NO166982B - Fremgangsmaate og apparat til aa frembringe et referansepunkt for prosessregulering. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår prosessregulering. En side ved oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og et apparat til å frembringe et innstillingspunkt for en andre prosessvariabel, basert på forskjellen, dersom en slik foreligger, mellom den faktiske verdi av en første prosessvariabel og innstillingspunktet for den første prosessvariabel.

I mange prosesser blir en andre prosessvariabel, f.eks. strømningshastigheten av et fluidum som tilføres eller tas ut fra prosessen, eller hastigheten hvormed varme tilføres eller fjernes fra prosessen, manipulert slik at en første prosessvariabel, f.eks. en produktsammensetning, en prosesstemperatur eller et prosesstrykk, holdes stort sett lik en ønsket verdi (innstillingspunkt) for den første prosessvariabel. Typisk oppnås dette ved bestemmelse av størrelsen av forskjellen (også betegnet som feilen), dersom noen slik foreligger, som eksisterer mellom den faktiske verdi av den første prosessvariabel og den ønskede verdi for den første prosessvariabel og manipulering av den annen prosessvariabel basert på denne feil. Generelt blir den faktiske verdi og den ønskede verdi sammen-lignet i et styreorgan som kan anvende forskjellige kontroll-former, f.eks. proporsjonal, proporsjonal-integral, proporsjonal-derivat eller proporsjonal-integral-derivat. Styrings-enheten aksepterer den faktiske verdi og den ønskede verdi og produserer et skalert utgangssignal som er representativt for en sammenligning mellom den faktiske verdi og den ønskede verdi. Skaleringen av utgangssignalet bestemmes av den type prosessvariabel som skal reguleres, dvs. dersom en strøm skal reguleres, kan utgangssignalet ha enheter i kg/time.

En prosesskontroll-ingeniør står overfor konkurrerende hensyn når han skal forsøke å holde den faktiske verdi av en førster prosessvariabel stort sett lik en ønsket verdi ved manipulering av en andre prosessvariabel. Et første hensyn er nødvendigheten av å unngå svingninger av den faktiske verdi av

. den første prosessvariabel omkring et innstillingspunkt for den første prosessvariabel. Dette kan man typisk oppnå ved unngåelse av store forandringer i den annen prosessvariabel over en kort tidsperiode, skjønt det kan ta lengre tid å tvinge den faktiske verdi av den første prosessvariabel til å vende tilbake til inn-

stillingspunktet. Det andre hensyn er at i mange prosesser er det kritisk at nøye regulering av en spesiell prosessvariabel opprettholdes på grunn av de ofte katastrofale følger av noe-; som helst betydelig avvik av den faktiske verdi av prosessvariabelen fra innstillingspunkt-verdien. I disse situasjoner er det ønskelig å anvende en stor reguleringsaksjon dersom feilen for den første prosessvariabel begynner å bli betydelig for å unngå at de uheldige følger skjer, selv om dette kan bevirke svingning av den faktiske verdi av den første prosessvariabel rundt innstillingspunktet pga. størrelsen av den reguleringsaksjon som iverksettes.

I mange prosesser hvor nøye regulering av en prosessvariabel er nødvendig, er det farligere dersom prosessvariabelen går over eller under innstillingspunktet, enn dersom den er i den motsatte tilstand. Videre øker faren ettersom størrelsen av feilen øker, da sannsynligheten for at prosessvariabelen kan overskride en prosessgrense med resulterende uheldige følger, økes. Under disse forhold kan de konkurrerende hensyn som er diskutert ovenfor, avveies i en viss grad ved å variere regu-leringsaks jonen basert på fortegnet til feilen og størrelsen av feilen. På denne måte kan der skaffes et styringssystem hvor størrelsen av den iverksatte reguleringsaksjon bestemmes av sannsynligheten for at en uønsket betingelse vil oppstå. Således blir sannsynligheten for at den uønskede betingelse vil finne sted, redusert, mens svingningene rundt innstillingspunktet holdes på et minimum.

Det er således en hensikt med oppfinnelsen å skaffe en fremgangsmåte og apparat til å frembringe et innstillingspunkt for en andre prosessvariabel basert på feilen mellom den faktiske verdi av en førsteprosessvariabel og innstillingspunktet for den første prosessvariabel, idet hastigheten hvormed innstillingspunktet for den annen prosessvariabel forandres,er avhengig av fortegnet av feilen og størrelsen av feilen.

Dette oppnås ved en fremgangsmåte og et apparat til utførelse av fremgangsmåten som angitt i kravene.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er der skaffet en fremgangsmåte og et apparat hvorved et innstillingspunkt for en andre prosessvariabel frembringes basert på feilen mellom den faktiske verdi av en første prosessvariabel og innstillingspunktet for den første prosessvariabel. Ligningen for innstillingspunktet for den annen prosessvariabel inneholder et ledd som er proporsjonalt med feilen, et ledd som er proporsjonalt med integralet av feilen og et ledd som er proporsjonalt med feilen opphøyet i en potens hvor størrelsen av potensen til hvilken feilen opphøyes, bestemmes ved feilens fortegn. Ligningen for innstillingspunktet for den annen prosessvariabel kan også inneholde et ledd som er proporsjonalt med den deriverte av feilen, hvor størrelsen av et slikt ledd bestemmes av størrelsen av feilen, og ikke bare av størrelsen av den deriverte av feilen. På denne måte genereres et innstillingspunkt som kan ta i betraktning det faktum at en stor reguleringsaksjon kan være nødvendig under visse forhold, og at en minimal reguleringsaksjon kan være nødvendig under andre forhold i en prosess.

Andre hensikter og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå fra den følgende beskrivelse av oppfinnelsen og fra de led-sagende tegninger hvor: fig. 1 er en skjematisk fremstilling av et polymerisasjons-reaksjons-system og et tilhørende styringssystem som anvender innstillingspunkt-generering ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 er et logikk flyt-diagram av den logikk som anvendes for å generere innstillingspunktet i henhold til oppfinnelsen basert på feilen mellom den faktiske verdi av en prosessvariabel og et innstillingspunkt for prosessvariabelen.

Oppfinnelsen -er beskrevet med henvisning til polymerisasjonen av eten. Oppfinnelsen er imidlertid anvendelig på en hvilken som helst prosess hvor det er ønskelig å manipulere en prosessvariabel for å holde den faktiske verdi av en annen prosessvariabel stort sett lik den ønskede verdi for en annen prosessvariabel. Det skal imidlertid bemerkes at oppfinnelsen er særlig anvendelig på regulering av faststoff-konsentrasjonen i en polymerisasjonsreaktor, da denne regulering er kritisk og det er mer uønsket at den faktiske faststoffkonsentrasjon. ligger over innstillingspunktet enn under innstillingspunktet .

En spesiell utforming av et styringssystem er angitt på fig. 1 for illustrasjon. Den spesielle utforming av styrings-systemet er imidlertid ikke et kritisk trekk ved oppfinnelsen, og oppfinnelsen er anvendelig på en rekke styrings-konfigu-rasjoner som anvendes til å manipulere en prosessvariabel slik at den faktiske verdi av en annen prosessvariabel holdes stort sett lik den ønskede verdi for den annen prosessvariabel -

Ledninger angitt som signalledninger på tegningen, er elektriske eller pneumatiske i denne foretrukne utførelsesform. Generelt er signalene som skaffes fra en hvilken som helst transduktor, elektriske. Signalene som skaffes fra strømnings-sensorer vil imidlertid generelt være av pneumatisk form. For enkelhets skyld er omforming av disse signaler ikke vist,

fordi det er velkjent i faget at dersom en strøm måles i pneumatisk form, må den omformes til elektrisk form, dersom den skal overføres i elektrisk form av en strømningstransduktor. Videre er omforming av signalene fra analog til digital form, eller fra digital til analog form heller ikke vist, fordi slik omforming også er velkjent i faget.

Oppfinnelsen er også anvendelig på mekaniske, hydrauliske eller andre signalorganer for overføring av informasjon. I nesten alle styringssystemer vil en eller annen kombinasjon av elektriske, pneumatiske, mekaniske eller hydrauliske signaler bli anvendt. Bruken av en hvilken som helst annen type signal-overføring som er forenlig med prosessen og det utstyr som anvendes, ligger imidlertid innen oppfinnelsens omfang.

En digital datamaskin anvendes i den foretrukne utførel-sesform av oppfinnelsen for beregning av det ønskede styrings-signal basert på målte prosessparametere, samt innstillings-punkter matet til datamaskinen. Digitaldatamaskinen er fortrinnsvis en OPTROL 7000 Process Computer System fra Applied Automation, Inc., Bartlesville, Oklahoma.

Signalledninger anvendes også for å representere resul-tatene av beregninger utført i en digitaldatamaskinen, og uttrykket "signal" brukes til å betegne slike resultater. Således brukes uttrykket signal ikke bare til å angi elektriske strømmer eller pneumatiske trykk, men det brukes også til å angi binære representasjoner av en beregnet eller målt verdi. De forskjellige transduktororganer som anvendes til å måle parametere som karakteriserer prosessen og de forskjellige signaler som derved genereres, kan ha en rekke forskjellige former eller formater. F.eks. kan styringselementene i systemet realiseres ved anvendelse av elektrisk-analog, digital-elektronisk, pneumatisk, hydraulisk, mekanisk eller andre lignende typer utstyr eller kombinasjoner av en eller flere slike typer utstyr. Skjønt den for tiden foretrukne ut-førelsesform av oppfinnelsen fortrinnsvis anvender en kombinasjon av pneumatiske sluttreguleringselementer i samband med elektrisk-analoge signalhåndterings- og oversettelsesapparater, kan apparatet og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen realiseres ved anvendelse av en rekke spesifikt utstyr som er tilgjengelig for og forstått av fagfolk innen området prosess-styring. På samme måte kan formatet av de forskjellige signaler modifiseres vesentlig for å imøtekomme krav til signalformat av den spesielle installasjon, sikkerhetsfaktorer, fysiske karakteristikker av måle- eller kontrollinstrumentene og andre lignende faktorer. F.eks. kan et ubehandlet strømningsmålingssignal frembragt av en trykkforskjell-måleblendestrømningsmåler vanligvis opp-

vise et generelt proporsjonalt forhold til kvadratet av den faktiske strømningshastighet. Andre måleinstrumenter kan produsere et signal som er proporsjonalt med den målte parameter, og nok andre transduktororganer kan produsere et signal som har et mer komplisert men kjent forhold til den målte parameter. Uansett signalformat eller det eksakte forhold mellom signalet og parameteren som det representerer, vil ethvert signal representativt for en målt prosessparameter eller representativt for en ønsket prosessverdi, ha et forhold til den målte parameter eller ønskede verdi som tillater angivelse av en spesiell målt eller ønsket verdi ved en spesiell signalverdi. Et signal som er representativt for en prosessmåleverdi eller ønsket prosessverdi, er derfor et signal fra hvilket informasjonen angående den målte eller ønskede verdi med letthet . kan inn-hentes uansett det eksakte matematiske forhold som hersker mellom signalenhetene og de målte eller ønskede prosessenheter.

På fig. 1 er der vist en polymerisasjonsreaktor 11.

Eten mates til polymerisasjonsreaktoren 11 gjennom en ledning 12. På samme måte blir et fortynningsmiddel, så som isobutan, ført til polymerisasjonsreaktoren 11 gjennom et ledninasorgan 14 og en katalysator, f.eks. en typisk katalysator i form av kromoksid Då silisiumoksid, eller en silisiumoksid/titanoksid-katalysator, føres til polymerisasjonsreaktoren 11 gjennom et ledningsorgan 15. Katalysatoren, som strømmer gjennom ledningen 15, vil innføres periodisk i reaktoren 11. Dette oppnås ved anvendelse av en katalysator-innmatningsventil 16 som er operabelt anordnet i ledningsorganet 15.

Reaksjonsutløpsstrømmen fjernes fra reaktoren 11 gjennom et ledninasorgan 17 og føres til en hurtigfordampningstank 18. Reaksjonsutløpsstrømmen vil bestå av polyeten, ureagert eten

og isobutan. Katalysatoren vil generelt inneholdes i polyetenet.

Polyetenet separeres fra det ureagerte eten og isobutanet

i hurtigfordampningstanken 18. Polyeten fjernes fra hurtigfordampningstanken 18 gjennom et ledningsorgan 19. Ureagert eten og isobutan fjernes fra hurtigfordampningstanken gjennom et led-' ningsorganet 21 .

Fortynningsmiddelet som mates inn i reaktoren, reagerer ikke, men anvendes isteden til å regulere faststoffkonsentrasjonen. Innstillingspunktgenereringen ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendes for å holde den faktiske faststoffkonsentrasjon stort sett lik den ønskede faststoffkonsentrasjon ved manipulering av strømningshastigheten av fortynningsmiddelet. For den spesielle polymerisasjonsprosess i hvilken innstillingspunktgenerering ifølge den foreliggende oppfinnelse ble utført, var innstillingspunktet for faststoffer i reaktoren 30%. Dersom faststoffkonsentrasjonen oversteg 33%, kunne væsken i reaktoren stivne, noe som ville føre til en fullstendig tilstoppet reaktor, hvilken er meget vanskelig å rengjøre. Dersom faststoffkonsentrasjonen skulle falle til under 25%, kunne eten overqå til gass og bryte sikringsskiven i reaktoren. Da marginen mellom innstillingspunktet og det punkt hvor væsken i reaktoren vil gå over til fast stoff, er mindre enn marginen mellom innstillingspunktet og det punkt hvor eten vil gå over til gass, er det mer kritisk at faststoffkonsentrasjonen ikke overstiger innstillingspunktet enn at den går under innstillingspunktet. Det er også lettere å bytte ut sikringsskiver i en reaktor enn å ren-gjøre en reaktor fylt med fast polymer.

En temperaturtransduktor 24 i kombinasjon med en temperatur—følerinnretninger, f-eks. et termoelement som er operabelt anordnet i reaktoren 11, skaffer et utgangssignal 25 som er representativt for temperaturen i reaktoren 11. Signalet 25 skaffes fra temperaturtransduktoren 24 som inngangssignal til en datamaskin 100 og føres spesielt til blokk 111 for utregning av faststoffkonsentrasjonen.

En gamma-tetthetsmåler 27, som kan være en stråling-tetthetsmåler (Radiation density gage) som beskrevet i Perry's Chemical Engineers Handbook, 5. utgave, avsnitt 22, McGraw-Hill, skaffer et utgangssignal 29 som er representativt for tettheten av fluidet i reaktoren 11. Signalet 29 skaffes fra en tetthetsmåler 27 som et inngangssignal til blokken lii for utregning av faststoffkonsentrasjonen.

En prøve av fluidet som strømmer til ledningsorganet 21, føres til en analysetransduktor 34 gjennom et 1edningsorgan 33. Analysetransduktoren 34 er fortrinnsvis et kromatografisk analyseapparat, såsom det kromatografiske analyseapparat Opti-chrom 102 fra Applied Automation, Inc., Bartlesville, Oklahoma. Analysetransduktoren 34 skaffer et utgangssignal 36 som er representativt for konsentrasjonen av eten i fluidet som strøm-mer gjennom ledningsorganet 21. I alt vesentli<q> er signalet 36 representativt for konsentrasjonen av ureagert eten som fjernes fra reaktoren 11. Signalet 36 skaffes fra analysetransduktoren 34 som et inngangssignal til blokk 111 for beregning av faststoff konsentrasjonen .

Den faktiske faststoffkonsentrasjon i reaktoren beregnes på grunnlag av de målte prosessvariabler ved vanlig teknikk ved bruk av en ligning slik som den som er angitt i Proceedings of the 1973 ISA Joint Spring Conference, D.E. Smith, "Control of Polyolefin Reactors Using Calculated Values of Process Variables". Det skal bemerkes at en hvilken som helst teknikk kan anvendes til beregning av faststoffkonsentrasjonen, da teknikken ved hvilken faststoffkonsentrasjonen bestemmes, ikke er et kritisk trekk ved den foreliggende oppfinnelse.

Signal 112, som er representativt for den faktiske faststoff konsentrasjon i reaktoren, skaffes fra blokk 111 til utregning av faststoffkonsentrasjonen, som den prosessvariable inngangsverdi til blokk 114 for utregning av innstillingspunktet for fortynningsmiddelet, hvilken blokk stort sett er en styringsenhet med trekk for frembringelse av innstillingspunktet ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Signal 115 som er representativt for den ønskede faststoff konsentrasjon (30% for den etenreaktor på hvilken oppfinnelsen ble anvendt), skaffes som en innstillingspunkt-inngangsverdi til blokken 114 som beregner innstillingspunktet for fortynningsmiddelet. Som svar på signalene 112 og 115 blir et innstillingspunkt for strømningshastigheten av fortynningsmiddel gjennom ledningsorganet 14 beregnet i blokk 114 til beregning av fortynningsmiddel-innstillingsverdi, hvilket skal beskrives i nærmere detalj nedenfor i forbindelse med fig. 2. Et signal 41, som er representativt for det beregnede innstillingspunkt for strømningshastigheten av fortynningsmiddelet. som vil holde den faktiske faststoffkonsentrasjon representert ved signal 112 stort sett lik den ønskede faststoffkonsentrasjon representert ved signal 115, skaffes som et regulerings-utgangssignal fra datamaskinen 100 til en strømningsregulator 42.

En strømningstransduktor 44 i kombinasjon med en strøm-ningssensor 45, som er operabelt anordnet i ledningsorganet 14, skaffer et utgangssignal 46 som er representativt for den faktiske strømningshastighet av fortynningsmiddelet gjennom ledningsorganet 14. Signalet 46 overføres som det prosessvariable inngangssignal til strømningsregulatoren 42, som fortrinnsvis er en proporsjonal-integral-derivat-regulator.

Som reaksjon på signalene 41 og 46 skaffer regulatoren 42 et utgangssignal 47 som reagerer på forskjellen mellom signalene 41 og 46. Signal 47 er skalert slik at det er representativt for stillingen av en reguleringsventil 48 som er operabelt anordnet i ledningsorganet 14, hvilken er nødvendig for å holde den faktiske strømningshastighet av fortynningsmiddelet gjennom ledningsorganet 14 stort sett lik den ønskede strømningshastighet representert ved signalet 41. Signalet 47 skaffes fra strømningsregulatoren 42, som styringssignalet til styringsventilen 48, og styringsventilen 48 drives som svar på dette.

Under henvisning til fig. 2 er der vist et logikk-flyt-diagram for den logikk som anvendes til beregning av inn-stillinqspunkt-siqnalet 41 for fortynningsmiddelet. Det første skritt består av å subtrahere PV (siqnal 112) fra SP (siqnal 115) for opprettelse av feilen (E) som er representativ for forskjellen mellom den faktiske faststoffkonsentrasjon i reaktoren 11 som representert ved signal 112, og den ønskede faststoffkonsentrasjon som representert ved signal 115. Et proporsjonalledd (PE) blir deretter beregnet ved å multiplisere feilen med en proporsjonalitetskonstant (Kp) som var 113,4 kg/h pr. 1% forandring i E. Et integralledd (PI) fås ved å multiplisere integralet av E som en funksjon av tiden med en integralkonstant (K.^) som var 22,7 kg/h pr. 1% forandring i E.

Det skal bemerkes at verdiene gitt for konstanten Kp og var de verdier som faktisk ble benyttet i en polymerisasjonsprosess hvor der ble anvendt innstillingspunktgenerering ifølge oppfinnelsen. Videre var de verdier av andre konstanter og grenseverdier som senere skal beskrives, de verdier som i vir-keligheten ble anvendt. Disse verdier vil generelt bestemmes på basis av driftserfaring og vil generelt være forskjellige for forskjellige prosesser.

Etter beregning av PE og PI blir der anvendt en beslut-ningsblokk for å bestemme hvorvidt feilen er større eller lik 0. Denne beslutning utføres fordi reguleringsaksjonen vil være forskjellig, avhengig av hvorvidt prosessvariabelen ligger under eller over innstillingspunktet, da sannsynligheten for at uheldige forhold skal inntreffe er større når prosessvariabelen ligger høyere enn innstillingspunktet. Dersom feilen er større eller lik 0, er det ønskelig å ha en kraftigere reguleringsaksjon, og således blir et kubikktall av feilen multiplisert med konstanten Kq2 som er lik 1,2 K for å få potensleddet (PO). Dersom feilen er mindre enn 0, blir kvadrattallet av feilen multiplisert med konstanten K Q1 som er lik 0,7 Kp anvendt til beregning av potensleddet pq.

En hvilket som helst potens kan anvendes til beregning av potensleddet pq. Faktorer som må tas i beregning er det faktum at høyere potenser vil ha større virkning etter hvert som feilen overstiger 1 , men høyere potenser vil også ha en mer de-stabi-liserende virkning på prosessen, da de kan produsere en meget stor reguleringsaksjon i løpet av meget kort tid. Det er således ønskelig å anvende en så lav potens som mulig mens man fortsatt opprettholder den ønskede reguleringsaksjon. For den prosess for hvilken innstillingspunktgenerering ifølge oppfinnelsen ble anvendt, ble det foretrukket å anvende et kubikktall av feilen når prosessvariabelen var større enn eller lik innstillingspunktet,og å anvende et kvadrattall av feilen når prosessvariabelen var mindre enn innstillingspunktet.

Etter at potenstermen PQ er beregnet, blir den deriverte av feilen som en funksjon av tiden (DZERR) beregnet. Den deriverte av feilen fås fra en ligning av forskjeller anvendt på et sett av fem etter hverandre følgende observasjoner som gir en korrigert eller "jevn" derivert som det sentrale punkt, slik det er illustrert i Wylie; "Advanced Engineering Mathematics", annen utgave, avsnitt 5.6, side 185. Den spesielle ligning som ble anvendt var:

hvor:

Y. = % faststoffer fra et løpende gjennomsnitt for

1 N beregnede verdier.

Y_2 = det nyeste Wylie-punkt

Y+2 = det eldste Wylie-punkt

N = antall beregnede verdier for oppnåelse av ett

Wylie-punkt

SI = opphold mellom prøvetatninger, i sekunder

Den deriverte av feilen (DZERR) skaffer en indikasjon på hastigheten ved hvilken faststoffkonsentrasjonen i reaktoren forandrer seg og skaffer også en indikasjon på retningen av denne forandring. F.eks. dersom fortegnet for DZERR er negativt, avtar den prosentvise faststoffkonsentrasjon, mens et positivt fortegn angir en økende faststoffkonsentrasjon.

Etter beregning av DZERR blir en bestemmelse først utført for å se hvorvidt faststoffkonsentrasjonen øker eller avtar med en hastighet større enn hastigheten representert ved DLTDZ1 som ble valgt = + 0,25%/h. Dersom den absolutte verdi av den deriverte av feilen ikke er større enn + 0,25%/h, blir den første del av derivatleddet (PD^) satt lik 0. Dersom den absolutte verdi av den deriverte av feilen er større enn + 0,25%/h, blir PD^ satt lik den deriverte av feilen multiplisert med konstanten KD1 som ble valgt lik 136 kg pr. 1%. Således vil PD1 ha en størrelse bare når den absolutte verdi for den deriverte av feilen er større enn en på forhånd fastlagt verdi.

Etter beregning av PD^ blir den deriverte av feilen (DZERR) igjen undersøkt for å bestemme hvorvidt faststoffkonsentrasjonen øker med en hastighet større enn DLTDZ2, som ble valgt lik + 0,25%/h. Dersom svaret er nei, blir den andre derivat-term (PD2) satt lik 0. Dersom svaret er ja, blir faststoffkonsentrasjonen undersøkt for å bestemme om den er mer enn 1,5% over innstillingspunktet (DLTDB2 ble valgt lik 1,5%). Således, dersom feilen er negativ eller mindre enn 1,5%, vil PD2 igjen bli satt lik 0. Dersom feilen er større enn 1,5% over innstillingspunktet, vil imidlertid betydelig reguleringsaksjon bli iverksatt på grunn av at sannsynligheten for at reaktoren kan tettes med faststoff øker, da den faktiske faststoffkonsentrasjon er høyere enn 1,5% over innstillingspunktet og er økende.

Det første skritt på vei til denne reguleringsaksjon er å bstemme hvor nær den faktiske faststoffkonsentrasjon er en hård grenseverdi på faststoffkonsentrasjonen, som i det foreliggende tilfelle var 33%. Dette oppnås ved å subtrahere feilen fra en hård grenseverdi for feilen (DLTSP1 var 3% da innstillingspunktet var 30%) for bestemmelse av marginen (MRGN). PD^ blir deretter beregnet ved å multiplisere den deriverte av feilen med konstanten KD2 (valgt lik 159,8 kg/1%) og dividere resultatet med marginen. Således vil størrelsen av leddet MRGN avta etter hvert som feilen nærmer seg den hårde grense (DLTSP1), hvilket resulterer i en økning av størrelsen av termen PD2.

Etter beregning av verdien PD2 blir derivatleddet PD beregnet ved å addere PD^ og PD0. Størrelsen av signalet 41 blir deretter beregnet ved addisjon av leddene PE, PI, PQ og PD.

Som en oppsummering skal det bemerkes at proporsjonal-

og integralleddene (PE og PI) er standard kontrollmodi som er velkjente. Uttrykket PQ er proporsjonalt med feilen opphøyet i en potens hvor størrelsen av potensen bestemmes av hvorvidt den faktiske faststoffkonsentrasjon er over eller under innstillings-

punktet. Betydelig reguleringsaksjon vil resultere fra potenstermen etter hvert som feilen øker over 1%.

På samme måte er størrelsen av derivatleddet avhengig

av hastigheten med hvilken den faktiske faststoffkonsentrasjon øker eller, avtar og hvorvidt den faktiske faststoffkonsentrasjon ligger over eller under innstillingspunktet. Stort sett vil derivatleddet ha én verdi dersom faststoffkonsentrasjonen øker, men likevel ligger under innstillingspunktet + 1,5%, og den vil ha en annen verdi dersom faststoffkonsentrasjonen øker og ligger over innstillingspunktet + 1,5%. I det andre tilfelle øker størrelsen av derivatleddet etter hvert som den faktiske faststoffkonsentrasjon nærmer seg den hårde grense.

Som det er velkjent for fagfolk innen området styringsteknikk, kan der anvendes en rekke høye og lave grenser og utjevningsfiltre i den logikk som er vist på fig. 2. Som et eksempel ville sannsynligvis en lav grense settes på termen MRGN for å unngå divisjon med 0. Videre ville der typisk bli anvendt utjevningsfiltre med tidskonstanter i området 30 s - 1 min for filtrering av ledd, så som PQ, DZERR og MRGN for å sikre jevn reguleringsvirkning. Slike grenser og utjevningsfiltre er ikke vist, da de er velkjent for fagfolk innen området styringsteknikk og spiller ingen rolle i beskrivelsen av den foreliggende oppfinnelse.

Det skal igjen bemerkes at den foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til den spesielle logikk som er vist på fig. 2. For potensleddet kan feilen opphøyes i en hvilken som helst passende potens, avhengig av den spesielle prosess, og i enkelte prosesser kan det være ønskelig å sette potensleddet lik 0, dersom den faktiske verdi av prosessvariabelen ligger over eller under innstillingspunktet. Videre kan potensleddet i enkelte prosesser ha en større verdi dersom den faktiske verdi for prosessvariabelen ligger under innstillingspunktet snarere enn over innstillingspunktet.

Måten hvormed derivatleddet, dersom det anvendes, blir beregnet på, kan også variere. Det viktige trekk ved den foreliggende oppfinnelse er at dersom derivatleddet anvendes, vil størrelsen av derivatleddet variere avhengig av forandringshastigheten av feilen og posisjonen av prosessvariabelen med

hensyn til innstillingspunktet.

I den spesielle prosess hvor innstillingspunktberegningen ifølge oppfinnelsen ble anvendt, har uttrykket PD sjelden noen verdi annet enn 0. Således er bruken av derivatleddet ikke nødvendig, men den foretrekkes for å sikre at den faktiske verdi av faststoffkonsentrasjonen ikke overskrider.en høy grense slik at reaktoren blir tilstoppet med faststoffer.

Oppfinnelsen er blitt beskrevet med hensyn til en foretrukket utførelsesform som vist på fig. 1 og 2. Spesielle komponenter anvendt i utøvelsen av oppfinnelsen slik de er vist på fig. 1, hvilke ikke tidligere er blitt spesifisert, f.eks. temperaturtransduktor 24, reguleringsventil 48, strømningsregulator 42, strømningstransduktor 44 og strømnings-sensor 45, er alle velkjente, i handelen tilgjengelige styringskomponenter, slik som de som er beskrevet i detalj i Perry's Chemical Engineer's Handbook, 4. utgave, kapittel 22, McGraw-Hill. Katalysator-innmatningsventilen 16 kan være en Seiscore innmatningsventil av kuleventiltypen.

Av korthets- og klarhetsmessige grunner, er vanlig til-hørende utstyr så som pumper og andre typer prosessutstyr ikke inkludert i beskrivelsen ovenfor, da de ikke spiller noen rolle for forklaringen av op<p>finnelsen. Videre er ytterligere måle/regulerings-innretninger, f.eks. de innretninger som ville bli anvendt for regulering av strømningshastigheten av etenet og katalysatoren, ikke vist, da regulering av strømningshastig-heten av etenet og katalysatoren ikke spiller noen rolle for forklaringen av denne oppfinnelse. Det skal imidlertid bemerkes at styringsbegrepet kan anvendes på forskjellige styringsfunksjoner i en polymerisasjonsprosess så vel som i andre prosesser.

Skjønt oppfinnelsen er blitt beskrevet med henvisning til den fortiden foretrukne utførelsesform, er rimelige variasjoner og modifikasjoner mulige av fagfolk, og slike variasjoner ligger innenfor området av den beskrevne oppfinnelse og de tilhørende

krav.

Claims (6)

1. Apparat som omfatter: - organer (100, 111, PV) til opprettelse av et første signal (PV) representativt for den faktiske verdi av en første prosessvariabel, - organer (100, 111, SP) til opprettelse av et andre signal representativt for den ønskede verdi av den første prosessvariabel, - organer til subtraksjon av det annet signal (SP) fra det første signal (PV) for opprettelse av et tredje signal representativt for forskjellen (E) mellom det første signal og det annet signal, - organer til multiplikasjon av det tredje signal med en proporsjonalitetskonstant (Kp) for opprettelse av et fjerde signal representativt for et proporsjonalledd (PE), - organer til multiplikasjon av integralet av det tredje signal (E) som en funksjon av tiden med en integralkonstant (K^) for opprettelse av et femte signal representativt for et integralledd (PI), karakterisert ved at apparatet omfatter - organer til bestemmelse av hvorvidt størrelsen av det tredje signal er større eller mindre enn null, - organer til opprettelse av et sjette signal representativt for et potensledd (PQ), hvor potensleddet har en størrelse som er lik det tredje signal opphøyet i en første potens, idet resultatet multipliseres med en potenskonstant (Kq2) dersom størrelsen av det tredje signal er større enn null, og hvor potensleddet har en størrelse lik det tredje signal opphøyet i en annen potens, idet resultatet multipliseres med en annen potenskonstant (-Kqi) dersom størrelsen av det tredje signal er mindre enn null, - organer til opprettelse av et syvende signal som er lik summen av størrelsene av de nevnte fjerde, femte og sjette signaler, hvor det nevnte syvende signal er innstillingspunktet for en annen prosessvariabel som vil holde den faktiske verdi av den første prosessvariabel stort sett lik den ønskede verdi representert ved det annet signal, og - organer til regulering av den annen prosessvariabel som reaksjon på det syvende signal.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter: - organer til opprettelse av et åttende signal representativt for den deriverte av det nevnte tredje signal som en funksjon av tiden (DZERR), - organer til opprettelse av et niende signal representativt for et første derivatledd (PDi), hvor det første derivatledd har en størrelse på null dersom den absolutte verdi av forandringshastigheten (DLTDZ1) representert ved det åttende signal er mindre enn en første på forhånd fastlagt forandringshastighet, og hvor det første derivatledd har en størrelse som er lik det åttende signal multiplisert med en første derivatkonstant (KDi) dersom den absolutte verdi av forandringshastigheten representert ved det åttende signal er større enn den nevnte på forhånd fastlagte forandringshastighet, - organer til opprettelse av et tiende signal representativt for et andre derivatledd (PD2), hvor det annet derivatledd har en størrelse som er lik det åttende signal multiplisert med en annen derivatkonstant (KD2), idet resultatet divideres med forskjellen mellom det tredje signal og en begrensning av verdien for det tredje signal (DLTSP1) når forandringshastigheten representert ved det åttende signal er større enn en andre på forhånd fastlagt forandringshastighet (DLTDZ2) og størrelsen av det tredje signal er større enn en andre på forhånd fastlagt størrelse (DLTDB2), og det annet derivatledd har en størrelse på null dersom forandringshastigheten representert ved det åttende signal er mindre enn den annen på forhånd fastlagte forandringshastighet eller dersom størrelsen av det tredje signal er mindre enn den nevnte annen på forhånd fastlagte størrelse, og - organer for addering av det niende og tiende signal til de nevnte fjerde, femte og sjette signaler for opprettelse av det nevnte syvende signal.

3. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det omfatter: - en polymerisasjonsreaktor (11), - organer (12) til å skaffe monomer til polymerisasjonsreaktoren (11) , - en katalysator-innmatingsventil (16) for periodisk innføring av katalysator til polymerisasjonsreaktoren, - organer (14) til å skaffe et fortynningsfluid til polymerisa-sj onsreaktoren, - organer (17) til fjerning av reaktorutløpsstrømmen inne-holdende polymer, fortynningsfluid og ureagert monomer fra polymerisasjonsreaktoren (11), at den nevnte første prosessvariabel er den faktiske faststoffkonsentrasjon i polymerisasjonsreaktoren (11), at de nevnte organer til opprettelse av et andre signal skaffer det nevnte andre signal som er representativt for den ønskede faststoffkonsentrasjon i polymerisasjonsreaktoren, at det syvende signal er representativt for strømnings-hastigheten av fortynningsfluidet som vil holde den faktiske verdi av faststoffkonsentrasjonen stort sett lik den ønskede verdi representert ved det annet signal, og at organer (42, 44, 46, 47, 48) er skaffet for manipulering av strømningshastigheten av fortynningsfluidet som svar på det syvende signal.

4. Fremgangsmåte til prosessregulering, omfattende de følgende trinn: - opprettelse av et første signal representativt for den faktiske verdi av en første prosessvariabel, - opprettelse av'et andre signal representativt for den ønskede verdi av den første prosessvariabel, - subtraksjon av det annet signal fra det første signal for opprettelse av et tredje signal representativt for forskjellen mellom det første signal og det annet signal, - multiplikasjon av det tredje signal med en proporsjonalitetskonstant for opprettelse av et fjerde signal representativt for et proporsjonalledd, - multiplikasjon av integralet av det tredje signal som en funksjon av. tiden med en integralkonstant for opprettelse av et femte signal representativt for et integralledd, karakterisert ved- bestemmelse av hvorvidt størrelsen av det tredje signal er større eller mindre enn null, - opprettelse av et sjette signal representativt for et potensledd, hvor potensleddet har en størrelse lik det tredje signal opphøyet i en første potens, idet resultatet multipliseres med en potenskonstant dersom størrelsen av det tredje signal er større enn null, og hvor potensleddet har en størrelse som er lik det tredje signal opphøyet i en annen potens, idet resultatet multipliseres med en annen potenskonstant dersom stør-relsen av det tredje signal er mindre enn null, - opprettelse av et syvende signal som er lik summen av stør-relsene av de nevnte fjerde, femte og sjette signaler, idet det syvende signal er innstillingspunktet for en andre prosessvariabel som vil opprettholde den faktiske verdi av den første prosessvariabel stort sett lik den ønskede verdi representert ved det annet signal, og - regulering av den annen prosessvariabel som svar på det syvende signal.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at den ytterligere omfatter de følgende trinn: - opprettelse av et åttende signal representativt for den deriverte av det tredje signal som en funksjon av tiden, - opprettelse av et niende signal representativt for e± første derivatledd hvor det første derivatledd har en størrelse på null hvis den absolutte verdi av forandringshastigheten representert ved det åttende signal er mindre enn en på forhånd fastlagt forandringshastighet, og hvor det første derivatledd har en størrelse som er lik det åttende signal multiplisert med en første derivatksnstant dersom den absolutte verdi av forandringshastigheten representert ved det åttende signal er større enn den på forhånd fastlagte forandringshastighet, - opprettelse av et tiende signal representativt for et annet derivatledd hvor det annet derivatledd har en størrelse som er lik det åttende signal multiplisert en andre derivatkonstant, idet resultatet divideres med forskjellen mellom det' tredje signal og en begrensning av verdien av det tredje signal når forandringshastigheten representert ved det åttende signal er større enn en andre på forhånd fastlagt forandringshastighet og størrelsen av det tredje signal er større enn en andre på forhånd fastlagt størrelse, og hvor det annet derivatledd har en størrelse på null dersom forandringshastigheten representert ved det åttende signal er mindre enn den annen på forhånd fastlagte forandringshastighet eller dersom størrelsen av det tredje signal er mindre enn den annen på forhånd fastlagte størrelse, og - addering av det niende og tiende signal til de nevnte fjerde, femte og sjette signaler for opprettelse av det syvende signal.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 eller 5, til regulering av strømningshastigheten av fortynningsfluid til en polymerisasjonsprosess for opprettholdelse av en ønsket faststoffkonsentrasjon i polymerisasjonsreaktoren, karakterisert ved at den omfatter de følgende trinn: - opprettelse av det nevnte første signal som representativt for den faktiske faststoffkonsentrasjon i polymerisasjonsreaktoren, - opprettelse av det nevnte annet signal som representativt for den ønskede faststoffkonsentrasjon i polymerisasjonsreaktoren, - opprettelse av det nevnte syvende signal som representativt for den strømningshastighet av fortynningsfluid som vil holde den faktiske verdi av faststoffkonsentrasjonen stort sett lik den ønskede verdi representert ved det annet signal, og - regulering av strømningshastigheten av fortynningsfluidet som svar på det syvende signal.