀；

所述第二检测器组件包括合成反应器入口惰性气体含量检测件、合成反应器热点温度传感器、合成反应器入口压力传感器、膜回收入口流量计、膜回收渗透气压差检测件、膜回收渗透气压差传感器、透平导叶开度检测件、合成气压缩机入口压力传感器和过热炉燃料气阀位检测件；

所述合成机构模型数据为所述第二调节组件的设定值对于所述第二检测器组件的检测值的控制模型数据。

在上述任一技术方案中，可选地，所述集散控制器组件还包括集散控制器、指令输入组件和结果显示组件；

所述指令输入组件和所述结果显示组件均与所述集散控制器相连接；所述指令输入组件用于操作人员输入所述调节量的阈值及所述被控变量的阈值；所述结果显示组件用于供操作人员进行数据监控。

在上述任一技术方案中，可选地，所述先进过程控制系统还包括第一网关、第二网关和opc服务器：

所述集散控制装置器组件通过所述第一网关与所述opc服务器通信，所述优化控制组件通过所述第二网关与所述opc服务器通信。

基于上述第二目的，本实用新型提供的煤制甲醇变换及合成系统包括煤制甲醇变换及合成装置以及上述任一技术方案提供的先进过程控制系统。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的先进过程控制系统，包括集散控制装置和先进控制装置。通过建立变换机构模型数据和合成机构模型数据，为变化趋势运算器预测变化趋势提供了更加精准的模拟环境，从而得到的变化趋势也更加贴合实际的变化规律，提高预判的准确性。进一步地，将该变化趋势与预定期望值进行比较的得到的最优调节量，相较于直接通过集散控制器组件得到控制指令的方案，更加能够适应煤制甲醇变换及合成装置的多变量、有约束和强耦合的复杂性，通过自动过程控制即可使煤制甲醇变换及合成装置的工作状态趋近于理想状态，能够有效减少操作人员的操作量，不仅能够降低操作人员的劳动强度还能够提高自动化水平，从而减少变换反应器温度、合成反应器温度、合成反应器压力、循环气流量等工艺参数波动、提升安全平稳性、增强环境友好、节能降耗。

本实施例提供的煤制甲醇变换及合成系统，包括该先进过程控制系统，因而能够实现该先进过程控制系统实现的所有的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的先进过程控制系统的甲醇精馏装置的工艺流程示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的先进过程控制系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的先进过程控制系统的优化控制组件的结构示意图。

图标：1-集散控制装置；2-先进控制装置；20-动态数据存储器；21-模型存储器；22-变化趋势运算器；23-优化控制组件；230-变换控制器；231-合成控制器；24-反馈校正器；30-变换机构；300-水煤气废热锅炉；301-第一水分离器；302-中温换热器；303-变换反应器；304-废热锅炉；305-水洗塔；306-低温甲醇洗工段；31-合成机构；310-合成气压缩机；311-保护床；312-进出口换热器；313-甲醇合成反应器；314-水冷却器；315-甲醇高压分离器；316-循环气压缩机；317-膜回收装置；318-氢压机；319-汽提塔；4-opc服务器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

本实施例提供的先进过程控制系统用于煤制甲醇变换及合成装置。

参见图1至图3所示，本实施例提供的先进过程控制系统，煤制甲醇变换及合成装置包括变换机构30、合成机构31和调节组件，调节组件设置于变换机构30和合成机构31。

具体地，参见图1所示，变换机构30的工作原理为：来自上游工序的温度为240℃，压力为6.25mpa，水气比为1.4～1.6的水煤气a，经煤气水分离器分离出微小颗粒粉尘及少量冷凝液后，进入水煤气废热锅炉300后其温度降至215℃，同时产生压力为1.27mpa的饱和蒸汽并送往管网。降温后的水煤气在第一水分离器301分离出冷凝液后分为第一股水煤气b、第二股水煤气c和第三股水煤气d，第一股水煤气b作为配气不经过变换反应器303由变换气co浓度调节阀调节，第二股水煤气c进入中温换热器302经预热后进入变换反应器303，第三股水煤气d作为激冷气进入变换反应器303中部，并由变换反应器303激冷温度调节阀控制变换反应器303下段床层温度。

变换反应器303内装钴钼耐硫催化剂，第二股水煤气c和第三股水d煤气在变换反应器303中发生变换反应得到变换气e，变换反应器303中流出的变换气e的co含量约为6～8％，温度约为420℃。变换气e继续进入废热锅炉304，在废热锅炉304中产生1.27mpa饱和蒸汽送往管网，使变换气的温度降至382℃。降温后变换气与第一股水煤气b混合，混合后的变换气中co含量为19～22％，温度为308℃。

混合后的变换气进入低压锅炉给水加热器，温度降至210℃，送到低压废热锅炉304，产生0.3mpa饱和蒸汽送往管网。变换气经第二水分离器分离冷凝液后，进入中压锅炉给水加热器，温度降至191℃，将中压锅炉给水泵送来的中压锅炉给水加热至145℃送至合成废锅。变换气进入脱盐水加热，出来后再进入变换气水冷器温度降至40℃。再进入水洗塔305的下部，经过水洗塔305内的洗涤水洗掉变换气中的氨气后，送至下游低温甲醇洗工段306。

水洗塔305底部分离出的冷凝液进入汽提塔319的上部塔板，冷凝液槽闪蒸出的部分不凝气与来自气化的高闪气一起进入汽提塔319中部，汽提塔319底部通入低压蒸汽，将低温变换冷凝液在汽提塔319内进行汽提以分离出不凝气和水，汽提塔319顶出来的汽提气经冷却后，不凝气送往硫回收，汽提塔319底的冷凝液经冷凝液泵加压送至气化工序。

合成机构31的工作原理为：来自低温甲醇洗工段306的30℃，5.4mpa的新鲜气f和膜回收装置317的主要组分为氢气的渗透气h一同作为合成气压缩机310的入口气，入口气经压缩提压后进入并联操作的保护床311反应。保护床311装有有机硫水解催化剂，以脱除入口气中的硫化物。精脱硫后的入口气与来自循环气压缩的气体混合形成原料气，再进入进出口换热器312并在进出口换热器312中经过与甲醇合成反应器313出口气换热，以将原料气加热到230℃左右。

原料气随后进入甲醇合成反应器313，在催化剂作用下发生化学反应，甲醇浓度增加到13.24％，通过汽包的压力来调节催化剂床层温度。出甲醇合成反应器313的初步合成气体进入进出口换热器312管侧，与壳侧的进塔混合气换热后冷却到121℃，初步合成气体中的甲醇开始冷凝。

初步合成气体接着进入水冷却器314，在初步合成气体进一步冷却到40℃，使大部分甲醇冷凝下来后形成气液混合物。气液混合物进入甲醇高压分离器315，气液混合物的液体甲醇被分离下来，而气液混合物的气体组分送至循环气压缩机316入口循环使用。气液混合物的气体组分在进入循环气压缩机316之前，分出一股送去膜回收装置317，从而保持整个循环回路惰性气体恒定。甲醇高压分离器315分离出来的液体甲醇作为粗甲醇g送到甲醇精馏工序。氢压机318的主要为氢气的渗透气h和新鲜气混合后进入合成气压缩机310的入口，而尾气即非渗透气i送到燃料气管网。

参见图2所示，先进过程控制系统包括集散控制装置1和先进控制装置2，集散控制装置1包括通信连接的检测器组件和集散控制器组件；先进控制装置2包括相互通信连接的动态数据存储器20、模型存储器21、变化趋势运算器22和优化控制组件23。

模型存储器21内存储有变换机构模型数据和合成机构模型数据。其中，变换机构模型数据是以变换机构30为建模对象得到的多输入多输出模式的模型数据，能够更加精确地模拟变换机构30内部的工作机理，同理，合成机构模型数据是以合成机构31及为建模对象得到的多输入多输出模式的模型数据，从而更加精准地模拟合成机构31内部的工作机理，进而更加精准地模拟煤制甲醇变换及合成工艺的工作机理。

动态数据存储器20和优化控制组件23均与集散控制器组件通信连接。其中，值得解释的是，通信连接是指相连接的两个部件之间能够传输电信号，具体地，既可以通过有线通信也可以通过无线通信。

检测器组件分别获取变换机构30和合成机构31的被控变量的动态数据，并将动态数据传输至并存储于动态数据存储器20；动态数据存储器20内存储有历史数据。可以理解的是，对于下一时刻来说，在上一时刻获取、传输并存储于动态数据存储器20的动态数据就成为了历史数据。其中，变换机构30、合成机构31的被控变量是指温度、压力、流量、液位等控制目标对应的值。

变化趋势运算器22能够根据变换机构模型数据、合成机构模型数据、动态数据及历史数据，预测被控变量在预定时长内的变化趋势；优化控制组件23能够根据变化趋势和预定期望值计算得出对于调节组件的最优调节量，并将最优调节量传输至集散控制器组件；集散控制器组件根据最优调节量对调节组件进行调节，以使被控变量工作在预定期望值。

具体地，结合工艺和设备约束，优化控制组件23能够根据被控变量和调节量的数值范围进行运算，从而达到经济效益最大化。集散控制器组件通常是煤制甲醇变换及合成装置自带的，所以无需重新开发或引入集散控制器组件。

也就是说，通过建立变换机构模型数据和合成机构模型数据，为变化趋势运算器22预测变化趋势提供了更加精准的模拟环境，从而得到的变化趋势也更加贴合实际的变化规律，提高预判的准确性。进一步地，将该变化趋势与预定期望值进行比较的得到的最优调节量，相较于直接通过集散控制器组件得到控制指令的方案，更加能够适应煤制甲醇变换及合成装置的多变量、有约束和强耦合的复杂性，通过自动过程控制即可使煤制甲醇变换及合成装置的工作状态趋近于理想状态，能够有效减少操作人员的操作量，不仅能够降低操作人员的劳动强度还能够提高自动化水平，从而减少变换反应器温度、甲醇合成反应器温度及压力、循环气流量等工艺参数波动、提升安全平稳性、增强环境友好、节能降耗。

具体地，该先进过程控制系统实现了对气化工段来气的流量波动和组分波动的自动适应，降低了人工干预；能够将关键工艺参数的波动幅度降低46.66％，极大地提高了装置运行的平稳性和安全性；实现了卡边控制，通过合成反应器氢碳比、非渗透气排放量等的优化，提高了反应效率，将粗甲醇产量提高0.69％，提高了过热蒸汽的产量，极大地提高了直接经济效益。

可选地，先进控制装置2运行在独立的专用服务器上，具体地，该专用服务器为机架式apc服务器或塔式apc服务器。

本实施例的可选方案中，先进控制装置2还包括反馈校正器24；反馈校正器24分别与动态数据存储器20、模型存储器21、变化趋势运算器22和优化控制组件23通信连接。反馈校正器24根据动态数据和变化趋势对变换机构模型数据和合成机构模型数据进行修正。

通过对变换机构模型数据、合成机构模型数据及合成机构模型数据不断进行修正，可以防止上述各模型数据失配或者由于环境干扰引起先进控制装置2的控制效果过分偏离于理想状态。

可选地，动态数据存储器20用来存储先进控制装置2运行过程中从集散控制装置1的动态数据及变化趋势运算器22、反馈校正器24和优化控制组件23的过程数据、运行记录、修改记录、故障与错误诊断等全部相关信息，以便于进行系统调试或问题分析。

本实施例的可选方案中，检测器组件包括第一检测器组件和第二检测器组件。

第一检测器组件能够获取变换机构30的第一被控变量的第一动态数据，并将第一动态数据传输至并存储于动态数据存储器20。第二检测器组件能够获取合成机构31的第二被控变量的第二动态数据，并将第二动态数据传输至并存储于动态数据存储器20。

也就是说，分别通过第一检测器组件和第二检测器组件对变换机构30和合成机构31进行检测，以监测变换机构30和合成机构31的工作状态。

本实施例的可选方案中，参见图3所示，优化控制组件23包括变换控制器230和合成控制器231。

调节组件包括设置于变换机构30的第一调节组件以及设置于合成机构31及的第二调节组件。也就是说，分别通过第一调节组件和第二调节组件分别对变换机构30和合成机构31进行调节。

变化趋势运算器22能够根据第一动态数据、变换机构模型数据及历史数据预测第一被控变量在预定时长内的第一变化趋势；变换控制器230能够根据第一变化趋势和预定期望值计算出对于第一调节组件的第一最优调节量。从而保证变换机构30的第一被控变量工作在预定期望值，即变换机构30的工作状态达到理想状态。

变化趋势运算器22还能够根据第二动态数据、合成机构模型数据及历史数据预测第二被控变量在预定时长内的第二变化趋势；合成控制器231能够根据第二变化趋势和预定期望值计算出对于第二调节组件的第二最优调节量。从而保证合成机构31的第二被控变量工作在预定期望值，即合成机构31的工作状态达到理想状态。

因而，通过变换控制器230、合成控制器231、第一调节组件、第二调节组件、第一检测器组件和第二检测器组件的配合使用，能够进一步提高优化控制组件23的优化控制能力，以对变换出口co浓度、新鲜气氢碳比、合成反应器压力、循环气流量等参数进行进一步优化。

可选地，优化控制组件23是滚动优化控制组件，滚动优化控制组件能够顾及由于模型失配、时变或干扰等不确定性因素造成的影响并能够及时作出补偿优化，从而使自动控制效果最优化。其中，滚动优化控制组件是指在每一个控制周期均计算最优调节量的具有滚动优化功能的控制组件，以使被控变量在预定时长内与预定期望值之间的偏差最小化。

可选地，滚动优化控制组件的控制周期为30秒。

本实施例的可选方案中，第一调节组件包括第一水分离器出口调温件、变换反应器入口调温件、变换反应器第二床层温度调节阀、第一水分离器出口调温件、变换反应器第二床层温度调节阀、变换出口co含量调节阀、净化新鲜气流量调节阀、合成压缩机入口流量调节阀和合成压缩机转速调节器。

第一检测器组件包括换反应器上部温度传感器、变换反应器热点温度传感器、新鲜气氢碳比检测件、低温甲醇洗吸收塔压力传感器、合成反应器压降传感器和合成循环气量检测件。

变换机构模型数据为第一调节组件的设定量对于第一检测器组件的检测量的控制模型数据。

也就是说，被控变量具体包括换反应器上部温度、变换反应器热点温度、新鲜气氢碳比、低温甲醇洗吸收塔压力、合成反应器压降和合成循环气量。

具体地，变换机构模型数据包括：变换第一水分离器出口温度的设定值对于变换反应器上部温度的控制模型、变换反应器入口温度的设定值对于变换反应器上部温度的控制模型、变换反应器第二床层温度调节阀的开度对于变换反应器上部温度的控制模型、变换出口co含量的设定值对于变换反应器上部温度的控制模型、变换第一水分离器出口温度的设定值对于变换反应器热点温度的控制模型、变换反应器入口温度的设定值对于变换反应器热点温度的控制模型、变换反应器第二床层温度的设定值对于变换反应器热点温度的控制模型、变换出口co含量的设定值对于新鲜气氢碳比的控制模型、变换出口co含量的设定值对于低温甲醇洗吸收塔压力的控制模型、变换出口co含量的设定值对于合成反应器压降的控制模型以及变换出口co含量的设定值对于合成循环气量的控制模型。也就是说，该变换机构模型数据是多输入多输出的控制模型，能够更加贴切地模拟变换机构30的实际工作机理。

可选地，变换机构模型数据包括：变换出口co含量调节阀的开度对于变换反应器热点温度的干扰模型；净化新鲜气流量的实际值对于新鲜气氢碳比的干扰模型；合成压缩机入口流量的实际值对于新鲜气氢碳比的干扰模型；合成压缩机转速的实际值对于新鲜气氢碳比的干扰模型；新鲜气co2含量的实际值对于新鲜气氢碳比的干扰模型；合成压缩机转速的实际值对于低温甲醇洗吸收塔压力的干扰模型；新鲜气co2含量的实际值对于低温甲醇洗吸收塔压力的干扰模型；新鲜气co2含量的实际值对于合成反应器压降的干扰模型；净化新鲜气流量的实际值对于合成循环气量的干扰模型；合成压缩机转速的实际值对于合成循环气量的干扰模型；新鲜气co2含量的实际值对于合成循环气量的干扰模型。

为了模拟合成机构31受到的新鲜气的组分、合成压缩机转速变化等扰动的影响，构建上述多输入多输出的变换机构30的干扰模型，以进一步提高变换机构模型数据的模拟精度，有利于降低被控变量的波动，使变换机构30运行在优化区间。

本实施例的可选方案中，第二调节组件包括非渗透气排放阀、合成汽包压力调节阀、非渗透气排放阀、氢压机一级进气压力调节阀、合成压缩机转速调节器和合成汽包中亚蒸汽流量调节阀。

第二检测器组件包括合成反应器入口惰性气体含量检测件、合成反应器热点温度传感器、合成反应器入口压力传感器、膜回收入口流量计、膜回收渗透气压差检测件、膜回收渗透气压差传感器、透平导叶开度检测件、合成气压缩机入口压力传感器和过热炉燃料气阀位检测件。

合成机构模型数据为第二调节组件的设定值对于第二检测器组件的检测值的控制模型数据。

也就是说，被控变量还包括合成反应器入口惰性气体含量、合成反应器热点温度、合成反应器入口压力、膜回收入口流量计、膜回收渗透气压差、膜回收渗透气压差、透平导叶开度检测件、合成气压缩机入口压力和过热炉燃料气阀位。根据合成控制器231计算出的第二最优调节量对应调节非渗透气排放阀、合成汽包压力调节阀、非渗透气排放阀、氢压机318一级进气压力调节阀、合成压缩机转速调节器和合成汽包中亚蒸汽流量调节阀。

具体地，合成机构模型数据包括：非渗透气排放阀的开度对于合成反应器入口惰性气体含量的控制模型、合成汽包压力的设定值对于合成反应器热点温度的控制模型、非渗透气排放阀的开度对于合成反应器入口压力的控制模型、非渗透气排放阀的开度对于膜回收入口流量的控制模型、非渗透气排放阀的开度对于膜回收渗透气压差的控制模型、氢压机一级进气压力的设定值对于膜回收渗透气压差的控制模型、合成压缩机转速的设定值对于透平导叶的开度的控制模型、合成压缩机转速的设定值对于合成气压缩机入口压力的控制模型、合成汽包中亚蒸汽流量的设定值对于过热炉燃料气阀位的控制模型。也就是说，将合成机构模型数据构件多输入多输出的控制模型，能够更加贴切地模拟合成机构31的实际工作机理，从而有利于更加准确地模拟合成机构31的变化趋势。

变换机构模型数据和合成机构模型数据均能够根据对煤制甲醇变换及合成装置进行阶跃测试得到的数据进行模型辨识得到。

本实施例的可选方案中，集散控制器组件还包括集散控制器、指令输入组件和结果显示组件；指令输入组件和结果显示组件均与集散控制器相连接；指令输入组件用于操作人员输入调节量的阈值及被控变量的阈值；结果显示组件用于供操作人员进行数据监控。

可选地，集散控制器组件还包括逻辑控制电路，逻辑控制电路连接在集散控制器与优化控制器之间。逻辑控制电路采用通信握手逻辑、控制器投切逻辑、回路投切逻辑、越限逻辑或卡限报警逻辑。

本实施例的可选方案中，先进过程控制系统还包括第一网关、第二网关和opc服务器4：集散控制装置1通过第一网关与opc服务器4通信，优化控制组件23通过第二网关与opc服务器4通信。

操作员能够在集散控制装置1的专用操作界面设置被控变量和调节组件的取值范围和预定期望值，并向优化控制组件23发送切除或投用指令。先进控制装置2接到投用命令后，首先更新各被控变量的实时数据，然后再进行进一步的计算及控制工作。

可选地，第一网关和第二网关均为采用有线方式进行通信的网卡，从而使opc服务器4能够通过以太网分别与集散控制装置1和优化控制组件23通信。

可选地，opc服务器4单独设置，或者在集散控制装置1的工程师站或操作员站开通opc服务授权后进行复用。在本实施例的可选方案中，先进过程控制系统还包括系统组态，系统组态包括优化控制组件23运行需要的opc服务器4地址、运行信息、输入输出点的配置、各种文件路径、控制参数配置和优化参数配置等。

实施例二

实施例二提供了一种煤制甲醇变换及合成系统，该实施例包括实施例一中的先进过程控制系统，实施例一所公开的先进过程控制系统的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的先进过程控制系统的技术特征不再重复描述。

结合图1至图3所示，本实施例提供的煤制甲醇变换及合成系统，包括煤制甲醇变换及合成装置和如实施例一的先进过程控制系统。

本实施例中的煤制甲醇变换及合成系统具有实施例一中的先进过程控制系统的优点，实施例一所公开的所述先进过程控制系统的优点在此不再重复描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。