JPH1011130A - プラント運転制御装置 - Google Patents

プラント運転制御装置

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JPH1011130A
JPH1011130A JP16582896A JP16582896A JPH1011130A JP H1011130 A JPH1011130 A JP H1011130A JP 16582896 A JP16582896 A JP 16582896A JP 16582896 A JP16582896 A JP 16582896A JP H1011130 A JPH1011130 A JP H1011130A
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plant
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output
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JP16582896A
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English (en)
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Masahiko Murai
井 雅 彦 村
Minoru Iino
野 穣 飯
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラントの運転条件や環境条件が変化しても
効率の良い運転を可能にする。 【解決手段】 プラントを構成する各機器のプラント定
数、前記プラントの出力目標値、および前記プラントの
プロセス計測値に基づいて、線形計画法に内点法を適用
して前記プラントの制御量の運転計画を求める運転計画
手段と、前記運転計画手段によって求められた運転計画
に、前記プラントの実際の制御量が一致するような操作
量を求め、この操作量を前記プラントに送出することに
より前記プラントを制御するプラント制御手段と、を備
えていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラントの運転制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】石油化学等のプラントにおいては、何ら
かの方法によって予め定められた運転計画に基づき、各
操作量の目標値が与えられている。このようなプラント
においては、予想外の事態が起こった場合や、時々刻々
と変化するプラントの運転条件や環境条件に対しては、
プラント運転員の経験や直感に頼って各操作量が調節さ
れ、プラントの運転が維持されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、予め定められ
た運転計画が効率のよいものであっても、プラントの運
転条件や環境条件が変化した場合は実際のプラントの運
転は効率のよいものとはならないという問題点があっ
た。
【0004】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、プラントの運転条件や環境条件が変化した場
合にも、効率のよい運転を維持することができるプラン
ト運転制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるプラント運
転制御装置の第1の態様は、プラントを構成する各機器
のプラント定数、前記プラントの出力目標値、および前
記プラントのプロセス計測値に基づいて、線形計画法に
内点法を適用して前記プラントの制御量の運転計画を求
める運転計画手段と、前記運転計画手段によって求めら
れた運転計画に、前記プラントの実際の制御量が一致す
るような操作量を求め、この操作量を前記プラントに送
出することにより前記プラントを制御するプラント制御
手段と、を備えていることを特徴とする。
【0006】また本発明によるプラント運転制御装置の
第2の態様は、第1の態様のプラント運転制御装置にお
いて、前記プラント運転計画手段は所定の制御周期毎に
最適解を求めて記憶し、現在の制御周期における最適解
が求められていない場合には前回の制御周期における最
適解を、現在の制御周期の最適解として出力することを
特徴とする。
【0007】また本発明によるプラント運転制御装置の
第3の態様は、第1または第2の態様のプラント運転制
御装置において、前記プラント運転計画手段は、内点法
として主アフィン変換法を用いてプラントの運転計画を
求めることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明によるプラント運転制御装
置の一実施の形態の構成を図1に示す。この実施の形態
のプラント運転制御装置10はヒューマン・インターフ
ェース入出力部11と、プラント定数記憶手段12と、
プラント出力目標値記憶手段13と、プラント運転計画
手段14と、プラント制御手段15と、プロセス入出力
部16とを備えており、用役系プラント20の運転を制
御するものである。
【0009】インターフェース入出力部11はプラント
20を構成する機器のプラント定数と、プラント20の
出力目標値を入力するために用いられる。これらのプラ
ント定数及び出力目標値は入力する際にCRT80に表
示される。そして入力されたプラント定数はプラント定
数記憶手段12に記憶され、入力された出力目標値はプ
ラント出力目標値記憶手段13に記憶される。
【0010】プラント運転計画手段14はプロセス入出
力部16を介して入力されるプラント20のプロセス量
の計測値、すなわちプロセス信号と、上記プラント定数
と、上記プラント出力目標値とに基づいて、線形計画法
に内点法を適用してプラント20の制御量の運転計画を
求める。プラント制御手段15はプラント運転計画手段
14によって求められた運転計画に、プラント20の実
際の制御量が一致するような操作量を求め、この操作量
をプロセス入出力部16を介してプラント20に送出す
る。
【0011】このプラント運転制御装置10の作用を、
用役系プラント20が図2に示すようなプラントである
場合を例にとって説明する。なお、この図2に示すプラ
ントは、石炭をボイラ21に供給するとともに、エタン
ガス及びブタンガスを燃料ガスヘッダ25を介してボイ
ラ22に供給して蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気ヘッ
ダ26を介して蒸気タービン23に供給することにより
この蒸気タービンに接続された発電機を駆動し、これに
より化学工場内の電力系統27に電力を供給するもので
ある。
【0012】まず、図2に示す用役系プラント20にお
ける燃料ガス負荷、蒸気負荷、電力負荷に対する運転計
画手法について説明する。
【0013】用役系プラント20において決定すべき変
数として、エタンガス、ブタンガス、石炭の3種類の燃
料の操作量をそれぞれx1 [ton/hour],x2
[kl/hour],x3 [ton/hour]とし、
ボイラ22へ入力する燃料ガスをx4 [kcal/ho
ur]とし、蒸気タービン23へ入力する蒸気をx
5[kcal/hour]とする。また、プラント定数
として、エタンガス、ブタンガス、石炭の熱量をそれぞ
れf1 [kcal/ton],f2 [kcal/k
l],f3 [kcal/ton]、ボイラ21,22の
効率をそれぞれλ1 ,λ2 、蒸気タービン発電機の効率
をηとし、プラント出力目標値として、燃料ガス負荷、
蒸気負荷、電力負荷をそれぞれ、F[kcal/hou
r],S[kcal/hour],F[kW]とする
と、燃料ガス、蒸気、電力に関する熱バランス式が以下
のように定式化できる。
【0014】 燃料ガスバランス:f1 1 +f2 2 −x4 =F (1) 蒸気バランス :λ1 3 3 +λ2 4 −x5 =S (2) 電力バランス :kηx5 =E(k=0.001163 [kWh/kcal]) (3) また、各変数の上限値をそれぞれx1max[ton/ho
ur],x2max[kl/hour],x3max[ton/
hour],x4max[kcal/hour],x
5max[kcal/hour]とすると、各変数の上下限
に関する制約式が以下のように定式化できる。
【0015】 エタンガス: 0≦x1 ≦x1max (4) ブタンガス: 0≦x2 ≦x2max (5) 石 炭 : 0≦x3 ≦x3max (6) ボイラ入力: 0≦x4 ≦x4max (7) 蒸気タービン入力:0≦x5 ≦x5max (8) これらの制約条件のもと、燃料コストが最小になるよう
な運転計画を立案するため、以下の目的関数を定める。
【0016】 最小化: J=c1 1 +c2 2 +c3 3 (9) ここで、c1 [円/ton],c2 [円/kl],c3
[円/ton]である。
【0017】
【数1】 とおくと、以上の問題は、Iを5次の単位行列とすると Ax=b 0≦Ix≦u (15) の条件下で CT x を最小化する線形計画問題となる。ここで上述の(1
5)式にスラック変数s≧0を導入して標準形に書き変
える。すると Ax=b −Ix−Is=−u x,s≧0 (16) の条件下で CT x を最小化する標準形の線形計画問題となる。
【0018】この線形計画問題を実時間で解くために、
内点法の一種であるアフィン変換法を適用する。この内
点法の計算手順を図3を参照して説明する。まず、ステ
ップF1において線形計画モデルが作成され、ステップ
F2において適当な初期点x0 が解xにセットされる。
次に、ステップF3において解xが実行可能かどうかを
判定し、実行可能であればそのまま、実行可能でなけれ
ばステップF4において実行可能な解xを求め、ステッ
プF5においてその可能解をメモリにセットして以下の
ステップへ進む。予め定められた制御周期内に最適解が
得られない場合にも、ステップF5の実行可能解をプラ
ント操作量の目標値として出力することにより、実時間
にてプラントの最適運転を維持することが可能となる。
また、ステップF4における実行可能解を求める手法に
ついては後に説明する。
【0019】次に、実行可能解から反復計算により最適
解を求める手順を説明する。ステップF6においてx,
sよりxを実行可能領域の中央に変換する変換行列Dを
以下のように求める。
【0020】 [D2 jj=xj 2 j 2 /(xj 2 +sj 2 ) (17) 続いてステップF7において、主問題に対する双対問題
の変数y,w及び、相対コスト係数zを以下のように求
める。
【0021】 y=(AD2 T -1AD2 c (18) w=D2 -2(AT y−c) (19) z=c−AT y+w (20) 続いてステップF8で収束判定を行い、主問題の目的関
数と双対問題の目的関数の差が十分小さいとき、すなわ
【0022】
【数2】 ならば反復を停止する。ここで、εp ,εd ,εc は十
分小さな正の数とする。そうでなければステップF9へ
進む。ステップF9では、xとsの探索方向を以下のよ
うに求める。
【0023】 dξ=−Xz,dσ=−Sw (22) ここで、X=diag(xj ),S=diag(sj
である。
【0024】続いてステップF10でxおよびsが実行
可能であるような新たな反復点を以下のように求め、ス
テップF3へ戻る。
【0025】 x:=x+αXdξ (23) s:=s+αSdσ ここで、αは以下のようにして求められるステップ幅で
ある。
【0026】
【数3】 以上の手順により、用役系プラントの燃料コストを最小
化する運転計画が求められる。以上説明した方法が、ス
テップF4において実行可能解を求める手法にも適用さ
れる。すなわち、ステップF2において解xにセットさ
れた初期点x0が実行不可能な場合、元問題に人工変数
を導入し、この人工変数が零となるようなフェーズ1問
題を上の手順で解くことにより実行可能解を求めること
ができる。フェーズ1問題は以下のように表される。
【0027】今、 ra ,rb を ra =b−Ax0 (26)b =x0 +s0 −u とすると、 Ax+ra a =b, −Ix−Is+rb b =−u x,s,xa ≧0 の条件下でxa を最小化する問題となる。この手法を用
いることにより、ステップF3で実行不可能と判定され
た解xから実行可能な解を求めることができる。なお、
実行可能な解xとは解xが内点法における実行可能領域
内に属していることを意味する。
【0028】また、ステップF2において選択される初
期点x0 を前の制御周期の最適解として記憶することに
より、計算時間を軽減することができ、実時間にてプラ
ントの最適運転を行うことが可能となる。
【0029】以上説明したように本実施の形態のプラン
ト運転制御装置によれば、プラントの操業条件に見合っ
た運転計画を、線形計画法を用いて実時間で求めること
が可能となるので、プラントの運転条件や環境条件が変
化した場合でも効率の良い運転を維持することができ
る。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、プラ
ントの運転条件や環境条件が変化した場合でも効率の良
い運転を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプラント運転制御装置の一実施の
形態の構成を示すブロック図。
【図2】本発明のプラント運転制御装置が適用されるプ
ラントの一具体例の構成を示す構成図。
【図3】本発明のプラント運転制御装置に係るプラント
運転計画手段の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
10 プラント運転制御装置 11 ヒューマン・インターフェース入出力部 12 プラント定数記憶手段 13 プラント出力目標値記憶手段 14 プラント運転計画手段 15 プラント制御手段 16 プロセス入出力部 20 用役系プラント 21,22 ボイラ 23 蒸気タービン 24 発電機 25 燃料ガスヘッダ 26 蒸気ヘッダ 27 電力系統 80 CRT

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラントを構成する各機器のプラント定
    数、前記プラントの出力目標値、および前記プラントの
    プロセス計測値に基づいて、線形計画法に内点法を適用
    して前記プラントの制御量の運転計画を求める運転計画
    手段と、 前記運転計画手段によって求められた運転計画に、前記
    プラントの実際の制御量が一致するような操作量を求
    め、この操作量を前記プラントに送出することにより前
    記プラントを制御するプラント制御手段と、 を備えていることを特徴とするプラント運転制御装置。
  2. 【請求項2】前記プラント運転計画手段は所定の制御周
    期毎に最適解を求めて記憶し、現在の制御周期における
    最適解が求められていない場合には前回の制御周期にお
    ける最適解を、現在の制御周期の最適解として出力する
    ことを特徴とする請求項1記載のプラント運転制御装
    置。
  3. 【請求項3】前記プラント運転計画手段は、内点法とし
    て主アフィン変換法を用いてプラントの運転計画を求め
    ることを特徴とする請求項1または2に記載のプラント
    運転制御装置。
JP16582896A 1996-06-26 1996-06-26 プラント運転制御装置 Pending JPH1011130A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011198169A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Hitachi Ltd 産業プラントの運転制御システム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH052404A (ja) * 1990-01-26 1993-01-08 American Teleph & Telegr Co <Att> 最適化装置、費用を最小化する装置および観測系/制御系装置
JPH05240590A (ja) * 1992-02-26 1993-09-17 Hitachi Ltd エネルギ供給システムとその最適運転制御方法及び装置
JPH0695707A (ja) * 1992-09-11 1994-04-08 Toshiba Corp モデル予測制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH052404A (ja) * 1990-01-26 1993-01-08 American Teleph & Telegr Co <Att> 最適化装置、費用を最小化する装置および観測系/制御系装置
JPH05240590A (ja) * 1992-02-26 1993-09-17 Hitachi Ltd エネルギ供給システムとその最適運転制御方法及び装置
JPH0695707A (ja) * 1992-09-11 1994-04-08 Toshiba Corp モデル予測制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011198169A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Hitachi Ltd 産業プラントの運転制御システム

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