JP2010528245A - 深冷蒸留装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
- 予測制御方法によって制御される第1の制御変数の少なくとも1つのセットポイントは、非予測制御方法によって、任意でアドバンストフィードフォワードタイプの非予測方法によって、少なくとも1つの第2の制御変数の少なくとも1つのセットポイントを計算するために用いられ、
- 予測制御方法によって制御される制御変数の1つのセットポイントから導かれた少なくとも1つのセットポイントは、非予測制御方法、任意でアドバンストフィードフォワードタイプの非予測方法によって、少なくとも1つの第2の制御変数の少なくとも1つのセットポイントを計算するために使用され、
- セットポイントは、予測制御方法によって制御される制御変数の1つのセットポイントからフィルタリング、任意でランプフィルタリング(ramp filtering)によって導かれ、
- 第1の制御変数は、中圧カラムおよび低圧カラムを含むダブルカラム中での深冷蒸留空気分離装置についての供給空気流量であり、第2の操作変数は、中圧カラムからの還流液体の流量および/または低圧カラムに送られる還流液体の流量、または中圧カラムから低圧カラムに送られる還流液体の容器水準(Capa)であり、
- 中圧カラムから容器へと向かう還流液体のセットポイントの計算値は、リードラグフィルタリング、好ましくは逆応答法(inverse response alternative)によって処理され、
- 容器から低圧カラムへと向かう還流液体のセットポイントの計算値は、リードラグフィルタリング、好ましくはオーバーシュート法によって処理され、
- 還流液体は窒素富化されており、
- 該方法は、中圧カラム、低圧カラムおよびアルゴン分離カラムを含む空気分離装置の制御方法であって、第1の制御変数は、アルゴン含有量が好ましくは最大である低圧カラムの予め定められた高さでの酸素含有量であり、ここで、
i) アルゴン分離カラムの頂部での窒素含有量が測定され、窒素含有量が第1の閾値を超える場合、少なくとも1つの上限または下限が第1の制御変数について引き上げられるか、および/または、
ii) 低圧カラムから取り出された酸素リッチ流の酸素含有量が計測され、酸素含有量が第2の閾値を下回る場合は、少なくとも1つの上限または下限が第1の制御変数について引き上げられ、
- 上限および下限は少なくとも0.1 %だけ、好ましくは少なくとも0.5 %だけ引き上げられ、
- 少なくとも1つの上限または下限は即時に引き上げられ、
- i) 窒素含有量が第1の閾値を一旦超えると、その後、窒素含有量が第1の閾値以上の第3の下限閾値未満に低下した場合に、少なくとも1つの上限または下限が第1の制御変数分だけ引き下げられるか、および/または、
ii) 酸素含有量が第2の閾値未満に一旦低下すると、その後、酸素含有量が第2の閾値以上の第4の下限閾値を超えた場合、少なくとも1つの上限または下限が第1の制御変数について引き下げられるかのいずれかであり、
- 少なくとも1つの上限または下限は、少なくとも0.1 %だけ、好ましくは0.2 %だけ引き下げられ、
- 少なくとも1つの上限または下限は、少なくとも10分間だけ引き下げられ、
- 第1の閾値は少なくとも0.2 %窒素、好ましくは0.3 %窒素であり、任意で第3の閾値は第1の閾値と等しい。
・ 第1に、多変数コントローラのマトリクスのサイズが減らされる(とりわけ、操作変数が少なくなる)。それ故にシステムの使用がより容易になる。
・ 低圧カラム(BP)
・ 中圧カラム(MP)
の中の還流を可能な限り一定に維持しなければならない。
- RSP_1:MPから容器Cへと向かう貧液(LP)の流量セットポイント、
- RSP_2:容器CのLICのセットポイント、
- RSP_3:容器からBPカラムへのLPの流量セットポイント。
- 可能な限り速くOGBPを製造するための要求を満たし、
- 与えられた限度内でOGBP含有量を維持する
ために、空気流量およびOGBP(低圧酸素ガス)流量における適切な変更を保証しなければならない。
- 種々のフィルタの適切な利用によるAFF法によって運用される追加の容器へのBP流量、または追加の容器からのBP流量(図8参照)。これはカラム中で還流を正確な値に維持することに役立つ。
- 酸素要求量(GOX要求量)は空気流量要求量としての適切な計算(calcul_1)に反映される(これは、ユニットが供給空気ネットワークおよび酸素製造ネットワークを他のユニットと共有し得るという事実によっても証明される)。
○ MPから容器へのLPのセットポイント(リモートセットポイント)を計算するため(この計算はリードラグ(逆応答)フィルタを介したパスを必要とする) (RSP_1)、
○ ・ 「オーバーシュート」フィルタ、
・ 容器のLICの収集が追加される計算(ax+bタイプのもの。calcul_3)
を通過する、容器からBPカラムへのLPについてのセットポイント(リモートセットポイント)計算するため
に使用することを要する。
操作変数、MV(MVのセットポイントはMVPCシステムによって与えられる)
MV1:空気流量
MV2:低圧酸素ガス(OGBP)流量
制御変数、CV(CVの値は、MVPCによって、およびMV変数を操作することによって可能な場合は、2つの限界値(上限と下限)の間に維持されねばならない)
CV1:アルゴンベリーの値(低圧カラムの予め定められた高さでの酸素含有率(%))
CV2:製造同期を満足する必要のある空気流量(目標空気(target air))の「目標」値
外乱変数、DV(MVPCが操作しないが、そのCV変数への影響はモデルによって決定される)
DV1、DV2:空気流量、OGPC流量などについての測定セットポイント偏差(流量はMV変数に組込まれる)
DVx、DVx+1:任意で、頂部ストリッピング、シリンダーの加圧の衝撃、中圧または高圧OG流量、中圧または高圧窒素ガス流量など。
1. アルゴンカラムの頂部で窒素の現存量についての閾値を設定する。これは典型的におよそ0.2 %〜1 %であるが、各カラムの特徴に依存して高くも低くもなり得る。この閾値を(A)と呼ぶ。
バイアス活性化閾値(bias activation threshold)(A)=0.3 %窒素 (アルゴンカラムの頂部にて)
バイアス不活性化閾値(bias deactivation thereshold)(B)=(A)=0.3 %
自動バイアスの値(V1):1.5 % (MVPCに送られるアルゴンベリーの限界値に自動的に加算される)
ベリーのセットポイントの初期値に戻るまでのランプタイム(ramp time):30分。
Claims (15)
- 深冷蒸留分離装置の制御方法であって、少なくとも1つの操作変数が変更され、各操作変数は少なくとも1つの制御変数を用いて変更され、各制御変数は一つの制御方法を用いて調節可能なものであり、第1の制御変数の少なくとも1つのセットポイントを制御するために予測制御方法が使用されることを特徴とする方法。
- 前記予測制御方法によって制御される第1の制御変数の少なくとも1つのセットポイントが、非予測制御方法によって、任意でアドバンストフィードフォワードタイプの非予測方法によって少なくとも1つの第2の制御変数の少なくとも1つのセットポイントを計算するための使用される請求項1記載の方法。
- 前記予測制御方法によって制御される制御変数の1つの測定値から得られた少なくとも1つのセットポイントが、非予測制御方法によって、任意でアドバンストフィードフォワードタイプの非予測方法によって、少なくとも1つの第2の制御変数の少なくとも1つのセットポイントを計算するために使用される請求項1記載の方法。
- 前記セットポイントが、予測制御方法によって制御された1つの制御変数のセットポイントからフィルタリング、任意でランプフィルタリングによって得られる請求項3記載の方法。
- 前記第1の制御変数が、中圧カラムおよび低圧カラムを含むダブルカラム中の深冷蒸留空気分離装置についての供給空気流量であり、前記第2の制御変数が、前記中圧カラムからの還流液体の流量および/または前記低圧カラムへと送られる還流液体の流量であるか、または前記中圧カラムから前記低圧カラムへと送られる還流液体の容器水準(Capa)である請求項2ないし4のうちの1項記載の方法。
- 前記中圧カラムから前記容器へと向かう還流液体のセットポイントの計算値が、リードラグフィルタリング、好ましくは逆応答手段によって処理される請求項5記載の方法。
- 前記容器から前記低圧カラムへと向かう還流液体のセットポイントの計算値が、リードラグフィルタリング、好ましくはオーバーシュート法によって処理される請求項5または6のいずれかに記載の方法。
- 前記還流液体が窒素を富化される請求項5ないし9のうちの1項記載の方法。
- 中圧カラム、低圧カラムおよびアルゴン分離カラムを含む空気分離カラムを制御するための請求項1記載の方法であって、前記第1の制御変数が、前記アルゴン含有量が好ましくは最大値である前記低圧カラムの予め定められた高さでの酸素含有量であり、ここで
i) 前記アルゴン分離カラムの頂部での窒素含有量が測定され、前記窒素含有量が第1の閾値を超える場合は、少なくとも1つの上限または下限が第1の制御変数について引き上げられるか、および/または、
ii) 前記低圧カラムから引き出された酸素リッチ流の酸素含有量が測定され、前記酸素含有量が第2の閾値未満に低下する場合は、少なくとも1つの上限または下限が前記第1の制御変数について引き上げられる
方法。 - 少なくとも1つの上限または下限が、少なくとも0.1 %だけ、好ましくは少なくとも0.5 %だけ引き上げられる請求項9記載の方法。
- 少なくとも1つの上限または下限が即時に引き上げられる請求項9および10のいずれかに記載の方法。
- 請求項9および10のいずれかに記載の方法であって、
- 前記窒素含有量が前記第1の閾値を一旦超過すると、その後、前記窒素含有量が、前記第1の閾値以上の第3の下限閾値未満に低下した場合、少なくとも1つの上限または下限が前記第1の制御変数について引き下げられるか、および/または、
- 前記酸素含有量が第2の閾値未満に低下すると、その後、前記酸素含有量が、前記第2の閾値以上の第4の下限閾値を超過した場合、少なくとも1つの上限または下限が前記第1の制御変数について引き下げられるかのいずれかである
方法。 - 少なくとも1つの上限または下限が、少なくとも0.1 %だけ、好ましくは0.2 %だけ引き下げられる請求項12記載の方法。
- 少なくとも1つの上限または下限が、少なくとも10分間だけ引き下げられる請求項12および13のいずれか記載の方法。
- 前記第1の閾値が、少なくとも0.2 %窒素、好ましくは0.3 %窒素であり、任意で前記第3の閾値が前記第1の閾値と等しい請求項9ないし14のうちの1項記載の方法。
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