先进的控制，线性编程，模糊逻辑

一个N先进控制策略开发为两套注水系统组成存储池年代,两个相互联系的独立的注入p广告。一个动态仿真模型为创建使用化工过程模拟软件，允许研究不同情况下的暂态状态，并证明了控制策略的可行性，无需开发一个真正的实战测试。

模拟模型代表了完整的注入系统，包括抽油机、流线以及各设施之间的相互作用。白线r编程t热处理工艺(单纯形法),fuzzylogic被用来为游泳池和注射建立独立的非传统控制策略p广告和统一系统的一般策略（pools -我njectionp广告)，以保持生产- - - - - -我注水质量平衡稳定。模型与控制系统w作为分析了不同的操作案例和不需要的情况，显示与该领域的历史数据相比的策略的过程行为和功能。

石油生产，自动控制

注水作为一种二次采油技术，在世界范围内被认为是最常用的方法，也是对石油产量贡献最大的方法什么．在哥伦比亚，许多油田使用这种方法来扩大石油产量。泵送系统的自动化和控制是注水调节的基础和e足够lyincrease石油生产。

O网站促进y可用于在Meta（哥伦比亚），D的生产植物中进行注水id没有一个自动控制系统，使设施的稳定性到避免达到运行警报级别，并以预防和纠正的方式产生有效的响应。

该系统有一个处理生产水的设备，然后将生产水泵入PAD-3和PAD-1注入井网。Common问题包括损失为工业用途生产水的泵送单元，两个互连设施中的注射单元丧失（我njection垫)和变奏注射流速或生产的水量。

对再保险解决TH.e问题，开发了一个先进的工程系统，包括过程工程和先进控制策略。Th该公司参与利用过程模拟器建立动态模型软件这使得observ的特点系统行为以一种动态的方式将其与设计控制策略。所开发的控制方案包括基于fuzzyl每个注射设备的Ogicy在这种情况下，泵单元的吸入压力和排出压力与流经它们的流体同时相互作用。

非常规控制策略也，以统一注入系统(p生产水处理及我，它的重点是维持和实现存在于生产量和注入量之间的质量平衡，分配我njectionf低比率年代Et自动指向每个设施。

该策略为整个注水系统提供了更大的自主性、稳定性和操作连续性。

方法,过程描述

生产水处理设施由两个相互连接的波兰池组成，每个池有8个将水输送到注入装置的泵装置p通过三个分支为30英寸直径的广告计．为每一个。在p有多级离心泵和内燃泵那注入水进入井里。图1显示了废水处理过程示意图。

由于操作变量之间的多个相互作用，该系统被认为是非线性的，并且需要非传统的工具来建模和定义要实现的控制策略。

动态的年代仿真技术

建立了注水系统的动态仿真模型化工过程模拟软件．在初始阶段，模型建立在一个稳定的状态，以确保系统稳定．我t是然后移动到一个动态状态，以表示实际过程的行为，并针对任何扰动对其进行评估。在这个阶段，流体性质、初始操作条件、抽油机数量、管径和长度以及系统中存在的其他附件都已经确定。T他boundary.条件包括系统进口和出口流的压力规格，以及泵各自的曲线进行表征。泳池单元的效率损失约为15%。

通过模拟现场具体情况，并与历史数据进行对比，验证了模型的有效性，平均偏差为5%。通常，模型的行为类似于历史数据，这表明它可以用来分析系统的行为。模拟场景的结果如表1所示。

最后，对不同的案例进行了评价．T对这些设施的行为进行分析，就好像它们在工作一样在植物上设备。这些研究导致通过适当的控制策略来优化控制系统。

控制年代战略研究我njection年代系统

的一个11c控制区对安装在可编程逻辑服务器仿真器上的设备上的控制系统进行了重建，并开发了双向通信接口，实现了过程仿真器与仿真控制系统之间的实时通信。一个模拟工具帮助再现e为注入系统操作开发了控制逻辑。

通过仿真可以确定感兴趣的变量的非线性行为，因此基于模糊逻辑的控制更好地适应系统的行为，因为

它提供了一种推理机制，允许在基于知识的系统中模拟人类推理的过程，它意味着模拟操作员在已知情况下加速或减速泵的行为。

用于统一注射系统(pools和p广告)，质量平衡被解释为一个成本函数和解决通过线性规划技术，例如年代implex，专注于最大化流动．T为使注入量最大化，每个设施必须处理的最佳流量设定值是受这些限制。

的年代Implex方法是一种允许改进的迭代过程表示“状态”每一步的目标函数。当不可能继续改进值时，该过程结束荷兰国际集团(ing)得到了满足所有约束条件的最优解。

实现注射系统中的先进控制策略分为两个阶段．

第一阶段：一体化我的njection年代系统

这一策略寻求增加场生产．F或者这个，一个直接影响生产的变量被选择了，荷兰国际集团(ing)ydF4y2Ba这种情况下，的我njectionf低比率。连续地，发现了一种数学函数来描述该变量对其系统的约束和元素的影响。解决此功能，以最大化为目标，结果最后显示最佳工作点到maximize流- - - - - -速率注入和改进e石油生产。

成本函数的重点是寻找从池中泵出的产出水和每个池中的注入水之间的质量平衡垫．为了确定这一平衡，我们以位于每个池中的垂直泵的可用性为起点。The总流数据必须有效地分配到每一针垫．

分配标准依靠年代几个因素:

• 每个单元的可用单元数垫
• 每台机组的注入能力。
• 将分支互连到每个阀门的位置垫．

该分配算法的功能是找到流量的最优设定值，并将其自动分配给各个扩散控制面板进行注入流量，实现平衡。为了达到这个目标，它有必要说明为下列条件:

• 必须通过安装在池出口处的流量计不断验证质量平衡和流量计安装在互连点和每个入口处垫．
• 如果无法实现质量平衡解放项n当注入系统处于瞬时状态时，控制系统将通知操作人员启动或停止泵送装置垫s。
• 控制系统应重新计算流量设定点，以防的泵的损失垫，以确定损失的注入能力，并重新计算新的质量平衡。

的介绍了喷射系统集成的控制系统荷兰国际集团(ing)ydF4y2Ba数字2．

第二阶段：垫3 c控制年代战略研究设计

该策略旨在为系统提供更多的稳定性和自主性，以解决过程中出现的干扰，这些干扰无法通过手动操作有效和及时地缓解。

提出的控制策略带来动态平衡在在注入系统中相互作用的三个变量(流量，吸入压力和排出压力)。

调整唯一的常规控制回路是不可能的，因为强大的不n -模型的线性性(通过动态过程模型证明)，而不考虑吸、排压力的变化。因此，基于fuzzylOgic更好地适应系统的行为。

然而，概念的发展一fuzzylOGIC控制器变得过于复杂并且具有高计算需求。

基于这些原因，我们决定为每个变量设计一个扩散控制器这是互动年代泵。唯一的控制元素可以使用的是的州长这改进了燃烧发动机速度．我有必要选择一个独特的控制输出到调速器．F弄脏了同样的方案fUzzy控制器，根据每个模糊控制器的输出在时间上变化的动态行为来确定最终的输出。

的fuzzylOGIC控制器由负责接收到设定点的过程变量百分比误差的块组成（从过程变量的范围获得百分比）。从这个百分比误差，估计错误的变化是“DeltaError．“总的计划fuzzyl逻辑控制器如图4所示。

的fuzzyc控制b锁

所有回路的基本方案fuzzyc控制区的街区被拿走了Figure 4。在这种情况下，建议有作为入口的误差变量

e (k) = PV (k) SP (k)

以及误差

Δe(k) = e (k) - e (k - 1)

过程变量的。这个计划被采纳了fUzzy设计工具，其中有两种fUzzy输入集，第一个是错误，第二个是错误的增量。

Results：模仿专家行为

这个想法是通过交互来模仿专家的行为fuzzy入口设置．我n这种情况下，目标是通过重复动作来模仿操作者的专业知识n当检测到感兴趣的变量的偏差时。到再现e这种知识，一些规则被创建来评估每个语言价值的交互作用fUzzy设置并将它们与输出相关联。

一系列的操作被执行在这个扩散的输出集合上，这将允许每个控制面板获得一个被控制变量的唯一值．T这些依次将被评估，以确定哪三个将被应用到速度调节器。

马的决定d控制器的E是基于操作者的经验，并在此启发式建立的地方建立了一些规则。部分结果可以看到荷兰国际集团(ing)ydF4y2Ba表2．

如果发生停机一个PAD1.单位,的f重新计算和分配低速率设定值年代将损失的流量恢复到PAD2的设定点．我n这种方式，尽管失去了抽油机，但仍保持了相同的注入速率。

在保持主动分布策略的情况下，注入流量增加看，这导致了石油回收桶的增加。控制策略前和注射控制后数据对比如表3所示。

过程模拟的好处

一个开发了集工艺工程和先进控制策略于一体的先进工程系统，以优化采油设施注水流量。线性规划技术，如simplex.一个基于fuzzyl由于系统是非线性的，所以采用了逻辑思维。所开发的控制策略在进行的动态仿真中进行了初步测试化学过程模拟软件，评估动态的系统可能影响正常工作的行为和常见干扰。

U年代荷兰国际集团(ing)流程模拟器通过允许优化显示了几个好处的特点一些系统年代和处理工厂。这是由于模型的变化，哪一个允许年代在不进行现场测试的情况下评估不同的情景，这可能需要很长时间广泛的资源。

拟议的策略允许控制的总注入流量，增加现场生产。此外，当在可能对人们造成损坏的过程中检测到偏差时，会产生有效的响应，这些过程会对人员造成损坏，或减少生产。

Juan David Medina Gonzalez, Silvia Marina AraujoDaza硕士,和埃尔南·伊万Cadena附加评论是Proctek s.a.．由内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程、《媒体，mhoske@cfemedia.com。

关键词：过程控制，过程模拟

动态仿真模型使用化学工艺仿真软件创建，而不在该领域开发真正的测试。

这样做是采用线性规划技术和基于模糊逻辑的高级控制。

使用流程模拟器通过允许优化几个系统和过程工厂，显示了几个好处。

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