KR100194779B1 - 폴리올레핀 수지제조플랜트의 제어방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종목 데이터베이스내에 인덱스 데이터로서 복수의 폴리올레핀수지종목을 미리 등록하고, 최적의 조작패턴을 제조중인 현재수지종목과 제조될 다음 수지 종목의 각 조합을 위한 조작패턴 테이블내에 저장한다. 최적 조작패턴을 제조중인 현재수지종목과 제조될 다음수지 종목에 따라 선택한다. 선택된 최적조작패턴에 따라 수지종류변경제어를 실행하는 것이다.

Description

폴리올레핀 수지제조플랜트에 제어 방법 및 장치

제1도는 본 발명의 실시예 1에 의한 폴리올레핀 수지제조플랜트의 제어시스템의 구성을 나타낸 블록도.

제2도는 제1도의 시스템의 기능구조를 설명한 기능블록도.

제3도는 제1도의 시스템에서 수소농도와 중합촉매의 활성관계를 나타낸 도면.

제4a도~제4d도는 제1도의 시스템에서 수소공급조작패턴의 다른 예를 나타낸 도면.

제5도는 제1도의 시스템에서 실험예 1과 비교예 1에 대한 시간과 수소농도간의 관계를 나타낸 도면.

제6도는 제1도의 시스템에서 실시예 2와 비교예 2에 대한 시간과 수소농도간의 관계를 나타낸 도면.

제7도는 본 발명의 실시예 2에 의한 폴리올레핀 수지제조플랜트의 제어시스템의 구성을 나타낸 블록도.

제8도는 제7도의 시스템에서 모델예상제어의 개념을 설명한 도면.

제9도는 제7도의 시스템 일부의 기능구성을 설명한 기능블록도.

제10도는 제7도의 시스템의 다른 부분의 기능구성을 설명한 기능블록도.

제11도는 제7도의 시스템의 조작을 설명한 플로우챠트.

제12도는 제7도의 시스템의 중합이행(transition)에 대한 제어조작을 설명한 도면.

제13도는 제7도의 시스템의 제어조작을 설명한 도면.

본 발명은 공통 시스템으로 여러종류의 폴리올레핀 수지를 제조하는 제조플랜트의 제어기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀의 제조플랜트에 적합한 제어방법 및 장치에 관한 것이다.

폴리에틸렌과 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 제조하기 위한 제조플랜트에 있어서, 프로세스제어시스템으로 분산제어시스템(이하 DSC라 함: distrubuted control system)이 일반적으로 사용된다. DCS 시스템버스를 거쳐서 이 DCS에 프로세스컴퓨터를 결합하여 고정밀프로 세스제어를 실현하기 위한 방법이 제안된 바 있다.

폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지에 대한 요구가 다양해지고 있다. 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지에 대한 제조플랜트의 제조프로세스에 있어서, 고분자량의 고강도수지에서 저분자량의 고유동수지(high flow resin)로 제조할 수지종목(수지의 종류)을 빈번하게 변경하거나 하나의 폴리올레핀수지를 다른 올레핀과의 공중합체로 빈번하게 변경하는 일이 통상적으로 행해지고 있다.

이러한 요구에 맞추기 위해서 본 발명자는 일본 특개소 62-250010호 공보에 폴리에틸렌의 물성에 관여하는 파라미터를 센서 또는 가스 크로마토그래피(gar chromatography)로 검출하고, 그 검출값에 대한 연산을 컴퓨터를 이용하여 수행하여, 연산결과에 따라 소정의 물성을 갖는 폴리에틸렌의 제조를 제어하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 폴리올레핀수지의 다양한 종류 중 하나를 다른 종류로 변경할 때에 요구되는 조작제어에 이러한 기술을 적용하는 것은 곤란하다.

이러한 폴리올레핀수지제조 플랜트에서 한 종류의 폴리올레핀수지를 다른 종류의 폴리올레핀수지로 변경하는데 관련된 파라미터를 조작조건에 따라 다양화할 수 있다. 예를 들어 멜트플로우레이트(이하 MFR이라함: Melt flow rate)를 중합 반응기로 공급되는 수소공급량으로 제어하는 방법이 널리 알려져 있다. 제조 중의 폴리올레핀 수지 중에 한 종류를 다른 종류로 변경할 때에 분자량을 감소시키기 위해서 반응기 내의 수소농도를 상승시킬 목적으로 짧은 시간내에 다량의 수소를 일시에 공급하는 것이 효과적이다. 그러나 수소농도의 증가와 함께 중합촉매활성이 상승하여 급격한 수소농도의 상승은 이상중합(abnomal polymerization)(즉 중합온도 또는 중합반응폭주)을 유발하게 된다. 이러한 규격이 맞지 않은 폴리올레핀량을 증가시키므로 위험할 뿐 아니라 바람직하지 못한 현상이다.

또, 수소의 공급량은 제어되는 반응기의 온도와 같은 다른 파라미터와 밀접한 관련이 있고, DCS만에 의한 종래의 제어방법은 한 종류의 수지에서 다른 종류의 수지로 변경할 때 표준규격에 맞지 않는 제품 즉, 결함품이 많이 발생할 가능성이 높다.

따라서 표준규격에 맞지 않은 제조품의 생성을 억제하는데는 숙련된 오퍼레이터의 지식과 경험이 필요하게 된다.

종래에는 폴리올레핀 수지제조플랜트에서 한 종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경하는데 숙련된 오퍼레이터가 그의 지식과 경험을 바탕으로 여러 변경가능한 요인들을 변경시켰다.

이들 변경요인들은 프로세스 데이터에서 공통적인 용인으로 다양한 제조조건에 따라 변경해야 하고, 이들이 변경되면 다른 많은 프로세스 데이터도 변경시켜야 한다. 상기 공통요인들은 중합반응기 내의 수소농도와 열교환기의 전열계수를 포함하고 있다.

이러한 프로세스 데이터의 공통요인을 발견하여 한종류의 수지에서 다른 종류의 수지로 변경하는 조작을 제어하기 위한 제어파라미터로 사용하면 표준규격에 맞지 않는 제조품의 발생을 억제하고 수지종류를 적절하고 효과적으로 변경할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 필요할 때 제조조건의 변경으로부터 유래하는 제어파라미터로서 적절한 프로세스데이타요인을 사용하여 폴리올레핀수지제조플랜트에서 한종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경하는 조작을 제어하는 폴리올레핀수지제조플랜트의 제어방법 및 장치를 제공하여 표준규격과 맞지 않는 제조품의 발생을 억제하고 수지종류를 변경하는데 적절하고 효율적인 자동화를 확보함에 있다.

본 발명의 제1태양에 의한 폴리올레핀수지제조플랜트의 제어방법은

제조시스템으로 제조가능한 복수의 폴리올레핀수지의종목을 인덱스데이타로서 종목데이타베이스내에 미리 등록하는 종목등록스텝과,

상기 제조시스템에 의해서 현재 운전중인 제조프로세스하에서 제조되는 현재수지종목과 상기 제조시스템에 의해서 제조될 다음 목표수지 종목의 각 조합을 위해서 조작패턴테이블로서 최적종류를 변경하는 조작의 조작패턴을 패턴스토리지내에 미리 저장하는 팬턴 저장스텝과,

상기 조합을 판별하기 위해 다음 목표수지의 종목과 현수지 종목을 비교하고 조작패턴테이블로부터의 판별결과에 대응하는 조작패턴을 선택하는 패턴스택스텝 및 제조시스템에 의해서 제조될 수지의 종류를 변경하기 위해 패턴선택스텝에서 선택된 조작패턴에 따라 프로세스 제어를 실행하는 변경제어스텝으로 구성된다.

상기 조작패턴테이블 내에 저장될 각 조작패턴은 원료 공급량의 연속적인 변경에 대한 정보와 각 수지종류에 대한 제어목표치를 포함하고 있다.

상기 패턴선택스텝은 종류변경조작을 위해 선택된 조작패턴에 의한 제어개시시간을 현재 수지종류에 대해 설정된 제조종료시간에 따른 각 조작패턴의 최적시간으로 설정하는 스텝을 포함하고 있다.

상기 제조시스템은 분자량과 폴리올레핀 공중합체 조성물 중 적어도 하나가 서로 다른 복수종류의 폴리올레핀 수지를 제조하는데 사용되고, 상기 패턴저장스텝은 적어도 수소농도와 중합촉매활성간의 관계에 의한 증합반응기내의 수소농도를 미리 분할하여 얻은 각 복수의 죤에 대해 설정된 최적 조작패턴을 조작패턴 테이블에 등록하는 스텝을 포함하고 있다.

상기한 경우에 있어서 상기 제조시스템은 분자량과 폴리프로필렌공중합체조성물 중 적어도 하나가 서로 다른 복수종류의 폴리프로필렌을 제조하는데 사용된다.

본 발명의 제2태양에 의하면 연속중합을 위해 중합반응기내에 공그된 성분의 조성물을 연속적으로 변경하기 위한 폴리올레핀수지제조 플랜트 제어방법을 제공하여 다른 종류의 중합체를 제조하고, 상기 제어방법은

연속중합에 있어서 한 종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경할 때 각각 미리 저장된 수지 종목에 대한 조작모델을 변경함으로써 조작패턴에 의한 제어파라미터를 변경하는 변경제어 스텝과,

제어파라미터의 변경에 따라 변경되는 서브파라미터를 항상 검출하고 감시하는 모니터스텝과,

제어파라미터의 변경 후에 소정주기시간이 경과할 때 상기 제어파라미터와 서브파라미터가 변경될 목표수지에 대응하는 목표값에 접근하도록 변경제어 스텝에 의한 조작의 퍼지제어를 수행하는 퍼지제어스텝으로 구성되어 있다.

상기 퍼지제어스텝은 제어파라미터의 정보를 얻기 위해 모니터 스텝에 의해 검출된 서브파라미터의 퍼지조작을 수행하는 조작스텝과,

상기 조작스텝에서 얻은 제어파라미터를 변경하는 제어스텝을 포함하고 있다.

상기 소정주기시간은 수지 종류를 변경개시하는 포인트에서 목표치를 제어파라미터의 오버액션 후에 변경될 목표수지종류에 따른 값으로 설정하는 포인트까지의 시간이다.

상기 경우에 있어서, 상기 방법은 중합반응기내에서 소정주기시간동안 서브파라미터로서 압력만을 제어하기 위해 제어파라미터를 변경하는 스텝을 더 포함하고 있다.

상기 제조패턴은 과거의 제조달성결과에 따라 얻을 수 있다.

상기 폴리올레핀은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌왁스로부터 선택된 제조품이다.

상기 제어파라미터는 수소공급량이다.

상기 제어파라미터는 촉매공급량이다.

상기 제어파라미터는 2~8의 탄소원자를 갖는 α-올레핀중 적어도 하나의 공급량이다.

상기 서브파라미터는 수소대 프로필렌비와 수소대 에틸렌비 중 하나이다.

상기 서브파라미터는 중합반응기의 압력과 온도중 적어도 하나이다.

본 발명의 제3태양에 의한 폴리올레핀수지 제조플랜트의 제어장치는

복수종류의 폴리올레핀수지르 제조할 수 있는 제조시스템과,

제조시스템에 의해서 제조할 수 있는 복수의 폴리올레핀수지항목을 인덱스데로서 미리 등족하기 위한 종목데이타베이스 섹션과,

상기 제조시스템에 의해서, 현재 운영중인 제조프로세스하에서 제조되는 현재 수지 종목과 상기 제조시스템에 의해서 제조될 다음 목표수지 종목의 각 조합을 위해서 조작패턴테이블로서 최적종류를 변경하는 조작의 조작패턴을 미리 저장하는 패턴스토리지와,

상기 조합을 판별하기 위해 다음 목표수지의 종목과 현수지종목을 비교하고, 조작패턴테이블로부터의 판별결과에 대응하는 조작패턴을 선택하는 패턴선택기와,

상기 제조시스템에 의해서 제조될 수지 종류를 변경하기 위해 패턴선택기로 선택된 조작패턴에 따라 프로세스제어를 실행하는 변경제어기로 구성된다.

상기 패턴스토리지는 조작패턴테이블의 원료공급량의 연속적인 변경에 대한 정보와 각 수지 종류에 대한 제어목표값을 포함하고 있다.

상기 패턴선택기는 종류변경조작을 위해 선택된 조작패턴에 의한 제어개시시간을 현재수지종류에 대해 얻은 제조종료시간에 따른 각 조작패턴의 최적시간으로 설정하는 기능을 포함하고 있다.

상기 제조시스템은 중합반응기를 갖고 있어 분자량과 폴리올레핀공중합체 조성물 중 적어도 하나가 서로 다른 복수종류의 폴리올레핀수지를 제조하는데 사용되고, 상기 패턴스토리지는 적어도 수소농도와 중합촉매화성간의 관계에 의한 중합반응기내의 수소농도를 미리 분할하여 얻은 각 복수의 죤에 대해 설정된 최적조작패턴을 조작테이블에 등록한다.

상기한 경우에 있어서 상기 제조시스템은 분자량과 폴리프로필렌 공중합체조성물 중 적어도 하나가 서로 다른 복수종류의 폴리프로필렌을 제조한다.

본 발명의 제4태양에 의한 폴리올레핀수지제조플랜트의 제어장치는 연속중합을 위한 중합반응기에 공급된 성분의 조성물을 연속적으로 변경하기 위한 중합반응기를 갖는 제조시스템을 구비하여 다른 종류의 중합체를 제조하고,

상기 제어장치는 연속중합에서 한 종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경하기 위해 패턴수토리지에 저장된 조작 패턴에 의한 제어파라미터를 변경하기 위한 변경제어기와, 제어파라미터의 변경에 따라 변경되는 서브파라미터를 항상 검출하고 감시하는 모니터섹션과,

제어파라미터의 변경 후에 소정주기시간이 경과할 때 상기 제어파라미터와 서브파라미터가 변경될 목표수지에 대응하는 목표값에 접근하도록 변경제어기의 퍼지제어를 수행하기 위한 퍼지제어기로 구성되어 있다.

상기 퍼지제어기는 상기 제어파라미터의 정보를 얻기 위해 모니터섹션에 의해 검출도니 서브파라미터의 퍼지조작을 수행하기 위한 조작섹션과,

상기 조작섹션에서 얻은 제어파라미터를 변경하는 제어기를 포함하고 있다.

상기 퍼지제어기는 수지종류를 변경개시하는 포인트에서 목표치를 제어파라미터의 오버액션후에 변경될 목표 수지종류에 따른 값으로 설정하는 포인트까지의 시간으로 소정주기시간을 설정한다.

상기 경우에 있어서 상기 퍼지제어기는 중합반응기내에서 소정주기시간동안의 서브파라미터로서 압력만을 제어하기 위해 제어파라미터를 변경한다.

조작패턴으로서 상기 패턴스토리지는 과거의 제조달성결과에 따라 얻은 조작패턴을 저장한다.

상기 제조시스템은 폴리올레핀으로서 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리에틸레왁스 중 하나를 제조한다.

상기 제조시스템은 제어파라미터로서 수소공급량을 사용한다.

상기 제조시스템은 제어파라미터로서 촉매공급량을 사용한다.

상기 제조시스템은 제어파라미터로서 2~8의 탄소원자를 갖는 α-올레핀 중 적어도 하나의 공급량을 사용한다.

상기 제조시스템은 서브파라미터로서 수소대 프로필렌비, 수소대 에틸렌비 중 하나를 사용한다.

상기 제조시스템은 서브파라미터로서 중합반응기내의 압력과 온도 중 적어도 하나를 사용한다.

본 발명에 의해 구현되는 폴리올레핀수지제조플랜트의 제어방법 및 제어장치에 의하면,

제조시스템으로 제조가능한 복수의 폴리올레핀수지의 종목이 인덱스데이타로서 종목데이타베이스내에 미리 등록되고, 최적 종류를 변경하는 조작의 조작패턴이 현재 운전중인 제조프로세스하에서 제조되는 현재수지종목과 상기 제조시스템에 의해서 제조될 다음 목표수지 종목의 각 조합을 위해서 패턴스토리지내에 조작패턴테이블로서 미리 저장되고, 현재수지종목에 대응하는 조작패턴과 제조될 다음 목표수지 종목이 조작패턴테이블로부터 선택되고, 상기 선택된 조작패턴에 의한 프로세스제어가 상기 제조시스템으로 제조될 수지종류를 변경하기 위해 실행된다.

이러한 제어시스템은 표준규격과 맞지 않는 제조품의 발생을 억제하고 한종류의 수지종류를 다른 종류로 변경하는데 적절하고 효율적인 자동화를 달성할 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 효과는 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한 다음 설명에서 명백하게 밝혀질 것이다.

본 발명의 양호한 실시예 1에 의한 폴리올레핀수지제조플랜트의 제어시스템에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명하겠다.

[실시예 1]

제1도를 참조하여 본 발명의 실시예 1에 의한 폴리올레핀수지 제조플랜트의 제어시스템을 설명하겠다.

제1도의 제어시스템은 버스(1), 프로세스컴퓨터(2), 오퍼레이터스테이션(3), 다기능제어기(4), 무정지자동제어기(UAC)(5), 배선섹션(6), 원료공급벨브(7), 자기디스크장치(8)로 구성되어 있다.

제1도에 있어서 프로세스컴퓨터(2)와 오퍼레이터스테이션(3)이 버스(1)에 접속되어 있다. 이들 프로세스컴퓨터(2)와 오퍼레이터 스테이션(3)은 시스템의 일반적인 제어를 수행한다.

또 버스(1)에는 오퍼레이터 스테이션(3)에 의해서 제어되는 다기능 제어기(4)가 접속되어 있다. 또 다기능제어기(4)용 제어데이타는 다기능 제어기(4)를 거쳐서 각각의 무정지 자동제어기(5)로 전송되고, 비록 다기능제어기(4)가 정지하는 경우에도 무정지자동제어기(5)는 요구되는 처리를 수행할 수 있다.

플랜트로 원료를 공급하는 원료공급벨브(7)가 배선섹션(6)를 거쳐서 고나련된 다기능제어기(4)에 접속되어 있어, 상기 다기능제어기(4)가 인접한 원료공급벨브(7)의 개폐를 제어하게 된다.

상기 하드웨어 구성으로 실현되는 제어시스템의 더 구체적인 기능을 제2도를 참조하여 설명하겠다.

제2도에 도시한 종목 데이터베이스(9)와 조작패턴 테이블(10)을 제1도에 도시한 프로세스 컴퓨터(2)의 외부메모리유니트로서 자기디스크장치(8)내에 설정된 스토리지영역에 저장되어 있다.

예를 들어 약 100종류의 수지를 항목 데이터베이스(9)에 인덱스 또는 인덱스데이타로서 등록한다. 상기 항목 데이터베이스(9)는 일종의 각 제조품종류의 조작조건데이타베이스이다.

각 수지종류에 대해서 유량, 온도, 압력 등의 프랜트조작프로세스데이타의 규정값과 MFR 등의 제조품의 목표값이 항목데이타베이스(9)내에 연속적인 형태로 등록되어 있다. 각각의 원료공급패턴이 조작값으로 된 조작 패턴이 수지종류에 대한 목표값과 변경될 다음 목표수지에 대한 목표값의 조합에 따라서 각각 조작패턴 테이블(10)에 등록되어 있다. 각 조작패턴은 조성값과 원료공급패턴의 조합패턴과 같다.

상기 프로세스컴퓨터(2)는 현재의 조작프로세스 데이터 또는 현재수지 종류의 조작 프로세스데이타와 다음 수지종류의 조작프로세스데이타의 규정값을 비교하여 상기에서 비교된 조작프로세스데이타의 조합에 따라서 조각패턴테이블(10)로부터 최적의 조작패턴을 독출하고, 조작패턴에 따라 다기능제어기(5)를 제어한다. 현재의 수지종류에 대한 종료시간이 이전과 같이 설정되면 프로세스컴퓨터(2)는 조작패턴테이블(10)로부터 최적의 조작패턴을 선택하고, 현재의 수지종류에 대한 종료시간에 따라 각각 선택된 조작패턴의 최적조작패턴에 대한 개시시간을 선택해야 한다.

본 시스템에서 사용된 원료공급패턴에 대해서 수소공급속도의 패턴을 예로서 설명하겠다.

제3도에는 중합반응기내의 수소농도(%)와 중합촉매화성(상대값) 또는 중합반응기내의 수소농도의 변경에 따른 중합촉매의 활성 변화간의 관계를 나타냈으나 용액중합, 슬러리중합(surry polymerization), 벌크중합(bulk polymerization) 및 기상 중합(gas-phase polymerization)에서도 경향은 같다.

제3도에 있어서, 한종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경할 때에 분자량을 감소시키기 위해서 예를 들어 저분자량을 갖는 중합체가 제조될 때까지 필요최소한의 수소량을 한 번에 공급하는 것이 효과적이다. 그러나 제3도에서 명백한 바와 같이 수소농도가 상승할 때 중합촉매활성이 상승하므로 수소농도의 급격한 상승은 이상중합을 유발하게 된다. 그러므로 현재수지종류의 조작값에서는 수소농도와 다음수지종류에 대한 목표 수소농도를 비교하여 최적의 공급패턴을 선택한다.

본 시스템에 의하면 반응기내의 수소농도는 반응기내의 수소농도와 중합촉매활성간의 관계에 따라 복수의 죤으로 미리분할되고, 분할된 각각의 죤에 대해서 얻은 최적의 조작패턴이 조작패턴테이블(10)내에 등록되어 있다.

제4a도 내지 제4d도는 분할된 각 죤에 대해서 조작패턴테이블(10)에 등록될 수소공급량의 변화패턴 또는 원료공급패턴을 나타냈다.

제4b도는 다음수지종류에 대한 조건에 따른 수소공급량을 증가시키는 패턴으로 현재수지종류에 대한 조작값의 수소농도와 다음수지종류에 대한 목표값의 수소농도간의 차이가 0.5%미만인 경우에 적합한 패턴이다.

제4c도에 나타낸 패턴은 두 번째 스텝의 수소공급량을 상승시키는 패턴으로 현재수지종류에 대한 조작값의 수소농도가 2%미만이고 현재수지종류에 대한 조작값의 수소농도와 다음수지 종류에 대한 목표값간의 차이가 0.5%미만인 경우에 적합한 패턴이다.

제4a도는 일시적으로 수소공급량을 과공급한 패턴으로 현재수지종류에 대한 조작값의 수소농도가 표 1에 나타낸 범위를 벗어나는 경우에 적합한 패턴이다.

제4d도는 수소공급량을 감소시킨 경우의 패턴을 나타낸다.

표 1은 현재 수지종류에 대한 조작값과 다음 수지종류에 대한 목표값의 조합에 따라 어느패턴을 선택해야 하는가를 나타낸 것으로 최우측컬럼은 시간당 수소공급량을 나타내고 있다.

[실험예 1]

중합반응기내에서 한 종류의 수지를 다른 종류로 변경하기 위한 종류변경조작을 현재 수지종류에 대한 조작치의 수소농도가 2%미만이고, 다음수지종류에 대한 조작치의 수소농도가 4%이상인 경우에 실행했다.

상기 프로세스컴퓨터(2)는 분산다기능 제어기(4)로부터 현재수지종류에 대한 조작값을 독출하고 항목데이타베이스(9)로부터 변경될 다음수지종류의 항목을 독출하여 상기 양 수지에 대한 수소농도의 목표값간의 차이를 검출했다. 그 결과 상기 표 1에 따라서 제4c도의 패턴이 선택됐다.

제4c도에는 첫 번째 스텝에서 수소공급량을 20Nm /N 로 상승시키고, 촉매공급속도를 감소시키고, 중합반응기 내의 중합량이 낮도록 촉매농도를 감소시킨 후, 수소공급량을 55Nm /Hr까지 더 증가시킨 두 번째 스텝의 수소공급패턴을 나타냈다. 수소농도가 목표값에 도달했을 때 수소공급량을 3.5Nm /Hr의 규정값으로 감소시킨 후 목표수소농도를 제공급하기 위해 수소공급량을 조정했다. 이러한 제어하에서 제조된 중합체의 물성을 규정값에 맞추는데 2시간 10분이 소요되었다.

[비교예 1]

실험예 1에서 행했던 것과 동일한 제어를 분산다기능제어기만으로 오퍼레이터가 수동조작하여 실행했다.

한 종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경할 때 오퍼레이터는 동시에 다른 복수의 제어루프의 설정값을 변경 및 이들 제어루프를 감시하고, 총체적으로 설정값을 판단하면서 조건변경조작을 수행했다. 설정값을 충분히 안전성을 고려하여 변경해야 하므로 상기 설정값을 안전성의 관점에서 최소수준으로 설정했다.

이 경우에 이상중합방지를 위해서 수소공급량을 20Nm /Hr의 속도로 2시간 동안 공급하고, 수소농도의 상승을 감시하면서 수소공급량을 40Nm /Hr로 상승시켰다. 수소농도가 규정수준까지 상승한 것을 확인한 후에 수소공급량을 3.5Nm /Hr까지 낮추었다.

이러한 제어하에서 적절한 수지종류변경이나 제조품의 물성값을 규정값에 맞추는데 3시간 45분이 소요됐다.

제5도에 실험예 1과 비교예 1의 수소농도(%)의 변경을 나타냈다.

제5도에서 명백한 바와 같이 본 발명은 다음수지종류의 물성값이 규정값에 도달하도록 시간을 단축할 수 있었다.

[실험예 2]

실험예 1에서 사용된 동일한 시스템구성으로 저분자량의 제조품을 고분자량의 제조품으로 변경했다.

수소농도를 저하시키는데는 수소를 일시적으로 공급중단하고, 탈수소를 행하는 것이 효과적이다. 여기서 탈수소(dehydrogenation)란 증합반응기로부터 반응단량체가스와 함께 수소를 방출시키는 조작을 의미한다. 이러한 방법은 수소농도를 감소시키는데 요구되는 시간을 양호하게 단축시킬 수 있다. 또 이러한 방법은 반응에 영향을 미칠 수 있는 반응기내의 압력을 저하시킬 수 있으나 다량의 수소를 방출시킬 수는 없다. 이러한 관점에서 상기 방법은 보조방법으로 사용해야 한다.

본 실험예에서 프로세스컴퓨터(2)는 제4D도의 패턴을 선택하여 수소공급을 일시적으로 중단하고, 탄수소를 행하여 수소농도가 규정수준이면 수소공급량을 규정값 4.5Nm /Hr로 낮추었다. 이러한 경우에 한종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경하는데는 3시간이 소요되었다.

[비교예 2]

실험예 2에서 행했던 것과 동일한 제어를 오퍼레이터가 수동으로 수행했다. 여기에서도 한 종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경할 때 오퍼레이터가 다른 복수의 제어루프설정치를 변경 및 이들에저루프를 감시해야만 하므로 먼저 수소공급량을 일시적으로 정지하는 조작만 행하고, 그 후에 수소공급량을 규정값 4.5Nm /Hr로 복귀시켰다.

이러한 경우에 수지종류의 적절한 변경을 완료하는데 5.5시간이 소요되었다.

제6도에는 실험예 2와 비교예 2의 수소농도와 연속적인 변화를 나타냈다. 제6도에서 명백한 바와 같이 본 발명은 다음 수지종류의 물성값이 규정값에 도달하도록 하는 시간을 단축할 수 있었다.

제1도에 나타낸 시스템을 프로세스 컴퓨터가 종류변경제어를 수행할 수 있도록 기존의 분산제어시스템의 버스에 프로세스 컴퓨터를 접속하여 실현할 수도 있다.

종류변경제어 실행에 있어서, 현재 수지종류의 조작 프로세스 데이터를 다음 수지종류의 조작 프로세스 데이터의 규정값과 비교하고 양값의 차이를 구하여 적절한 조작패턴을 선택했다.

조작패턴테이블내의 등록될 조작 패턴은 현재수지종류에 대한 조작완료후에도 조작이 정지되지 않고 다음 수지종류에 대한 조작의 연속적인 이행을 확보하기 위해서 제조될 다음 수지종류의 조작 프로세스 데이터의 규정값에 도달하도록 하기 위하여 필요한 것이다. 이것은 수지 종류변경시 규격에 맞지 않게 제조될 제조품의 량과 다음수지종류 제조의 조작에 대한 이행을 안정적이고 효율적으로 달성할 수 있다는 점에서 최적의 조작패턴으로 생각된다. 조작프로세스테이타의 조건을 여러 패턴 종류로 분할하여 상기 조작패턴을 얻는다.

각 수지 종류의 목표치와 각 원료의 공급량의 연속적인 변경을 조작패턴테이블내에 등록할 때 각 수지종류에 대한 수동조작을 미리 행하여 이루어진 분석결과에 따른 조작 패턴을 등록할 수 있다.

이러한 것은 각각의 오퍼레이터의 숙련도에 의존하지 않아도 되는 제어를 확보할 수 있다.

[실시예 2]

이하, 본 발명의 실시예 2에 의한 폴리올레핀 수지 제조플랜트의 제어시스템에 대해서 설명하겠다.

실시예 2는 연속중합에서 한 종류에서 다른 종류로 중합체를 자동으로 변경하는 중합체에 대한 연속중합시스템에 적용된다.

중합체 또는 고분자재를 중합하여 제조하고, 중합체를 중합반응기에서 연속중합으로 제조할 수 있다. 이러한 연속중합은 다른 분자량과 밀도를 갖는 여러종류의 중합체를 연속적으로 제조한다.

중합반응기 내의 조성물의 전환은 한중합체를 다른 중합체로 변경할 때에 가능한한 많은 수의 중간제조품(한 종류의 중합체에서 다른 종류의 중합체로 전환할 때 일시적으로 제조되는 규적외 제조품)을 감소시키기 위해 연속중합에서 신속하고 안정되게 수행해야 한다.

예를 들어 분자량 변경에 있어서 수소, 에틸렌 및 프로필렌의 공급량비 또는 분자량/밀도 변경에 있어서 프로필렌과 에틸렌의 공급량비 등의 공급된 가스의 공급량비는 중합반응기의 조성물 변경에 상응하고, 중합체 종류 또는 중간 제조품을 변경하는 인덱스이다.

종래기술의 일예로 가스크로마토그래피로 측정한 값의 비를 에틸렌의 공급량을 일정하게 유지하면서 촉매공급량, 수소공급량, 프로필렌공급량 등을 조절하여 중간제조품의 종류에 대한 목표값에 접근시키기 위해서 일정주기 시간 동안 촉매, 수소 또는 프로필렌을 과공급한 후 상기 목표치의 비를 원래상태로 복귀시키는 기술을 들 수 있다. 상기한 바와 같이 통상적으로 중합체 종류를 전환하는 것은 오퍼레이터가 수동으로 행하므로 이 오퍼레이터의 지식과 경험에 의한 기술에 주로 의존하게 된다. 따라서 중간 제조품에 대한 시간이 오퍼레이터에 따라 다양해져서 중간 제조품의 질을 안정시키기가 어렵다.

이러한 관점에서 본 발명의 실시예 2에서는 제조품의 질을 개량하면서 연속중합에서 한 종류의 중합체에서 다른 종류의 중합체로 자동적으로 또 신속하게 전환할 수 있는 중합체용 연속중합시스템을 제공한다. 즉, 실시예 2는 폴리올레핀수지제조플랜트에 대한 본 발명의 제어시스템을 적용하는 중합체용 연속중합 시스템에 관한 것이다. 제7도에는 실시예 2의 하드웨어 구성을 나타냈다.

상기 중합체용 연속중합시스템은 조성물을 연속적으로 전환하여 달성되는 다른 종류의 중합체를 순차적으로 생산한다.

제7도의 중합체용 연속중합 시스템은 모델알고리즘제어섹션(이하 MAC 섹션이라 함)(21)와 분산제어시스템섹션(이하 DCS 섹션라 함)(23)와, 중합 반응기(28)로 구성되어 있다.

상기 MAC섹션(21)은 DCS섹션(23)의 모델패턴을 설정하고 퍼지제어를 수행한다. 따라서 MAC섹션(21)은 모델패턴파라미터, 퍼지파라미터와 종목조건파일을 관리하고 퍼지제어를 관리한다.

상기 DCS섹션(23)은 프로그램제어에 의한 모델패턴을 실행하여 시스템의 일반제어와 시켄스제어를 수행한다.

상기 MAC섹션(21)은 DCS섹션(23)이 준비한 테스트시켄스에서 오버액션부를 패턴화하여 얻은 모델패턴을 사용하여 모델예상제어를 실행한다.

상기 모델패턴(Model pattern)은 각각의 중합체종류에 대한 과거의 달성결과에 따라 설정된 수소와 프로필렌의 공급량 조작 패턴이다. 각 중합체 종류에 대한 모델을 구성하기 위해 능숙한 오퍼레이터의 경험에 의존하여 조작을 패턴화하는 계획은 모델예상제어 범주에 속한다. 최적화 목적을 달성하기 위해서 모델예상제어를 적용한 제어장치를 사용해야 한다.

상기 모델예상제어는 예를 들어 MAC(모델연산제어)와 DMC(동적매트릭스제어)를 포함한다. 모델예상제어의 일반적인 방법에서는 제8도에 도시한 바와 같이 이전 조작데이타로부터 제어목표 중 미래행동(Y(t), Y(t+1), - - -)을 예상하고 제한시간내에 이를 제어하기 위해 제어 알고리즘내에서 프로세스의 동적특성모델을 사용한다.

모델패턴만의 사용으로 MAC(21)의 퍼지제어(fuzzy control)는 가끔 변경되는 물성의 제어와 일치하지 않을 수 있다. 따라서 물성을 목표값으로 제어하는데 퍼지제어를 사용한다. 퍼지제어에 있어서 멤버숩기능(membership function)과 퍼지룰(fuzzy rule)은 인간과 같은 제어조작을 달성하기 위해 수동제어조작과 관련하여 설정된다.

중합체용 연속중합 시스템은 프로세스 피드백(feed back)값에 대해 퍼지조작하고 재차 프로세스상의 조작 결과를 반영한다. 특히 중합체용 연속중합 시스템은 각각의 중합체 종류에 대한 과거 조작달성결과 데이타로부터 획득된 모델패턴에 따라 제어를 수행하는 시켄스제어와 상기 시켄스제어보다 더 높은 수준의 퍼지제어를 수행하고 선행제어에 대해 DCS부(23)에 조작결과를 설정하는 간접선행제어를 실행한다.

상기 DCS섹션(23)은 범용컴퓨터 시스템(즉, CENTUM(요코가와 일렉트릭 컴파니사(제) 또는 TDCS(야마타게 하니웰 컴파니사제))를 사용하여 구축할 수 있고, 이 DCS섹션은 오퍼레이터 스테이션(24)과 오퍼레이터 콘솔(25), 필드제어기(26)를 포함하고 있다. 필드제어기(26)는 후에 기술할 배치설정기(batch setter)(55)를 갖고 있다.

상기 MAC섹션(21)은 구체적으로 도시하지 않았으나 하드디스크드라이브와 랜덤액세스메모리 및 RS71 인터페이스 카드를 갖고 있고 소프트웨어에 의해 상기 시스템을 작동시킨다.

상기 소프트웨어는 라인제어기, BASIC 인터프, 인터페이스카드유틸리티, 상호작용그래픽유틸리티, 상호작용그래픽유틸리티, 트랜드 라이브러리(trend library), 데이타베이스유틸리티, DOS(디스크작동시스템), 컨버젼유틸리티, 쉘 및 퍼지처리프로그램(패키지화전프로그램인 AdMAS등)을 포함하고 있다.

촉매, 수소, 에틸렌 및 프로필렌단량체 등은 중합을 위해 중합반응기(28)에 적절하게 공급되다. 상기 필드제어기(26)는 촉매공급량, 수소공급량, 프로필렌공급량 등의 데이터를 수신한다. 상기 필드제어기(26)는 중합반응기(28)내에 압력과 온도, 가스 크로마토그래프비를 제어한다.

상기 중합반응기(28)는 연속중합을 수행한다. 상기 중합체는 분자내에 각각 C-C 이중결합을 갖는 α-올레핀이 중합에 의해 얻은 고분자화합물인 폴리올레핀이다. 상기 폴리오레핀은 라디칼 중합으로 합성된 저밀도 폴리에틸렌을 포함하고 있다. 또 상기 폴리올레핀은 중간정도의 밀도 또는 고밀도 또는 폴리올레핀왁스를 갖느 폴리에틸렌일 수도 있다.

소프트웨어에 의해 달성되는 중합체용 연속중합시스템의 기능구조를 설명하겠다.

제9도는 MAC섹션(21)의 기능구성을 나타내고, 제10도는 DCS섹션(23)의 기능구성을 나타낸다.

중합용 연속중합시스템의 소프트웨어는 제9도에 도시한 MAC 기능부와 제9도에 도시한 DCS시켄스 기능부로 구성된다.

상기 MAC 기능부는 데이터 베이스(29), 퍼지제어섹션(31), 트랜드감시섹션(32), 데이터베이스 입/출력 섹션(33), 데이터 수집섹션(36), 데이터설정섹션(37), 퍼지프로세서(38), 단순시뮬레이터(41), 이행데이타수집섹션(42), 이행설정섹션(43), 파일선택기(44), 데이터분석/트랜드섹션(45)을 포함하고 있다.

퍼지제어섹션(31)은 퍼지프로세서(38)의 데이터입/출력과 종목조건파라미터를 관리하고 모델패턴의 압력제어데이타 처리, 조작 등의 퍼지제어를 수행한다. 환원하면, 상기 퍼지제어 섹션(3)은 수소공급량과 촉매 공급량 등의 제어 파라미터 값에 따라서 변경되는 가스크로마토그래피비, 압력, 온도 등의 서브파라미터를상기 제어 파라미터값이 변경된 후, 소정시간이 경과하는과저에서 변경될다음 종류의 중합체와 관련된 목표값에 접근되도록 하는 퍼지제어를 실행한다.

트랜드모니터섹션(32)은 퍼지제어의 내용과 상태를 표시하기 위해 시타임으로 이행상태의 트랜드 표시를 한다.

상기 데이터입/출력 섹션(33)은 상기한 모델패턴 파라미터, 종목조작조건데이타 등의 데이터베이스(29)내의 데이터파일(29A)에 대한 입/출력 접근을 관리하고 이들 데이터를 입력, 변경한다.

상기 단순시뮬레이터(41)는 프로세스시뮬레이션의 단순모델방정식과 처리모델방정식을 저장하고 중합체의 물성을 추론하고 퍼지출력을 검사하는 프로세스시뮬레이션 기능을 갖고 있다.

상기 데이터 수집섹션(36)은 라인제어기상에서 호출되는 통신소프트웨어를 거쳐서 DCS섹션(23)으로부터 데이터를 수집하여 공통영역에 상기 데이터를 저장한다. 즉 데이터 수집섹션(36)은 상기한 서브 파라미터값을 검출하기 위한 검출섹션으로 사용된다.

상기 퍼지프로세서(38)는 퍼지처리 프로그램의 서브 프로그램으로 제공되 퍼지제어섹션을 결합하고, 퍼지제어 섹션(31)의 제어하에 퍼지조작을 실행한다. 즉 상기한 제어파라미터 값은 데이터수집세션(36)이 수집한 서브파라미터값의 퍼지조작으로부터 얻게 된다.

데이터 설정섹션(37)은 수지종류의 모델패턴 데이터를 설정하고, 퍼지제어를통하여 얻은 값을 필드제어기(26)의 배치 설정기(55)에 설정한다.

퍼지 처리프로그램은 퍼지룰과 멤버쉽 등을 구축한다.

각 퍼지룰은 각각 퍼지설정 등으로 구성도니 조건(IF)부와 결론(THEN)부를 갖는다.

퍼지룰의 일부예는 다음과 같다.

룰 1

X가 A이고, Y가 B이면 Z는 C이다.

룰 2

X가 A이고, Y가 B이면 Z는 C이다.

상기 두가지 룰은 두가지 조건부 변후 X는 A이고 Y는 B와 한가지 결론부 변수 Z는 C를 갖는다.이 룰에 있어서 A, A, B, B, C및 C는 퍼지설정이다.

상기 멤버쉽 기능은 양자화를 위한 퍼지룰부를 한정한다.

상기 퍼지조작은 주어진 값으로 각 룰의 조건부의 정합성(matchability)(적합우수)을 얻고, 상기에서 얻은 정합성에 따라 각 룰의 추론결과를 얻은 후, 각 룰의 추론결과로부터 최종추론을 얻는다.

상기 단순 시뮬레이터(41)는 이행 데이터파일(29A)로부터 퍼지 프로세서(38)로 데이터를 입력하고, 트랜드 모니터 섹션(32)상에 출력값의 트랜드 표시를 제공하고, 멤버쉽기능의 설정과 표시된 결과에 따른 퍼지제어에 대한 퍼지룰을 조절한다.

이행 데이터 수집 섹션(42)은 예를들어 이행시작, 1시간전부터 이행종료까지 데이터 베이스(29), 데이터파일(29A)내에 88피스데이타를 기억한다.

상기 이행설정섹선(43)은 트랜드 종목과 데이터수십 개시시간을 설정한다.

파일선택기(44)는 표시될 이행데이타 파일(29A)을 선택한다. 상기 데이터 분석/트랜드섹션(45)은 데이터파일(29A)내의 트랜지션데이타의 트랜드 표시를 나타낸다.

그리고 DCS 시켄스 섹션(50)은 시스템 제어 시켄스섹션(51), 파라미터 설정시켄스 섹션(52), 퍼지제어시켄스섹션(53), 모델패턴시켄스섹션(54) 및 상기 배치실정기(55)를 갖고 있다.

상기 퍼지제어 시켄스 섹션(53)과 모델패턴시켄스 섹션(54)은 종합반응기(28)를 제어한다.

상기 시스템제어 시켄스 섹션(51)은 수지종류 선택과 사용중의 시켄스선택, 시켄스의 개시 및 정지, 모델패턴파라미터의 선택 및 MAC섹션(21)과의 통신을 제어하다. 상기 수지종류는 8비트코드로 관리되고 2진코드는 10진법의 종류번호로 관리된다.

상기 파라미터 설정시켄스 섹션(52)은 수지종류가 선택된 후 시켄스의 초기화에 따라 MAC섹션(21)과 통신하여 DCS섹션(23)의 배치설정기(55)의 모델패턴 파라미터를 설정한다.

상기 파라미터 설정시켄스 섹션(52)은 배치설정기(55)의 두 모델패턴파라미터와같은 값을 설정한다. 이 시켄스 섹션(52)은 상기 두값을 서로 비교하여 배치설정기(55)에 설정하고, 이들 두값이 동일하면 적절한 통신이 수행되는지 여부를 판정하고, 프로그램설정기(도시하지 않음)내에 이 값을 설정한다. 상기 배치설정기(55)내에 상기 두모델패턴파라미터가 서로 상이할 경우, 시켄스섹션(52)는 MAC세션(21)에 통신에러메시지를 보내고 통신을 재시도한다.

상기 퍼지제어 시켄스 섹션(53)은 MAC섹션(21)의 데이터 설정섹션(37)으로 설정될 퍼지 조작값을 관리하고 배치설정기(55)가 제어태그내에 기입하도록 한다. 이러한 시켄스 섹션(53)은 모델패턴파라미터의 설정 후 소정주기시간이 경과할 때 사용가능하고, MAC섹션(21)과 DCS(23)간의 통신을 제어한다.

상기 모델패턴시켄스섹션(54)은 패터닝을 최적화하고 퍼지파라미터가 아직 구축되지 않은 수지 종류의 모델패턴을 구성하는 패터닝 시켄스이다. 이러한 시켄스섹션(54)은 연속중합에서 한종류의 중합체를 다른 종류의 중합체로 전환할 때 각 종류에 대한 모델패턴에 따른 제어 파라미터값을 변경한다.

중합체용 연속중합시스템에서 연속 중합을 위한 제어조작에 대해 설명하겠다.

제11도는 연속중합제어를 설명하는 플로우챠트이고, 제12도는 중합이행의 제어특성을 설명한 도면이다.

먼저 상기 MAC세션(21)은 모델패턴(스텝 S00)을 구축한다. 이러한 경우에 상기 테스트 패턴시켄스가 예를 들어 18종류의 패터닝을 수행하고 또 상기 패터닝을 수소공급량, 촉매공급량, 프로필렌공급량의 3개의 파라미터에 대해 수행했다.

제13도는 수소의 모델패턴을 설명한 도면이다. 제13도에 도시한 바와 같이 상기 수소패턴은 오버액션시에 25분동안 30Nm /Hr의 수소공급속도와 30분동안 120Nm /Hr의 수소공급을 나타낸다.

상기 촉매에 대해서는 활성이 항상 다양하므로 공급량을 미리결정하는 것이 어렵다. 그러므로 과거 달성결과에 따라 활성의 변화비를 획일화하고, 이행 시간에서의 활성에 따라 자발적으로 MAC세션(21)이 공급량을 계산한다.

상기한 구성의 모델패턴이 과거실행결과로부터 어느 정도 최적화되므로 중합 이행시간을 단축시킬 수 있다. 예를들어 이행 작업(피드다운 및 피드엎 포함)에 요구되는 시간은 평균 약 12시간이다.

중간생성물종류의 설정과 시켄스의 개시 및 정지는 오퍼레이터 스테이션(24)의 스크린사에서 실행되고 메시지가 DCS섹션(23)에서 MAC섹션(21)으로 전송된다(스텝S01).

상기 MAC섹션(21)은 DCS섹션(23)으로부터 메시지를 수신하여 DCS섹션(23)으로 확인메시지를 송신한다(스텝S02).

다음에 상기 MAC섹션(21)은 DCS섹션(23)으로부터의 메시지가 정확한 지 여부를 판정한다(스텝S03). DCS세션(23)으로부터의 메시지가 정확하면 상기 MAC섹션(21)의 데이터설정섹션(37)이 DCS섹션(23)의 배치 설정기(55)에 모델패턴파라미터를 설정한다(스텝S04).

본 예에서 두가지의 동일한 모델패턴 파라미터가 배치설정기(55)에 설정되어 있다.

그리고, 상기 DCS섹션(23)은 상기 두가지의 동일한 모델패턴 파라미터와 플래그를 비교하여 설정모델 패턴파라미터가 전송되었는지 여부를 판정한다(스텝S05).

상기 모델 패턴파라미터가 적절하게 전송되었을 경우, 종류의 퍼지설정이 수행됐는지 여부를 판정한다(스텝S06). 이러한 퍼지설정이 완료되면 시스템 제어시켄스섹션(51)은 상기 퍼지시켄스섹션(53)을 선택하고, 호출한다(스텝S07).

상기 퍼지제어시켄스섹션(53)이 서택되면 소정주기시간후에 이행조작이 미리 정의된 모델 패턴으로 개시되고 퍼지제어로 전환된다(스텝S08).

특히 전이시에 공급조건을 개시상태의 다음종류의 제조품에 대한 조건으로 변경하도록 오버액션이 수행된 후 소정주기시간 경과 후에 제12도에 도시한 H/E목표치로 가스유량을 설정하기 위해 퍼지제어가 수행된다.

소정주기신간은 전이 개시후에 오버액션의 실행과 함께 다음 제조품종류에 대한 값으로 제어목표값을 설정하기 위한 시간이고, 각 종류에 대해 설정된다.

이러한 경우에 상기 퍼지제어섹션(31)은 제12도에 도시한 퍼지제어주기동안에 가스크로마토 그래피제어(H/E제어)와 제어알고리즘에 의한 압력제어르 실행한다. 상기 제어알고리즘을 조작동안에도 미세조정을 위해 변경할 수 있다. 상기 제어사이클은 가스크로마토그래피제어와 압력제어의 두 부분으로 분리되고, 이들 각각은 임으로 설정할 수 있다.

예를 들어 매분마다 압력제어를 실행하면서 크로마토그래피제어를 매3분마다 수행한다.

상기 물성이 목표값에 도달하면 안정되고 이행이 종료되어 정상조작이 개시된다(스텝S09). 정상조작에서도 상기 퍼지제어가 계속되어 본 조작의 안정된 제어를 수행할 수 있다.

피드엎, 피드다운이 다음전이때까지 퍼지제어시켄스가 계속된다. 상기 퍼지제어 시켄스가 제어테이블에 따라 임으로 정지되면 제어는 수동조작에 의해 통상제어로 전환된다.

퍼지설정이 이루어지지 않으면 상기 시스템제어시켄스섹션(51)은 모델패턴시켄스섹션(54)을 선택하여 호출한다(스텝S10).

이러한 시켄스 섹션(54)은 오버액션시에 제12도에 도시한 바와 같이 모델패턴 제어를 개시한다(스텝S11). 이러한 경우의 패턴보상에 있어서, n분후의 압력이 압력제어를 위해 추론된다.

오버액션이 소정주기시간안에 취해지므로 상기 물성은 제어되지 않고, 중합 반응기내의 압력만이 제어된다.

높은 등급의 MAC 섹션(21)의 데이터수집섹션(36)은 예를 들어 매분 얻은 각 입력데이타의 5피스를 수집하고, 수집된 압력데이타의 변경비를 출력한다(스텝S12).

1분 동안의 압력변화 :

dp1=P-P1, dp2=P1-P2, dp3=P2-P3,

dp4=P3-P4, dp5=P5-P6

그리고 상기 데이터 수집센션(36)은 변화율상의 데이터에 따라 현재 포인트로부터 1분후의 압력을 추론한다(스텝S13).

1분후의 추론된 압력

AVpA=SUM(dp1, dp2, dp3, dp4, dp5)/5 + 반응기압력 D201PS

상기 데이터수집섹션(36)은 추론된 압력값이 종류조건에 의해 미리 결정된 압력포인트(상한/하한)에 도달하는지 여부를 판정한다.

이러한 시점에서 데이터수집섹션(36)은 압력을 제어하기 위해 촉매량을 변경한다(스텝S15). 촉매공급량의 단일조작량은 과거의 달성결과에 따른 모델패턴내의 제1포인트와 제2포인트 간의 차이이다.

상기 압력이 종류조건에 의해 결정된 포인트에 도달하면 MAC섹션(21)은 상한 압력신호와 하한 압력신호를 DCS섹션(23)으로 출력하여 시켄스에 근거한 제어를 수행한다(스텝S16).

상기 가스크로마토그래피제어가 이 주기동안에 실행되지 않으므로 조작이 안정상태에 진입하면 수동조작이 필요하다. 패턴 시켄스는 자동화가 아닌 모델패턴을 최적화하는데 사용된다.

중합 이행자동화는 모델패턴과 퍼지제어의 구성에 따라 수행된다. 모델패턴에 근거한 프로그램제어하에서 모델패턴을 구성하는 테스트시켄스의 패턴이 종류별 패턴의 최적화에 사용될 MAC(21)에 의해 자동적으로 설정된다.

그러므로 필요에 따라서는 중합체의 자동전환과 심지어는 한 종류의 중합체에서 다른 종류의 중합체로 자동으로 변경할 수 있는 일반적인 중합체이외의 중합체종류에 대한 퍼지파라미터를 구성하는 계획을 개량할 수 있다.

소정주기시간동안에 서브파라미터로서 중합반응기의 압력만이 제어파라미터를 변경함으로서 제어되나 물성은 제어되지 않아 이행시간을 단축할 수 있게 된다.

또 본 시스템은 즉 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 등의 2~8의 탄소원자를 갖는 α-올레핀 중 적어도 한종류의 공급량을 제어파라미터로서 사용한다.

상기에서 명백한 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않느 범위내에서 폭넓은 다른 작업형태를 본 발명에 따라 형성할 수 있다.

Claims (32)

1. 제조시스템으로 제조가능한 복수의 폴리올레핀수지 종목을 인덱스데이타로서 종목데이타베이스내에 등록하는 등록스텝과, 사기 제조시스템에 의해서 현재 운전중인 제조프로세스하에서 제조되는 현재수지종목과 상기 제조시스템에 의해서 제조될 다음 목표수지 종목의 각 조합을 위해서 조작패턴테이블로서 최적종류를 변경하는 조작의 조작패턴을 패턴스토리지내에 미리 저장하는 패턴 저장스텝과, 상기 조합을 판별하기 우해 다음 목표수지의 종목과 현수지 종목을 비교하고 조작패턴 태이블로부터의 판별겨과에 대응하는 조작패턴을 선택하는 패턴선택스텝 및 상기 제조시스템에 의해서 제조될 수지의 종류를 변경하기 위해 패턴 선택스텝에서 선택된 조작패턴에 따라 프로세스 제어를 실행하는 변경제어 스텝으로 구성된 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조플랜트의 제어방법.
2. 상기 조작패턴 테이블내에 저장된 각 조작패턴이 원료공급량의 연속적인 변경에 대한 정보와 각 수지종류에 대한 제어목표치를 포함하고 있는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 패턴선택스텝이 종류변경조작을 위해 조작패턴에 의한 제어 개시시간을 현재 수지 종류에 대해 설정된 제조종료시간에 따른 각 조작 패턴의 최적시간으로 설정하는 스텝을 포함하고 있는 것이 특징인 폴리올레핀 수지 제조 플랜트의 제어방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 제조시스템이 분자량과 폴리올레핀 공중합체 조성물 중 적어도 하나가 서로 다른 복수종류의 폴리올레핀 수지를 제조하는데 사용되고, 상기 패턴저장스텝은 적어도 수소농도와 중합촉매활성간의 관계에 의한 중합반응기내의 수소농도를 미리 분할하여 얻은 각 복수의 죤에 대해 설정된 최적조작패턴을 조작패턴테이블에 등록하는 스텝을 포함하고 있는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제조 시스템이 분자량과 폴리프로필렌 공중합체 조성물 중 적어도 하나가 서로 다른 복수종류의 폴리프로필렌을 제조하는데 사용되는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
6. 연속중합을 위해 중합반응기내에 공급된 성분의 조성물을 연속적으로 변경하기 위한 폴리올레핀수지제조 플랜트 제어방법을 제공하여 다른 종류의 중합체를 제조하고, 상기 제어방법은: 한종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경할 때 각각 미리 저장된 수지 종목에 대한 조작모델을 변경함으로써 조작패턴에 의한 제어파라미터를 변경하는 변경제어스텝과, 제어파라미터의 변경에 따라 변경되는 서브파라미터를 항상 검출하고 감시하는 모니터스텝과, 제어파라미터의 변경후에 소정주기시간이 경과할 때 상기 제어파라미터와 서브파라미터가 변경될 목표수지에 대응하는 목표값에 접근하도록 변경제어 스테에 의한 조작의 퍼지제어를 수행하는 퍼지제어 스텝으로 구성되어 있는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 퍼지제어 스텝이 제어파라미터의 정보를 얻기 위해 모니터스텝에 의해 검출된 서브파라미터의 퍼지조작을 수행하는 조작스텝과, 상기 조작스텝에서 얻은 제어파라미터를 변경하는 제어스텝을 포함하고 있는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 소정주기시간이 수지종류를 변경 개시하는 포인트에서 목표치를 제어파라미터의 오버액션 후에 변경될 목표수지 종류에 따른 값으로 설정하는 포인트까지의 시간인 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 중합반응기내에서 소정주기시간동안 서브파라미터로서 압력만을 제어하기 위해 제어파라미터를 변경하는스텝을 더 포함하고 쓴 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 제조패턴을 과거의 제조달성결과에 따라 얻는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
11. 제6항에 있어서, 상기 폴리올레핀은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌왁스로부터 선택한 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
12. 제6항에 있어서, 상기 제어파라미터가 수소공급량인 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플래트의 제어방법.
13. 제6항에 있어서,상기 제어 파라미터가 촉매공급랴인 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 제어파라미터가 2~8의 탄소원자를 갖는 α-올레핀 중 적어도 하나의 공급량인 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
15. 제6항에 있어서, 상기 서브파라미터가 수소대 프로필렌비와 수소대 에틸렌비 중 하나인 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
16. 제6항에 있어서, 상기 서브파라미터가 중합반응기의 압력과 온도 중 적어도 하나인 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어방법.
17. 복수종류의 폴리올레핀 수지를 제조할 수 있는 제조시스템과, 제조시스템에 의해서 제조할 수 있는 폴리올레핀수지 항목을 인덱스데이타로서 미리 등록하기 위한 종목데이타베이스 수단과, 상기 제조시스템에 의해서 현재 운전중인 제조프로세스에서 제조되는 현재수지종목과 상기 제조시스템에 의해서 제조될 다음 목표수지 종목의 각 조합을 위해서 조작패턴테이블로서 최적종류를 변경하는 조작의 조작패턴을 미리 저장하는 패턴스토리지 수단과, 상기 조합을 판별하기 위해 다음 목표수지의 종목과 현수지종목을 비교하고, 조작패턴테이블로부터의 판별결과에 대응하는 조작패턴을 선택하는 패턴선택수단과, 상기 제조시스템에 의해서 될 수지종류를 변경하기 위해 패턴선택기로 선택된 조작패턴에 따 프로세스제어를 실행하는 변경제어수단으로 구성된 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 패턴스토리지수단이 조작패턴테이블의 원료공급량의 연속적인 변경에 대한 정보화 각 수지 종류에 대한 제어목표값을 포함하고 있는 조작패턴을 저장하기 위한 수단을 포함하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 패턴선택수단이 종류변경조작을 위해 선택된 조작패턴에 의한 제어개시시간을 현재수지종류에 대해 얻은 제조종료시간에 따른 각 조작패턴의 최적시간으로 설정하기 위한 수단을 포함하고 있는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 제조시스템이 중합반응기를 갖고 있어 분자량과 폴리올레핀 공중합체 조성물 중 적어도 하나가 서로 다른 복수종류의 폴리올레핀수지를 제조하는데 사용되고, 상기 패턴 스토리지수단은 적어도 수소 농도와 중합촉매활성간의 관계에 의한 중합반응기내의 수소농도를 미리 분할하여 얻은 각 복수의 죤에 대해 설정된 최적조작패턴을 조작테이블에 등록하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 제조스스템이 분자량과 폴리프로필렌 공중합체 조성물 중 적어도 하나가 서로 다른 복수종류의 폴리프로필렌을 제조하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
22. 연속중합을 위한 중합반응기에 공급된 성분의 조성물을 연속적으로 변경하기 위한 중합반응기를 갖는 제조시스템을 구비하여 다른 종류의 중합체를 제조하고, 상기 각 수지종목에 대한 조작모델을 변경하여 조작패턴을 저장하기 이한 패턴스토리지와, 상기 연속중합에서 한 종류의 수지를 다른 종류의 수지로 변경하기 위해 상기 패턴스토리지에 저장된 조작패턴에 의한 제어파라미터를 변경하기 위한 변경제어수단과, 상기 제어파라미터의 변경에 따라 변경되는 서브파라미터를 항상 검출하고 감시하는 감시수단과, 제어파라미터의 변경후에 소정주기시간이 경과할 때 상기 제어파라미터와 서브파라미터가 변경될 목표수지에 대응하는 목표값에 접근하도록 변경제어기의 퍼지제어를 수행하기 위한 퍼지제어수단을 포함하고 있는 거이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 퍼지제어기가 상기 제어파라미터의 정보를 얻기 위해 감시수단에 의해서 검출된 브파라미터의 퍼지 조작을 수행하기 위한 조작수단과, 상기 짝수단에서 얻은 상기 제어파라미터를 변경하는 제어수단을 포함하고 있는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
24. 제22항에 있어서, 상기 퍼지제어수단이 수지종류를 변경 개시하는 포인트에서 목표값을 제어파라미터의 오버액션후에 변경될 목표수지 종류에 따른 값으로 설정하는 포인트까지의 시간으로 소정주기시간을 설정하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
25. 제24항에 있어서, 상기 퍼지 수단이 상기 중합반응기 내에서 소정주기 시간동안의 서브파라미터로서 압력만을 제어하기 위해 제어파라미터를 변경하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
26. 제22항에 있어서, 상기 조작패턴으로서 상기 패턴스토리지가 과거의 제조달성결과에 따라 얻은 조작패턴을 저장하는 것이 특징인 폴리올페신 수지제조 플랜트의 제어장치.
27. 제22항에 있어서, 상기 제조시스템은 폴리올레핀으로서 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌왁스 중 하나를 제조하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
28. 제22항에 있어서, 상기 제조시스템이 제어파라미터로서 수소공급량을 사용하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
29. 제22항에 있어서, 상기 제조시스템이 제어파라미터로서 촉매공급량을 사용하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
30. 제27항에 있어서, 상기 제조시스템은 제어파라미터로서 2~8의 탄소원자를 갖는 α-올레핀 중 적어도 하나의 공급량을 사용하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
31. 제22항에 있어서, 상기 제조시스템은 서브파라미터로서 수소대 프로필렌비, 수소대 에틸렌비 중 하나를 사용하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.
32. 제22항에 있어서, 상기 제조 시스템이 서브파라미터로서 중합반응기내의 압력과 온도 중 적어도 하나를 사용하는 것이 특징인 폴리올레핀 수지제조 플랜트의 제어장치.