CN117348421B - 油品制备的自适应自动控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动控制系统，具体的公开了一种油品制备的自适应自动控制系统及方法，包括：具有执行程序的处理器、配置模块、组合模块以及上位机，本申请提供了一种根据反应系统的不同而对应配置反应系统的控制节点，并根据控制节点下对应的设备的基础参数来配置控制节点的通用控制(标准控制)，并在标准控制的基础上根据设定的反应参数来设定对控制节点的调节控制；其中，调控控制可以根据处理量和反应时间参量将反应系统设置成并联系统和串联系统，在不同的处理量和反应时间参量下，反应系统按照并联系统和串联系统进行自动的转换调控，达到自适应的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统技术领域，特别涉及一种油品制备的自适应自动控制系统及方法。
背景技术
近几年来，由于大批的污染源和工业废水排放流入湖水，带来了大量的有机废水，使得湖水的环境也越来越富营养性，造成了蓝藻水华的再爆发。蓝藻属于微藻的一种，是一种富含脂类、蛋白质、以及可溶性糖类的生物质。虽然蓝藻的蛋白质和脂肪含量很高，但是却不能被绝大多数生物所食用，并且，与其他的藻类相比，蓝藻不会被其他藻类抑制繁殖，经常会在合适的环境中处于无限制的繁殖状态。在我国云南的滇池、江苏的太湖和安徽的巢湖等地方，每年盛夏初秋的时候，都会出现大面积的蓝藻暴发。以巢湖为例，高风险区域(Ⅴ级)的蓝藻水华堆积占滨岸带总面积的百分之十二点一；中风险区域(Ⅲ与Ⅳ级)面积大，分别占滨岸带总面积的百分之四十二点四和百分之二十五点六，存在蓝藻水华堆积风险。此外，蓝藻还会产生藻毒素，通过口、皮肤或饮用水等途径进入人体，激活人体的癌基因，诱发肝癌，对人体造成危害。蓝藻给人们生活带来负面影响的同时，造成了生态环境的严重破坏。通常蓝藻爆发之后，可以采用降低水中pH值抑制蓝藻的生长速度，还可以选用药物进行局部、分批杀藻。不过这种方式也有着一定隐患，就是连碱性过高的塘口pH值也不能一次性降低的过多，不然会引起对河蟹的不适应；但不能大量使用药物剂型，由于将蓝藻杀死后就会分解并生成毒性化合物，所以在使用杀藻药的二小时内需要使用一次水体抗毒剂，以用来分解藻蓝素的生物毒性。这些方法在处理蓝藻的时候会对环境造成二次污染，并且效率也不高。所以，必须寻求一种高效环保的蓝藻处理方法。
蓝藻中富含蛋白质、脂类、多糖等。如果将蓝藻转化为生物燃料，则可以将除油脂之外的蛋白质和多糖组分加以利用，将其转化为高热值的生物油。生物油可再生、绿色环保，发展其高效制备技术具有重要意义。水热液化是一项先进技术，具有无需对原料进行干燥、转化率高等诸多优点。马其然等人通过对水热液化制备生物油方法的深入研究，得出提高反应温度和反应时间可促进油的生成。目前，由于蓝藻处理量太大，导致现有水热液化处理工艺、设备复杂、造价高昂、可移动性差。除此之外，蓝藻水华暴发一般集中在6～9月，一年中其他时间均处于未运行状态，设备利用率很低、可适用性差。另外，环境的改善会导致蓝藻处理量锐减，会造成现有设备的废弃，投资回报率低，不具有应用推广价值。因此，为了提高设备利用率、可适用性和经济性，研究小型化、智能化的蓝藻水热液化反应系统尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种油品制备的自适应自动控制系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种油品制备的自适应自动控制系统，包括：
具有执行程序的处理器，所述处理器用于根据反应系统的不同来设定执行程序中的执行逻辑和反应参数；
配置模块，将每一执行逻辑划分为若干段模块单元，每一模块单元用于对应反应系统中一个控制节点，且在所述模块单元中配置每一控制节点的执行条件、执行参数、执行代码以及相互连接的控制节点之间的关联条件和关联参数；
组合模块，连接所述配置模块，用于将配置模块配置好的多个模块单元按照关联条件和关联参数的设定形成一个应用于反应系统的闭合控制程序；
上位机，该上位机内存储有至少一组闭合控制程序，且上位机通过采集模块采集反应系统中每一控制节点的实际参数来执行所述闭合控制程序。
进一步地，所述配置模块根据反应系统中所包含的控制节点来对应的将执行逻辑划分为与所述控制节点一一对应的模块单元。
进一步地，所述执行逻辑为闭环式执行逻辑。
进一步地，所述配置模块包括：
标准配置单元，该标准配置单元被配置成基于每一控制节点对应的设备的基础参数来产生对每一控制节点进行配置的标准控制值，所述标准控制值用于形成对控制节点进行通用控制的执行条件片段一；
调控配置单元，该调控配置单元被配置成基于每一控制节点对应的设备在不同的反应系统下的反应参数来产生对每一控制节点进行配置的调控值，所述调控值用于形成对控制节点进行调控的执行条件片段二；
执行参数配置单元，该执行参数配置单元用于根据每一控制节点对应的调控值来配置每一控制节点的执行参数；
执行代码配置单元，该执行代码配置单元用于根据执行条件片段一、执行条件片段二以及执行参数来配置所述执行代码；并使得所述执行代码形成一个用于控制对应控制节点的控制程序片段，通过控制程序片段控制所述控制节点对应的设备的基础运行以及在基础运行的基础上进行调控运行。
进一步地，所述反应系统根据处理量和反应时间的可调控制将反应系统设置为并联系统和串联系统。
进一步地，当反应系统为并联系统时，配置模块将执行逻辑划分为第一模块单元、第二模块单元、第三模块单元、第四模块单元、第五模块单元以及第六模块单元；
所述第一模块单元用于对应并联系统中的第一柱塞泵，且在所述第一模块单元中设置有第一柱塞泵的第一并联执行条件、第一并联执行参数、第一并联执行代码以及与所述第一柱塞泵连接的三条预热管路之间的第一并联关联条件和第一并联关联参数；
所述第二模块单元用于与三条预热管路对应，且在所述第二模块单元中设置有三条预热管路进行同步执行的第二并联执行条件、第二并联执行参数、第二并联执行代码以及与每一条预热管路对应连接的每一个第一反应罐之间的第二并联关联条件和第二并联关联参数；
所述第三模块单元用于与三个第一反应罐对应，且在所述第三模块单元中设置有三个第一反应罐进行同步执行的第三并联执行条件、第三并联执行参数、第三并联执行代码以及与每一个第一反应罐对应连接的四根排出管阀之间的第三并联关联条件和第三并联关联参数；
所述第四模块单元用于与每一第一反应罐上设置的四根排出管阀分别对应，且所述第四模块单元中设置有对每一第一反应罐上设置的四根排出管阀进行独立执行的第四并联执行条件、第四并联执行参数、第四并联执行代码以及与每一反应罐上的四根排出管阀对应连接的第一缓存罐之间的第四并联关联条件和第四并联关联参数；
所述第五模块单元用于与三个第一缓存罐对应，且所述第五模块单元中设置有三个第一缓存罐进行同步执行的第五并联执行条件、第五并联执行参数、第五并联执行代码以及与每一第一缓存罐对应连接的排出阀之间的第五并联关联条件和第五并联关联参数；
所述第六模块单元用于与每一第一缓存罐上设置的排出阀对应连接，且在所述第六模块单元中设置有用于对每一缓存罐上设置的排出阀进行独立执行的第六并联执行条件、第六并联执行参数、第六并联执行代码。
进一步地，当反应系统为串联系统时，配置模块将执行逻辑划分为第一配置模块单元、第二配置模块单元、第三配置模块单元、第四配置模块单元以及第五配置模块单元；
所述第一配置模块单元用于与并联系统中的第二柱塞泵对应，且在所述第一配置模块单元中设置有第二柱塞泵的第一串联执行条件、第一串联执行参数、第一串联执行代码以及与所述第二柱塞泵连接的一号反应罐之间的第一串联关联条件和第一串联关联参数；
所述第二配置模块单元用于与一号反应罐对应，且在所述第二配置模块单元中设置有一号反应罐的第二串联执行条件、第二串联执行参数、第二串联执行代码以及与所述一号反应罐连接的二号反应罐之间的第二串联关联条件和第二串联关联参数；
所述第三配置模块单元用于与二号反应罐对应，且在所述第三配置模块单元中设置有二号反应罐的第三串联执行条件、第三串联执行参数、第三串联执行代码以及与所述二号反应罐连接的三号反应罐之间的第三串联关联条件和第三串联关联参数；
所述第四配置模块单元用于与三号反应罐对应，且在所述第四配置模块单元中设置有三号反应罐的第四串联执行条件、第四串联执行参数、第四串联执行代码以及与所述三号反应罐连接的第二缓存罐之间的第四串联关联条件和第四串联关联参数；
所述第五配置模块单元用于与第二缓存罐对应，且在所述第五配置模块单元中设置有第二缓存罐的第五串联执行条件、第五串联执行参数以及第五串联执行代码。
本发明还提供了一种油品制备的自适应自动控制方法，包括如下步骤：
步骤1)根据反应系统的不同来设定执行程序中的执行逻辑和反应参数；
步骤2)将每一执行逻辑划分为若干段模块单元，每一模块单元用于对应反应系统中一个控制节点，且在所述模块单元中配置每一控制节点的执行条件、执行参数、执行代码以及相互连接的控制节点之间的关联条件和关联参数；
步骤3)将配置模块配置好的多个模块单元按照关联条件和关联参数的设定形成一个应用于反应系统的闭合控制程序；
步骤4)将形成的闭合控制程序发送至上位机，上位机通过采集模块采集反应系统中每一控制节点的实际参数来执行所述闭合控制程序。
进一步地，在步骤2)中；
基于每一控制节点对应的设备的基础参数来产生对每一控制节点进行配置的标准控制值，所述标准控制值用于形成对控制节点进行通用控制的执行条件片段一；
基于每一控制节点对应的设备在不同的反应系统下的反应参数来产生对每一控制节点进行配置的调控值，所述调控值用于形成对控制节点进行调控的执行条件片段二；
根据每一控制节点对应的调控值来配置每一控制节点的执行参数；
根据执行条件片段一、执行条件片段二以及执行参数来配置所述执行代码。
进一步地，在步骤2)中；所述执行代码用于形成一个控制对应控制节点的控制程序片段，通过控制程序片段控制所述控制节点对应的设备的基础运行以及在基础运行的基础上进行调控运行。
本申请提供了一种根据反应系统的不同而对应配置反应系统的控制节点，并根据控制节点下对应的设备的基础参数来配置控制节点的通用控制(标准控制)，并在标准控制的基础上根据设定的反应参数来设定对控制节点的调节控制；其中，调控控制可以根据处理量和反应时间参量将反应系统设置成并联系统和串联系统，在不同的处理量和反应时间参量下，反应系统按照并联系统和串联系统进行自动的转换调控，达到自适应的目的。
附图说明
图1为本发明的系统框架原理图；
图2为本发明中配置模块的框架原理图；
图3为本发明中方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的参照图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参照图1和图2，本发明提供了一种油品制备的自适应自动控制系统，包括：具有执行程序的处理器，所述处理器用于根据反应系统的不同来设定执行程序中的执行逻辑和反应参数；
配置模块，将每一执行逻辑划分为若干段模块单元，每一模块单元用于对应反应系统中一个控制节点，且在所述模块单元中配置每一控制节点的执行条件、执行参数、执行代码以及相互连接的控制节点之间的关联条件和关联参数；
组合模块，连接所述配置模块，用于将配置模块配置好的多个模块单元按照关联条件和关联参数的设定形成一个应用于反应系统的闭合控制程序；
上位机，该上位机内存储有至少一组闭合控制程序，且上位机通过采集模块采集反应系统中每一控制节点的实际参数来执行所述闭合控制程序。
进一步地，所述配置模块根据反应系统中所包含的控制节点来对应的将执行逻辑划分为与所述控制节点一一对应的模块单元。
进一步地，所述执行逻辑为闭环式执行逻辑。
进一步地，所述配置模块包括：
标准配置单元，该标准配置单元被配置成基于每一控制节点对应的设备的基础参数来产生对每一控制节点进行配置的标准控制值，所述标准控制值用于形成对控制节点进行通用控制的执行条件片段一；
调控配置单元，该调控配置单元被配置成基于每一控制节点对应的设备在不同的反应系统下的反应参数来产生对每一控制节点进行配置的调控值，所述调控值用于形成对控制节点进行调控的执行条件片段二；
执行参数配置单元，该执行参数配置单元用于根据每一控制节点对应的调控值来配置每一控制节点的执行参数；
执行代码配置单元，该执行代码配置单元用于根据执行条件片段一、执行条件片段二以及执行参数来配置所述执行代码；并使得所述执行代码形成一个用于控制对应控制节点的控制程序片段，通过控制程序片段控制所述控制节点对应的设备的基础运行以及在基础运行的基础上进行调控运行。
进一步地，所述反应系统根据处理量和反应时间的可调控制将反应系统设置为并联系统和串联系统。
进一步地，当反应系统为并联系统时，配置模块将执行逻辑划分为第一模块单元、第二模块单元、第三模块单元、第四模块单元、第五模块单元以及第六模块单元；
所述第一模块单元用于对应并联系统中的第一柱塞泵，且在所述第一模块单元中设置有第一柱塞泵的第一并联执行条件、第一并联执行参数、第一并联执行代码以及与所述第一柱塞泵连接的三条预热管路之间的第一并联关联条件和第一并联关联参数；
所述第二模块单元用于与三条预热管路对应，且在所述第二模块单元中设置有三条预热管路进行同步执行的第二并联执行条件、第二并联执行参数、第二并联执行代码以及与每一条预热管路对应连接的每一个第一反应罐之间的第二并联关联条件和第二并联关联参数；
所述第三模块单元用于与三个第一反应罐对应，且在所述第三模块单元中设置有三个第一反应罐进行同步执行的第三并联执行条件、第三并联执行参数、第三并联执行代码以及与每一个第一反应罐对应连接的四根排出管阀之间的第三并联关联条件和第三并联关联参数；
所述第四模块单元用于与每一第一反应罐上设置的四根排出管阀分别对应，且所述第四模块单元中设置有对每一第一反应罐上设置的四根排出管阀进行独立执行的第四并联执行条件、第四并联执行参数、第四并联执行代码以及与每一反应罐上的四根排出管阀对应连接的第一缓存罐之间的第四并联关联条件和第四并联关联参数；
所述第五模块单元用于与三个第一缓存罐对应，且所述第五模块单元中设置有三个第一缓存罐进行同步执行的第五并联执行条件、第五并联执行参数、第五并联执行代码以及与每一第一缓存罐对应连接的排出阀之间的第五并联关联条件和第五并联关联参数；
所述第六模块单元用于与每一第一缓存罐上设置的排出阀对应连接，且在所述第六模块单元中设置有用于对每一缓存罐上设置的排出阀进行独立执行的第六并联执行条件、第六并联执行参数、第六并联执行代码。
进一步地，当反应系统为串联系统时，配置模块将执行逻辑划分为第一配置模块单元、第二配置模块单元、第三配置模块单元、第四配置模块单元以及第五配置模块单元；
所述第一配置模块单元用于与并联系统中的第二柱塞泵对应，且在所述第一配置模块单元中设置有第二柱塞泵的第一串联执行条件、第一串联执行参数、第一串联执行代码以及与所述第二柱塞泵连接的一号反应罐之间的第一串联关联条件和第一串联关联参数；
所述第二配置模块单元用于与一号反应罐对应，且在所述第二配置模块单元中设置有一号反应罐的第二串联执行条件、第二串联执行参数、第二串联执行代码以及与所述一号反应罐连接的二号反应罐之间的第二串联关联条件和第二串联关联参数；
所述第三配置模块单元用于与二号反应罐对应，且在所述第三配置模块单元中设置有二号反应罐的第三串联执行条件、第三串联执行参数、第三串联执行代码以及与所述二号反应罐连接的三号反应罐之间的第三串联关联条件和第三串联关联参数；
所述第四配置模块单元用于与三号反应罐对应，且在所述第四配置模块单元中设置有三号反应罐的第四串联执行条件、第四串联执行参数、第四串联执行代码以及与所述三号反应罐连接的第二缓存罐之间的第四串联关联条件和第四串联关联参数；
所述第五配置模块单元用于与第二缓存罐对应，且在所述第五配置模块单元中设置有第二缓存罐的第五串联执行条件、第五串联执行参数以及第五串联执行代码。
实施例2
参照图3，本发明提供了一种油品制备的自适应自动控制方法，包括如下步骤：步骤1)根据反应系统的不同来设定执行程序中的执行逻辑和反应参数；
步骤2)将每一执行逻辑划分为若干段模块单元，每一模块单元用于对应反应系统中一个控制节点，且在所述模块单元中配置每一控制节点的执行条件、执行参数、执行代码以及相互连接的控制节点之间的关联条件和关联参数；
步骤3)将配置模块配置好的多个模块单元按照关联条件和关联参数的设定形成一个应用于反应系统的闭合控制程序；
步骤4)将形成的闭合控制程序发送至上位机，上位机通过采集模块采集反应系统中每一控制节点的实际参数来执行所述闭合控制程序。
进一步地，在步骤2)中；
基于每一控制节点对应的设备的基础参数来产生对每一控制节点进行配置的标准控制值，所述标准控制值用于形成对控制节点进行通用控制的执行条件片段一；
基于每一控制节点对应的设备在不同的反应系统下的反应参数来产生对每一控制节点进行配置的调控值，所述调控值用于形成对控制节点进行调控的执行条件片段二；
根据每一控制节点对应的调控值来配置每一控制节点的执行参数；
根据执行条件片段一、执行条件片段二以及执行参数来配置所述执行代码。
进一步地，在步骤2)中；所述执行代码用于形成一个控制对应控制节点的控制程序片段，通过控制程序片段控制所述控制节点对应的设备的基础运行以及在基础运行的基础上进行调控运行。
本申请提供了一种根据反应系统的不同而对应配置反应系统的控制节点，并根据控制节点下对应的设备的基础参数来配置控制节点的通用控制(标准控制)，并在标准控制的基础上根据设定的反应参数来设定对控制节点的调节控制；其中，调控控制可以根据处理量和反应时间参量将反应系统设置成并联系统和串联系统，在不同的处理量和反应时间参量下，反应系统按照并联系统和串联系统进行自动的转换调控，达到自适应的目的。
实施例3
参照图4，实施例3是对实施例1和2的实例说明。
蓝藻的水热液化反应系统由预热器、反应罐、输送管道和缓存罐等设备组成。此反应系统的过程是先由柱塞泵将蓝藻混合物送入预热器进行预加热，预热器将蓝藻混合物预加热到350℃，然后通过传输管道将预热之后的蓝藻混合物送入反应罐，加热套加热360℃并进行保温的条件下，进行水热液化反应，生成生物油与其他废弃杂质，在通过传输管道将反应完全的蓝藻混合物排入缓存罐，进行降温降压处理。通过计算预热蓝藻水液混合物所需要的热量，采用电磁加热器进行加热。将蓝藻和水的混合物通过泵压入预热管道，电磁加热器开始对藻液混合物进行加热升温至350℃。电磁加热器最高可以加热到500℃到600℃，而在相同功率的条件下电磁加热器速度更快。
在上述中，预热器、反应罐、输送管道和缓存罐的各个设备的基础参数是不同的，比如所使用的电流、电压、温度等要素都是不同的，因此通过系统之间的物理连接和各种要素的设计，可以将各个设备与对应的控制节点进行匹配设定，在本实施例中，预热器为一个控制节点，预热器中主要的设备为电磁加热器，我们可以根据电磁加热器的标准电压、电流、温度等范围来设定电磁加热器的标准控制，同时还可以根据反应系统中反应条件的不同，比如处理量和处理时间的不同，来对电磁加热器进行对应的调控设定。
实施例4
参照图4，实施例4是在实施例3的基础上对本申请进行进一步的说明。
根据处理量、反应时间可调将所述反应系统设置成并联系统和串联系统；其中，并联系统和串联系统具有不同的执行条件。
并联系统将收集好的藻类混合物储存在藻类料液储蓄池中，通过第一柱塞泵将料液分别输送到三条预热管路中，将蓝藻混合物从常温25℃升温至350℃。再将其加热到350℃的藻类混合液送入第一反应罐进行水热液化反应，三个第一反应罐同时进行水热液化反应(由反应罐外部的加热套提供热量)。进入方式采用下进上出的方式，可以有力的防止底部反应不完全，并且加热效率更快。在第一反应罐出口处设计四根排出管，通过对四根排出管阀门开关进行自动控制，可以有效控制在反应罐中的反应时间。每两根管子的中点相距0.7m。反应完成的料液从第一反应罐的上端出口排出，全部汇聚后进入第一缓存罐，在第一缓存罐中进行降温降压处理，处理之后生成的生物油由第一缓存罐出口排出。并联系统可以更加高效的处理蓝藻，三个小型反应罐同时运行，增加了系统的换热面积，提高了反应效率。
串联系统通过第二柱塞泵将藻类混合物从藻类料液储蓄池中输送进入一号反应罐进行水热液化反应，在反应20min后，直接进入二号反应罐，反应20min后，进入三号反应罐中，反应20min后，生成了生物油，进入第二缓存罐进行储存，在第二缓存罐中进行降温降压处理，处理之后生成的生物油由第二缓存罐出口排出。串联系统增加了系统的反应时间，可以适用于其他藻类的处理，极大的提高了系统的适用性。
实施例5
参照图4，实施例5是在实施例3和4的基础上，给出了本申请中并联系统和串联系统的每一控制节点的反应参数和对应的执行逻辑。
并联系统设计如下：1)压力：压力表PIC01、压力表PIC02、压力表PIC03分别与压力调节阀V001ATK、压力调节阀V002ATK、压力调节阀V003ATK联锁，同时分别与自动阀V004AK、自动阀V010AK联锁，控制压力表PIC01、压力表PIC02、压力表PIC03均为17～19MPa；2)液位：液位检测仪LI001分别与自动阀V006AK、自动阀V007AK、自动阀V008AK、自动阀V009AK联锁，液位检测仪LI001检测液位处于正常范围；反应罐V02液位检测仪LI002与自动阀V012AK、自动阀V013AK、自动阀V014AK、自动阀V015AK联锁，液位检测仪LI002检测液位处于正常范围；反应罐V03液位检测仪LI003与出料口阀门自动阀V016AK、自动阀V017AK、自动阀V018AK、自动阀V019AK联锁，液位检测仪LI003检测液位处于正常范围；缓存罐V04液位检测仪LIC004与V004ATK、V014HK进行联锁，控制液位不高于1.8m；3)压力：氮气定压设备进气装置与压力表PIC01、压力表PIC02、压力表PIC03联锁，控制管内压力大于反应罐内压力；4)温度：反应罐V01的加热保温层与测温点测温元件TIC01联锁，反应罐V02的加热保温层与测温点测温元件TIC02联锁，反应罐V03的加热保温层与测温点测温元件TIC03联锁，分别控制每个反应罐中的反应温度在350℃～360℃；5)启停：先打开自动阀V001AK、自动阀V002AK、自动阀V003AK，再打开柱塞泵P01、柱塞泵P02、柱塞泵P03；控制测温元件TIC05、测温元件TIC06、测温元件TIC07保持在340℃～350℃。
并联系统步骤设计如下：1)检查系统中的各个设备：反应罐V01、反应罐V02、反应罐V03的压力是否处于正常；2)保证每一个柱塞泵的润滑油处于正常液位；3)检查系统中的阀门处于初始状态；4)首先开启柱塞泵，再打开压力调节阀V001ATK，将压力调节阀V001ATK与预热管出口温度测温的测温元件TIC04的联锁；压力调节阀V002ATK与预热管出口温度的测温元件TIC05的联锁；压力调节阀V003ATK与预热管出口温度的测温元件TIC06的联锁；控制测温元件TIC01、测温元件TIC02、测温元件TIC03温度在350℃～360℃。5)然后同时启动反应罐的定压装置，先打开自动阀V004AK、自动阀V010AK、自动阀V020AK，然后打开三个反应罐之间的联锁，再打开压力调节阀V001ATK、压力调节阀V002ATK、压力调节阀V003ATK与补压管路的联锁。将氮气补压管线上的压力表PIC07与自动阀V005AK、压力表PIC08与自动阀V011AK、压力表PIC09与自动阀V021AK联锁，控制压力表PIC01、压力表PIC02、压力表PIC03在17MPa左右波动。然后使压力表PIC01与自动阀V004AK、压力表PIC02与自动阀V010AK、压力表PIC03与自动阀V020AK联锁。当压力表PIC01、压力表PIC02、压力表PIC03任意一个示数下降至17MPa时开启氮气定压装置上设置的自动阀V004AK、自动阀V0010AK、自动阀V020AK，对罐子进行补压，直到它的值接近18MPa时关闭；当压力表PIC01、压力表PIC02、压力表PIC03任意值高于19MPa时，关闭自动阀V004AK、自动阀V0010AK、自动阀V020AK，打开压力调节阀V001ATK、压力调节阀V002ATK、压力调节阀V003ATK，值接近17MPa时关闭。6)泵启动过程：将压力表PIC01与柱塞泵P01的电机联锁，打开自动阀V001AK，启动柱塞泵P01；将压力表PIC02与柱塞泵P02的电机联锁，打开自动阀V002AK，启动柱塞泵P02、自动阀V003AK；将PIC07与柱塞泵P03的电机联锁，打开V005AK，启动柱塞泵P03。7)反应罐液位检测的液位检测仪LI001、液位检测仪LI002、液位检测仪LI003保持正常液位：当反应罐液位检测仪LI001、液位检测仪LI002、液位检测仪LI003达到最高液位时，从溢流口开始产生溢流，目标维持液位检测仪LI001最高液位处于1900mm。8)降温降压设备正常启动。
在上述中，并联系统停止前端工艺流体进料，停止柱塞泵从料液池中抽取料液。1)反应罐V01、反应罐V02、反应罐V03恢复到大气压力：先解除压力表PIC01与压力调节阀V001ATK、自动阀V004AK联锁，同时解除压力表PIC02与压力调节阀V002ATK、自动阀V010AK联锁和压力表PIC03与压力调节阀V003ATK、自动阀V020AK联锁；然后关闭自动阀V005AK、自动阀V011AK、自动阀V021AK；然后启动反应罐V01、反应罐V02、反应罐V03底部排污操作，强制进行一次排渣操作，排渣后，关闭排渣刀闸阀V023AK、排渣刀闸阀V024AK、排渣刀闸阀V025AK；2)关闭氮气补压系统；3)关闭系统总电源；4)水热液化反应系统完成正常停机。
串联系统设计如下：1)压力：反应罐V01的压力表PIC01与排气装置压力调节阀V001ATK、自动阀V004AK联锁，控制压力表PIC01于17～19MPa；反应罐V02的压力表PIC02与排气装置压力调节阀V002ATK、自动阀V010AK联锁，控制压力表PIC03<PIC02<PIC01；反应罐V03的压力表PIC03与排气装置的压力调节阀V003ATK、自动阀V020AK联锁，控制压力表PIC03>17MPa；2)液位：反应罐V01液位检测仪LI001与自动阀V006AK、自动阀V007AK、自动阀V008AK、自动阀V009AK联锁，液位检测仪LI001检测液位处于正常范围；反应罐V02液位检测仪LI002与自动阀V012AK、自动阀V013AK、自动阀V014AK、自动阀V015AK联锁，液位检测仪LI002检测液位处于正常范围；反应罐V03液位检测仪LI003与自动阀V016AK、自动阀V017AK、自动阀V018AK、自动阀V019AK联锁，液位检测仪LI003检测值处于正常；3)压力：整个系统的氮气定压设备与压力表PIC01、压力表PIC02、压力表PIC03联锁，控制管压大于反应罐内压力，其中压力表PIC01>压力表PIC02>压力表PIC03；4)温度：反应罐V01的加热保温层与测温点测温元件TIC01联锁，反应罐V02的加热保温层与测温点测温元件TIC02联锁，反应罐V03的加热保温层与测温点测温元件TIC03联锁，分别控制每个反应罐中的反应温度在350℃～360℃；5)启停：先打开自动阀V001AK，再打开柱塞泵P01；控制测温元件TIC05、测温元件TIC06、测温元件TIC07在340℃～350℃。
串联系统设计步骤如下：前三个步骤同并联系统中的1)、2)、3)；4)首先开启柱塞泵，再打开压力调节阀V001ATK，将压力调节阀V001ATK与预热管出口温度的测温元件TIC04的联锁；控制测温元件TIC01温度在350℃～360℃。5)然后依次启动各反应罐的定压装置，先打开自动阀V004AK，再打开压力调节阀V001ATK。氮气定压装置上设置的压力阀PIC07与自动阀V005AK联锁，维持压力表PIC01在18MPa的基础上，高低浮动0.5MPa。然后当压力表PIC01的值比19MPa高时，关闭自动阀V004AK打开压力调节阀V001ATK，直到此时压力表PIC01的值降低至18MPa时关闭。使压力表PIC01的值波动于18～19MPa之间。之后打开自动阀V010AK，并将反应罐V02进行联锁，打开压力调节阀V002ATK，将与补压管路联锁。然后使氮气定压装置的压力阀PIC08与自动阀V011AK的联锁控制，控制压力表PIC02的值在17.5MPa上下波动。之后压力表PIC02与自动阀V010AK联锁，当压力表PIC02的值下降至16.5MPa时，开自动阀V010AK，使此时压力表PIC02的值升高到17.5MPa时关闭；当压力表PIC01的值比18.5MPa高时，关闭自动阀V010AK打开压力调节阀V002ATK，使值降为17.5MPa。使PIC03的值波动于17.5～18.5MPa之间；最后打开自动阀V020AK，并将反应罐V03进行联锁，打开压力调节阀V003ATK，将与补压管路联锁。然后使氮气定压设备上设置的压力表PIC09与装置自动阀V021AK联锁控制，控制压力表PIC03在17MPa上下波动。之后压力表PIC03与自动阀V020AK联锁控制，当压力表PIC02的值下降至16MPa时开启自动阀V020AK，使压力表PIC02的值升高到17MPa时关闭；当压力表PIC01高于18MPa以后，关闭自动阀V020AK，打开压力调节阀V003ATK，直到此时的值降为17MPa。使PIC03的值波动于17～18MPa之间。6)泵启动过程：将压力表PIC01与柱塞泵P01电机的联锁，打开自动阀V001AK，启动柱塞泵P01，柱塞泵开始从料液池中抽取物料。7)反应罐液位检测仪LI001、液位检测仪LI002、液位检测仪LI003保持正常液位：当反应罐液位检测仪LI001、液位检测仪LI002、液位检测仪LI003达到最高液位时，从溢流口开始产生溢流，目标维持液位检测仪LI001、液位检测仪LI002、液位检测仪LI003最高液位不可超过1900mm。8)降温降压设备正常启动。
在上述中，停止前端工艺流体进料，停止柱塞泵从料液池中抽取料液。1)反应罐V01、反应罐V02、反应罐V03恢复到大气压力：先解除压力表PIC01与压力调节阀V001ATK、自动阀V004AK联锁；之后解除压力表PIC02与压力调节阀V002ATK、自动阀V010AK联锁，最后解除压力表PIC03与压力调节阀V003ATK、自动阀V020AK联锁；然后依次关闭自动阀V005AK、自动阀V011AK、自动阀V021AK；待这些都关闭后，然后启动反应罐V01、反应罐V02、反应罐V03底部排污操作，强制进行一次排渣操作，排渣后，关闭排渣刀闸阀V023AK、排渣刀闸阀V024AK、排渣刀闸阀V025AK；2)关闭氮气定压系统；3)关闭系统总电源；4)水热液化反应系统完成正常停机。
在上述中，系统正常调节过程如下：在并联过程中，反应罐V01、反应罐V02、反应罐V03、缓存罐V04的控制，泵的流量调节及压力控制分别如下所示：
(1)反应罐V01、反应罐V02、反应罐V03控制：预热后的蓝藻混合物在反应罐反应的的同时，利用内部的搅拌装置对罐内溶液进行搅拌，提升反应速率。
1)反应罐V01内压强少于17MPa时，此时要先对压力调节阀V001ATK进行检查，检测此阀门是否开启，如果压力调节阀V001ATK开启，必须先关闭压力调节阀V001ATK，之后开自动阀V004AK、使压力达到17MPa，关闭自动阀V004AK；
2)反应罐V01内压强超过18MPa时，此时先检查自动阀V004AK是否正在开启，如果自动阀V004AK开启，必须先关闭自动阀V004AK，之后打开压力调节阀V001ATK开始放气，直到压力达到18MPa时，关闭压力调节阀V001ATK，使罐内压强在17-18MPa之间；
3)反应罐V02内压强少于17MPa时，此时要先对压力调节阀V002ATK进行检查，如果压力调节阀V002ATK开启，必须先关闭压力调节阀V002ATK，之后开V010ATK、使压力达到17MPa时，关闭V010ATK；
4)反应罐V02内压强超过18MPa时，此时先检查压力调节阀V010ATK，如果压力调节阀V010ATK开启，必须先关闭压力调节阀V010ATK，之后打开压力调节阀V002ATK，直到压力达到18MPa时，关闭压力调节阀V002ATK，使罐内压强在17-18MPa之间；
5)反应罐V03内压强少于17MPa时，此时要先对压力调节阀V003ATK进行检查，如果压力调节阀V003ATK开启，必须先关闭压力调节阀V003ATK，之后开压力调节阀V020ATK，使压力达到17MPa时，关闭压力调节阀V020ATK；
6)反应罐V03内压强超过18MPa时，此时先检查压力调节阀V020ATK，如果压力调节阀V020ATK开启，必须先关闭压力调节阀V020ATK，之后打开压力调节阀V003ATK，直到压力达到18MPa时，关闭压力调节阀V003ATK，使罐内压强保持在17-18MPa之间；
缓存罐V04控制：将自动阀V022AK和压力调节阀V00ATK的联锁，控制控制LIC004在60％～80％液位；
(3)泵的压力控制1)设备的切换：当泵出现故障的时候，通过关闭两端的阀门来更换相对应的泵，具体操作过程如下：若柱塞泵P01出现故障，则先停止柱塞泵P01的运行，之后关闭阀门球阀V001HK和球阀V002HK，然后对柱塞泵P01进行更换；若柱塞泵P02出现故障，则先停止柱塞泵P02的运行，之后关闭球阀V003HK和球阀V004HK，然后对柱塞泵P02进行更换；若柱塞柱塞泵P03出现故障，则先停止柱塞泵P03的运行，之后关闭阀门球阀V005HK和球阀V006HK，然后对柱塞泵P03进行更换；在更换故障泵的时候，只关闭对应管道上的阀门，以确保其他泵可以正常工作。3)高压柱塞泵的超压保护：当工作中的泵压力超高时，启动超压保护装置，详细介绍如下：①关闭运行的中的泵：当使用并联系统时，如果压力表PIC01、压力表PIC02或压力表PIC03任意一个的压力值高于22MPa时，启动保护装置，分别停掉所对应的柱塞泵。当压力表PIC01超高时，柱塞泵P01停机；当压力表PIC02超高时，柱塞泵P02停机；当压力表PIC03超高时，柱塞柱塞泵P03停机。当使用串联系统时，当压力表PIC01的压力值超过23MPa时，启动保护装置，柱塞泵P01直接停机。②安全阀起跳：当压力表PIC01或压力表PIC02的压力值为24MPa时，此时若继续输送料液，会造成反应罐反应不完全，压力不稳定等现象，所以采用将位于管路内的蓝藻水液混合物排回蓝藻料液储池中的方法，使柱塞泵的压力维持在20MPa左右。
在上述中，根据控制节点下对应的设备的基础参数来配置控制节点的通用控制(标准控制)，并在标准控制的基础上根据设定的反应参数来设定对控制节点的调节控制；其中，调控控制可以根据处理量和反应时间参量将反应系统设置成并联系统和串联系统，在不同的处理量和反应时间参量下，反应系统按照并联系统和串联系统进行自动的转换调控，达到自适应的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.油品制备的自适应自动控制系统，其特征在于，包括：
具有执行程序的处理器，所述处理器用于根据反应系统的不同来设定执行程序中的执行逻辑和反应参数；
配置模块，将每一执行逻辑划分为若干段模块单元，每一模块单元用于对应反应系统中一个控制节点，且在所述模块单元中配置每一控制节点的执行条件、执行参数、执行代码以及相互连接的控制节点之间的关联条件和关联参数；
组合模块，连接所述配置模块，用于将配置模块配置好的多个模块单元按照关联条件和关联参数的设定形成一个应用于反应系统的闭合控制程序；
上位机，该上位机内存储有至少一组闭合控制程序，且上位机通过采集模块采集反应系统中每一控制节点的实际参数来执行所述闭合控制程序；
所述配置模块包括：
标准配置单元，该标准配置单元被配置成基于每一控制节点对应的设备的基础参数来产生对每一控制节点进行配置的标准控制值，所述标准控制值用于形成对控制节点进行通用控制的执行条件片段一；
调控配置单元，该调控配置单元被配置成基于每一控制节点对应的设备在不同的反应系统下的反应参数来产生对每一控制节点进行配置的调控值，所述调控值用于形成对控制节点进行调控的执行条件片段二；
执行参数配置单元，该执行参数配置单元用于根据每一控制节点对应的调控值来配置每一控制节点的执行参数；
执行代码配置单元，该执行代码配置单元用于根据执行条件片段一、执行条件片段二以及执行参数来配置所述执行代码；并使得所述执行代码形成一个用于控制对应控制节点的控制程序片段，通过控制程序片段控制所述控制节点对应的设备的基础运行以及在基础运行的基础上进行调控运行；
所述反应系统根据处理量和反应时间的可调控制将反应系统设置为并联系统和串联系统；
当反应系统为并联系统时，配置模块将执行逻辑划分为第一模块单元、第二模块单元、第三模块单元、第四模块单元、第五模块单元以及第六模块单元；
所述第一模块单元用于对应并联系统中的第一柱塞泵，且在所述第一模块单元中设置有第一柱塞泵的第一并联执行条件、第一并联执行参数、第一并联执行代码以及与所述第一柱塞泵连接的三条预热管路之间的第一并联关联条件和第一并联关联参数；
所述第二模块单元用于与三条预热管路对应，且在所述第二模块单元中设置有三条预热管路进行同步执行的第二并联执行条件、第二并联执行参数、第二并联执行代码以及与每一条预热管路对应连接的每一个第一反应罐之间的第二并联关联条件和第二并联关联参数；
所述第三模块单元用于与三个第一反应罐对应，且在所述第三模块单元中设置有三个第一反应罐进行同步执行的第三并联执行条件、第三并联执行参数、第三并联执行代码以及与每一个第一反应罐对应连接的四根排出管阀之间的第三并联关联条件和第三并联关联参数；
所述第四模块单元用于与每一第一反应罐上设置的四根排出管阀分别对应，且所述第四模块单元中设置有对每一第一反应罐上设置的四根排出管阀进行独立执行的第四并联执行条件、第四并联执行参数、第四并联执行代码以及与每一反应罐上的四根排出管阀对应连接的第一缓存罐之间的第四并联关联条件和第四并联关联参数；
所述第五模块单元用于与三个第一缓存罐对应，且所述第五模块单元中设置有三个第一缓存罐进行同步执行的第五并联执行条件、第五并联执行参数、第五并联执行代码以及与每一第一缓存罐对应连接的排出阀之间的第五并联关联条件和第五并联关联参数；
所述第六模块单元用于与每一第一缓存罐上设置的排出阀对应连接，且在所述第六模块单元中设置有用于对每一缓存罐上设置的排出阀进行独立执行的第六并联执行条件、第六并联执行参数、第六并联执行代码。
2.根据权利要求1所述的油品制备的自适应自动控制系统，其特征在于,所述配置模块根据反应系统中所包含的控制节点来对应的将执行逻辑划分为与所述控制节点一一对应的模块单元。
3.根据权利要求1或2所述的油品制备的自适应自动控制系统，其特征在于,所述执行逻辑为闭环式执行逻辑。
4.根据权利要求1所述的油品制备的自适应自动控制系统，其特征在于，当反应系统为串联系统时，配置模块将执行逻辑划分为第一配置模块单元、第二配置模块单元、第三配置模块单元、第四配置模块单元以及第五配置模块单元；
所述第一配置模块单元用于与并联系统中的第二柱塞泵对应，且在所述第一配置模块单元中设置有第二柱塞泵的第一串联执行条件、第一串联执行参数、第一串联执行代码以及与所述第二柱塞泵连接的一号反应罐之间的第一串联关联条件和第一串联关联参数；
所述第二配置模块单元用于与一号反应罐对应，且在所述第二配置模块单元中设置有一号反应罐的第二串联执行条件、第二串联执行参数、第二串联执行代码以及与所述一号反应罐连接的二号反应罐之间的第二串联关联条件和第二串联关联参数；
所述第三配置模块单元用于与二号反应罐对应，且在所述第三配置模块单元中设置有二号反应罐的第三串联执行条件、第三串联执行参数、第三串联执行代码以及与所述二号反应罐连接的三号反应罐之间的第三串联关联条件和第三串联关联参数；
所述第四配置模块单元用于与三号反应罐对应，且在所述第四配置模块单元中设置有三号反应罐的第四串联执行条件、第四串联执行参数、第四串联执行代码以及与所述三号反应罐连接的第二缓存罐之间的第四串联关联条件和第四串联关联参数；
所述第五配置模块单元用于与第二缓存罐对应，且在所述第五配置模块单元中设置有第二缓存罐的第五串联执行条件、第五串联执行参数以及第五串联执行代码。
5.油品制备的自适应自动控制方法，包括权利要求1-4所述的油品制备的自适应自动控制系统的任意一项，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1）根据反应系统的不同来设定执行程序中的执行逻辑和反应参数；
步骤2）将每一执行逻辑划分为若干段模块单元，每一模块单元用于对应反应系统中一个控制节点，且在所述模块单元中配置每一控制节点的执行条件、执行参数、执行代码以及相互连接的控制节点之间的关联条件和关联参数；
步骤3）将配置模块配置好的多个模块单元按照关联条件和关联参数的设定形成一个应用于反应系统的闭合控制程序；
步骤4）将形成的闭合控制程序发送至上位机，上位机通过采集模块采集反应系统中每一控制节点的实际参数来执行所述闭合控制程序。
6.根据权利要求5所述的油品制备的自适应自动控制方法，其特征在于，在步骤2）中；
基于每一控制节点对应的设备的基础参数来产生对每一控制节点进行配置的标准控制值，所述标准控制值用于形成对控制节点进行通用控制的执行条件片段一；
基于每一控制节点对应的设备在不同的反应系统下的反应参数来产生对每一控制节点进行配置的调控值，所述调控值用于形成对控制节点进行调控的执行条件片段二；
根据每一控制节点对应的调控值来配置每一控制节点的执行参数；
根据执行条件片段一、执行条件片段二以及执行参数来配置所述执行代码。
7.根据权利要求5所述的油品制备的自适应自动控制方法，其特征在于，在步骤2）中；所述执行代码用于形成一个控制对应控制节点的控制程序片段，通过控制程序片段控制所述控制节点对应的设备的基础运行以及在基础运行的基础上进行调控运行。
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