РОЗРОБКА ГІБРИДНОГО М'ЯКОГО СЕНСОРА ТЕМПЕРАТУРИ СПАЛАХУ ГАСОВОЇ ФРАКЦІЇ ДЛЯ СИСТЕМИ ПРОГНОЗУЮЧОГО УПРАВЛІННЯ АТМОСФЕРНОЮ КОЛОНОЮ

Анотація

У роботі розглядається розробка гібридного м'якого сенсора (soft sensor) температури спалаху гасової фракції для системи прогнозуючого управління (Model Predictive Control, MPC) атмосферною колоною установки атмосферно-вакуумної трубчатки. Основною проблемою оперативного контролю якості нафтопродуктів є дискретність та значна затримка лабораторних вимірювань (30–60 хвилин), що унеможливлює їх використання в контурах автоматичного регулювання. Запропоновано гібридний підхід до побудови м'якого сенсора, в якому структура моделі формується на основі фізичних закономірностей процесу атмосферної дистиляції, а числові значення параметрів визначаються за експериментальними даними промислової експлуатації. Модель являє собою лінійну регресію з п'ятьма предикторами: температурою відбору гасу, відношенням витрат водяної пари до гасової фракції, густиною сировини та температурою верху колони. Ідентифікацію параметрів виконано методом регуляризованих найменших квадратів (ridge regression) за 724 спостереженнями. Розроблено механізм адаптивної корекції з експоненційним фільтром (α = 0,3) для компенсації дрейфу характеристик. Досягнуто точність оцінювання RMSE = 2,15°C при R² = 0,88, що знаходиться в межах похибки лабораторного методу. Порівняльний аналіз підтвердив перевагу гібридної моделі над PLS та ANN. Імітаційне моделювання інтегрованої системи «м'який сенсор + MPC» продемонструвало покращення якості управління на 50% та гарантоване виконання критичного обмеження на температуру спалаху.