controle de processo avançado - Advanced process control

Em teoria de controlo de controle de processo avançado (APC) refere-se a uma ampla gama de técnicas e tecnologias implementadas dentro de sistemas de controlo de processos industriais. Controlos de processo avançado são geralmente implantados opcionalmente e para além da base de controlo dos processos. Controles de processos básicos são projetados e construídos com o próprio processo, para facilitar requisitos básicos operação, controle e automação. Controles de processo avançados são normalmente adicionados posteriormente, muitas vezes ao longo de muitos anos, para resolver determinados oportunidades de desempenho ou de melhoria econômica no processo.

Controle de processo (básico e avançado) implica, normalmente, as indústrias de processos, que inclui produtos químicos, produtos petroquímicos, óleo mineral e refinação, processamento de alimentos, produtos farmacêuticos, geração de energia, etc. Estes sectores são caracterizadas por processos contínuos e de tratamento de fluido, em oposição às peças discretas de fabricação, tais como automóvel e electrónica de fabrico. O termo automação do processo é essencialmente sinónimo de controlo do processo.

Controlos de processo (de base, bem como avançados) são implementadas no sistema de controlo do processo, o que pode significar um sistema distribuído de controle (DCS) , controlador lógico programável (PLC) , e / ou um computador de controlo de supervisão. DCSs e CLPs são tipicamente industrialmente endurecido e tolerante a falhas. Computadores de controle de supervisão não são muitas vezes endurecido ou tolerante a falhas, mas eles trazem um maior nível de capacidade computacional para o sistema de controle, para hospedar valiosos, mas, aplicações de controle avançado não críticos. Controles avançados podem residir no DCS ou o computador de supervisão, dependendo da aplicação. Controles básicos residem no DCS e seus subsistemas, incluindo PLCs.

Tipos de Controle de Processo Avançado

A seguir está uma lista de tipos bem conhecidos de controle de processo avançado:

• controlo regulador Avançada (ARC) refere-se a várias técnicas de controlo avançado comprovados, como substituição ou ganho adaptativo (mas em todos os casos "a regulação ou o feedback"). ARC também é um termo genérico usado para se referir a qualquer técnica personalizado ou não-simples que não se encontram em nenhuma outra categoria. Arcos são tipicamente implementado usando blocos de funções ou capacidades de programação personalizado no nível do DCS. Em alguns casos, arcos residem no nível do computador de controle de supervisão.
• Avançada de controle de processo (APC) refere-se a várias técnicas de controlo avançado comprovados, como realimentação, a dissociação, e controlo inferencial. A APC também podem incluir Modelo Controlo Preditivo, descrito abaixo. APC é tipicamente implementado usando blocos de funções ou capacidades de programação personalizado no nível do DCS. Em alguns casos, a APC reside no nível do computador de controle de supervisão.
• Multivariable modelo de controle preditivo (MPC) é uma tecnologia popular, geralmente implantado em um computador de controle de supervisão, que identifica importantes variáveis de processo independente e dependente e as relações dinâmicas (modelos) entre eles, e muitas vezes usa-matriz matemática de controle baseado e otimização de algoritmos para controlar múltiplas variáveis simultaneamente. Uma exigência do MPC é que os modelos devem ser linear em toda a faixa de operação do controlador. MPC tem sido uma parte importante da APC, desde computadores de supervisão primeiro trouxe os recursos computacionais necessários para sistemas na década de 1980. controlar.
• MPC não-linear: Semelhante a MPC Multivariável em que ele incorpora modelos dinâmicos e de controlo com base matriz-matemática; no entanto, ele não tem a exigência de modelo de linearidade. MPC não linear é capaz de acomodar os processos com modelos que têm diferentes ganhos do processo e dinâmica (ou seja, mortas vezes e tempos de espera).
• Medições inferencial: O conceito atrás inferentials é para calcular uma propriedade de fluxo a partir de medições do processo prontamente disponíveis, tal como a temperatura e a pressão, que de outra forma poderiam ser demasiado dispendioso ou para medir directamente em tempo real demorado. A precisão da inferência pode ser periodicamente examinada com análise laboratorial. Inferentials pode ser utilizada em lugar de analisadores on-line reais, quer para informação do operador, controladores de processo em cascata à base da camada, ou CV controlador de multivariáveis.
• Controle sequencial refere-se a sequências de automação tempo e com base em eventos descontínuos que ocorrem dentro de processos contínuos. Estes podem ser implementados como um conjunto de blocos de tempo e função lógica, um algoritmo personalizado, ou usando um formalizada controle seqüencial de funções metodologia.
• Controle inteligente é uma classe de controle técnicas que usam vários Inteligência Artificial abordagens de computação, como redes neurais , de probabilidade Bayesian , lógica difusa , aprendizado de máquina , computação evolutiva e algoritmos genéticos .

Tecnologias relacionadas

Os seguintes tecnologias estão relacionados à APC e em alguns contextos, podem ser considerados como parte da APC, mas são geralmente tecnologias separadas, tendo os seus próprios artigos (ou em necessidade do seu próprio) Wiki.

• Controle de processo estatístico (SPC), apesar do seu nome, é muito mais comum no fabrico de componentes discretos e controlo de processo em lotes do que no controlo de processo contínuo. Na SPC, “processo” refere-se ao processo de trabalho e controle de qualidade, ao invés de controle de processo contínuo.
• controle de processo descontínuo (ver norma ANSI / ISA-88) é empregue em processos descontínuos não contínuos, tais como diversos produtos farmacêuticos, produtos químicos, e alimentos.
• otimização baseada em simulação incorpora modelos de simulação de processo baseado em computador de estado constante dinâmica ou para determinar metas operacionais mais ideal em tempo real, ou seja, em uma base periódica, variando de hora em hora a diária. Isso às vezes é considerada uma parte da APC, mas na prática ainda é uma tecnologia emergente e é mais frequentemente parte de MPO.
• planejamento de produção e otimização (MPO) refere-se a actividade em curso para chegar a alvos ideais de operação, que são então implementadas na organização operacional, manualmente ou em alguns casos comunicados automaticamente para o sistema de controle de processo.
• Sistema instrumentado de segurança refere-se a um sistema que é independente do sistema de controle de processo, tanto física e administrativamente, cujo objetivo é garantir a segurança básica do processo.

APC Negócios e Profissionais

Os responsáveis ​​pela concepção, implementação e manutenção de aplicações APC são muitas vezes referida como APC Engineers ou aplicação de controle de Engenheiros. Normalmente, a sua educação é dependente da área de especialização. Por exemplo, nas indústrias de processo muitos engenheiros da APC tem um fundo de engenharia química, combinando controle de processo e conhecimentos de processamento químico.

A maioria das grandes instalações operacionais, tais como refinarias de petróleo, empregar um número de especialistas em sistemas de controle e profissionais, variando de instrumentação de campo, sistema de controlo regulamentar (DCS e PLC), controle de processo avançado, e rede de sistema de controle e segurança. Dependendo do tamanho e circunstâncias facilidade, esse pessoal pode ter responsabilidades em diversas áreas, ou ser dedicado a cada área. Há também muitas empresas de serviços de controle de processos que podem ser contratados para apoio e serviços em cada área.

Inteligência Artificial e Process Control

A utilização de inteligência artificial, Machine Learning e técnicas de aprendizagem profunda no processo de controlo é também considerada como uma abordagem de controlo de processo avançado no qual a inteligência é utilizada para optimizar ainda mais parâmetros operacionais.

Operações e lógicas em sistemas de controle de processo em petróleo e gás e para décadas são baseadas apenas em equações da física que determina parâmetros juntamente com interações dos operadores com base na experiência e operacionais manuais. Inteligência Artificial e máquina de algoritmos de aprendizagem pode olhar para as condições operacionais dinâmicas, analisá-los e sugerir parâmetros que podem seja diretamente parâmetros lógicos melodia ou dar sugestão para operadores otimizado. Intervenções por tais modelos inteligentes leva à otimização de custo, produção e segurança.

Terminologia

• APC: controle de processo avançado, incluindo feedforward, dissociação, inferentials e algoritmos personalizados; implica geralmente baseados em DCS.
• ARC: controle regulatório avançado, incluindo ganho adaptativo, ultrapassagem, a lógica, a lógica fuzzy, controle de sequência, controle de dispositivos e algoritmos personalizados; implica geralmente baseados em DCS.
• Base-camada: Inclui DCS, SIS, dispositivos de campo, e outros subsistemas DCS, tais como analisadores, sistemas de equipamentos de saúde e PLCs.
• BPCS: sistema de controlo do processo básico (ver "base-camada")
• DCS: sistema de controle distribuído, muitas vezes sinónimo de BPCS
• MPO: otimização de planejamento de produção
• MPC: Multivariable controle preditivo Modelo
• SIS: Segurança sistema instrumentado
• PME: especialista no assunto

Referências

links externos

• Artigo sobre Controle de Processo Avançado.