【導(dǎo)讀：近年來，過程控制工業(yè)不斷受到新浪潮、新趨勢的影響。無論是不久前的經(jīng)濟危機，還是當(dāng)前節(jié)能低碳的宏觀導(dǎo)向，都促使過程工業(yè)從技術(shù)、管理上挖掘更大的潛能，提高效率與收益率，同時降低不必要的能耗與物耗。】

　　引言中的需求與問題，促使企業(yè)在多個方面尋求“催化劑”。比如在企業(yè)管理層面完善信息化體系，使企業(yè)信息化系統(tǒng)的應(yīng)用落到實處；也包括在運行維護方面加大智能化與系統(tǒng)優(yōu)化的深度與廣度；而在生產(chǎn)與控制的層面，先進控制技術(shù)則成為了近年來不斷得到發(fā)展與推廣的生力軍。

　　先進控制是一種采用多變量預(yù)測及優(yōu)化技術(shù)、基于過程動態(tài)數(shù)學(xué)模型、與常規(guī)控制相結(jié)合的新型工業(yè)控制方法。與以經(jīng)典控制理論為技術(shù)基礎(chǔ)的常規(guī)控制相比，先進控制建立在現(xiàn)代控制理論之上，是具有比常規(guī)控制更好的控制效果的控制策略, 也成為了提高過程控制質(zhì)量、解決復(fù)雜過程控制問題的一種理論和技術(shù)。

　　先進控制不斷發(fā)展  形成完整全面體系

　　隨著現(xiàn)代過程控制工業(yè)的發(fā)展，被控過程越來越復(fù)雜、變量與約束條件也越來越多。在這樣的趨勢下，先進控制的重要性愈加凸顯。

　　霍尼韋爾（中國）有限公司過程控制部市場戰(zhàn)略經(jīng)理姜亞春認(rèn)為，通常所說的常規(guī)控制算法比較簡單，能維護簡單工業(yè)過程的平穩(wěn)操作與運行；但如果被控過程具有復(fù)雜多變量、強時變性、強耦合性、非線性、大純滯后或存在苛刻約束條件時，常規(guī)控制往往無能為力，先進控制技術(shù)則能較好地解決上述問題。同時，有些先進控制技術(shù)還具有變結(jié)構(gòu)的特點，能總體自尋優(yōu)，還具有自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自協(xié)調(diào)功能；此外也具有補償自修復(fù)能力及判斷決策等諸多常規(guī)控制所不及的功能。

　　而為過程控制帶來諸多改善的先進控制技術(shù)，其本身也在應(yīng)用中不斷發(fā)展。經(jīng)過30多年的發(fā)展，先進控制技術(shù)也已經(jīng)從過去單一的多變量控制發(fā)展成為了系列化的完整的技術(shù)體系。

　　據(jù)姜亞春經(jīng)理介紹，目前一個完整的、全面的先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)往往由多種技術(shù)共同協(xié)作完成，以確保系統(tǒng)的長期穩(wěn)定高效運行。這些技術(shù)包括：基本回路整定技術(shù)、軟測量技術(shù)、多變量預(yù)估控制技術(shù)、智能化的階躍測試技術(shù)、在線優(yōu)化技術(shù)、動態(tài)及工藝建模技術(shù)、先控應(yīng)用性能監(jiān)控以及系統(tǒng)維護工具。

　　而ABB控制系統(tǒng)亞太區(qū)中國部經(jīng)理曾碩巍先生也指出，所謂先進控制，是由多個系統(tǒng)、多個部門框架下的整體的優(yōu)化，需要相互配合，也涉及到多個方面的產(chǎn)品，而并非孤立的控制方法。

　　多方面提升企業(yè)經(jīng)濟效益

　　近年來，由于看到一些試點項目中先進控制的成功應(yīng)用，一些大型的石化集團已經(jīng)對先進控制技術(shù)的應(yīng)用進行了有組織的推廣和拓展，這的確是先進控制目前在國內(nèi)企業(yè)應(yīng)用增長較快的一個因素。當(dāng)然，作為企業(yè)，選擇先進控制技術(shù)的主要原因還是由于其為企業(yè)切實提升的經(jīng)濟效益。那么作為一種生產(chǎn)與控制層面的技術(shù)，先進控制能以哪些途徑來提升經(jīng)濟效益呢？

　　據(jù)姜亞春經(jīng)理介紹，依靠先進控制提升經(jīng)濟效益，主要有如下一些途經(jīng)。

　　首先，通過動態(tài)協(xié)調(diào)約束控制，可以有效確保裝置操作生產(chǎn)的穩(wěn)定性，減少生產(chǎn)波動帶來的各類損失；而通過卡邊控制增加裝置處理能力，則提高了高價值產(chǎn)品回收率來實現(xiàn)裝置經(jīng)濟效益最大化；通過精確的動態(tài)控制，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量；通過提高裝置熱回收率和減少放散，則可以實現(xiàn)節(jié)能降耗，并減少操作費用；最后，通過生產(chǎn)控制的智能化，在生產(chǎn)安全性提高的同時，也減少了操作人員的勞動強度，通過此舉還能延長設(shè)備運行周期，提高資源利用率。

　　可見，先進控制提升企業(yè)經(jīng)濟效益，并非“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，即從一個個孤立的指標(biāo)出發(fā)，而是從全局整體的狀態(tài)出發(fā)，形成一個綜合的優(yōu)化效應(yīng)，進而在反應(yīng)、回收、產(chǎn)品質(zhì)量控制、排放、設(shè)備管理等各個環(huán)節(jié)都獲得成效。這樣的提升與其說是量的增長，不如說是質(zhì)的變化，也是幫助企業(yè)走向整體優(yōu)化的名副其實的“催化劑”。

　　改善操作體驗  提高生產(chǎn)效率

　　近年來對過程工業(yè)企業(yè)而言，操作人員的操作體驗也成為了非常重要的一個方面。在以往，由于過程控制系統(tǒng)的功能存在局限性，操作人員所承擔(dān)的工作往往多而雜，人機交互的簡便性與流暢性更是較少得到重視。這在一定程度上，使操作人員的效率受到了影響。

　　先進控制系統(tǒng)相較于常規(guī)控制系統(tǒng)，其控制的反應(yīng)過程往往更加復(fù)雜，這是否會為操作人員帶來一定的挑戰(zhàn)呢？事實上，比較常規(guī)控制系統(tǒng)，工作在先進控制系統(tǒng)下操作人員的操作反而更為簡單，監(jiān)視和控制的對象也要少得多，容易得多。

　　談到這個話題，姜經(jīng)理舉了先進控制系統(tǒng)應(yīng)用于乙烯精餾塔控制的例子。他談到，以往為了確保乙烯精餾塔塔頂和塔底的產(chǎn)品合格，操作人員往往需要同時手工監(jiān)測和調(diào)節(jié)液位、溫度、壓力、流量等眾多對象。而由于生產(chǎn)過程存在大的滯后，當(dāng)上游裝置生產(chǎn)發(fā)生變化而造成乙烯精餾塔進行料波動時，還得靠操作人員憑經(jīng)驗對精餾塔的操作作出一定的調(diào)整，以減少進料對乙烯精餾塔的影響，實踐中只有經(jīng)驗相當(dāng)豐富的操作工才能勝任這一工作。

　　而先進控制系統(tǒng)由于基于多變量預(yù)測控制，所以能同時協(xié)調(diào)控制多個因素對生產(chǎn)的影響，以往需花費操作人員大量時間的工作，就可以轉(zhuǎn)由先進控制進行動態(tài)控制。操作工的工作重點，則轉(zhuǎn)移到了對控制目標(biāo)及各類工藝約束的設(shè)置上來，比如乙烯精餾塔頂乙烯的質(zhì)量指標(biāo)等。蔣經(jīng)理談到，如果在先進控制之上應(yīng)用了多裝置或全廠的在線優(yōu)化技術(shù)，那么操作人員的勞動強度還可以進一步降低。

　　而具體到實際操作和人員操作習(xí)慣方面的協(xié)調(diào)性，姜經(jīng)理也談到：“如今的先進控制產(chǎn)品大多具有人性化的人機操作界面，充分考慮到實際生產(chǎn)流程及用戶的操作習(xí)慣。人機界面往往嵌入在操作工所熟悉的DCS操作界面上，并設(shè)置與常規(guī)控制系統(tǒng)自由切換的在線無擾切換按鈕，操作工可以像操作一個DCS控制器一樣去操作先進控制器。”

　　維護機制決定長期效益

　　盡管先進控制具有如此多的優(yōu)勢，但也應(yīng)該注意到，先進控制系統(tǒng)的實施、運行與維護，并不是一勞永逸的。在中國石油化工重大工程儀表自控技術(shù)高峰論壇上，石化盈科信息技術(shù)有限公司業(yè)務(wù)技術(shù)部副總經(jīng)理趙克勤指出，企業(yè)成功實施、運行先進控制系統(tǒng)需要注意五個要素，即系統(tǒng)實施條件、先進控制技術(shù)、系統(tǒng)實施方法、配套崗位與考核機制，以及長期的維護機制。

　　趙經(jīng)理指出，成功實施先進控制并長期保持良好運行是一項涉及多方面的工作，對裝置、基礎(chǔ)儀表、人員素質(zhì)、管理體制、實施方法等都會成為先進控制系統(tǒng)應(yīng)用效果的因素。所以就需要先進控制實施專家、管理人員、操作人員、工藝工程師以及自控人員通力合作，不僅從成功實施著眼，更要以長期良好運行為目標(biāo)，這樣才能是企業(yè)持續(xù)獲得收益。

　　而霍尼韋爾的姜經(jīng)理也指出，先進控制中的模型或應(yīng)用參數(shù)需要進行及時修改，以達到最佳的效果。另外，由于先進控制中通常也設(shè)計了針對不同生產(chǎn)方案的應(yīng)用，那么遇到生產(chǎn)方案改變時，也需要對先進控制進行切換或參數(shù)調(diào)整。也就是說，先進控制投入使用后，仍需要有專人做日常維護工作，如果半年之內(nèi)沒有進行適當(dāng)?shù)木S護，其性能和經(jīng)濟效益將逐步下降。

　　可見，建立長期的維護機制，也是應(yīng)用先進控制的企業(yè)必須重視的方面。我們相信，如果企業(yè)能夠在實施、維護等環(huán)節(jié)處理得當(dāng)，隨著先進控制應(yīng)用的不斷推廣，這劑“催化劑”必將為整個過程工業(yè)帶來嶄新的面貌。

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