【導讀：近年來，過程控制工業不斷受到新浪潮、新趨勢的影響。無論是不久前的經濟危機，還是當前節能低碳的宏觀導向，都促使過程工業從技術、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?！?/span>

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

　　先進控制是一種采用多變量預測及優化技術、基于過程動態數學模型、與常規控制相結合的新型工業控制方法。與以經典控制理論為技術基礎的常規控制相比，先進控制建立在現代控制理論之上，是具有比常規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量、解決復雜過程控制問題的一種理論和技術。

　　先進控制不斷發展  形成完整全面體系

　　隨著現代過程控制工業的發展，被控過程越來越復雜、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略經理姜亞春認為，通常所說的常規控制算法比較簡單，能維護簡單工業過程的平穩操作與運行；但如果被控過程具有復雜多變量、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，常規控制往往無能為力，先進控制技術則能較好地解決上述問題。同時，有些先進控制技術還具有變結構的特點，能總體自尋優，還具有自適應、自學習和自協調功能；此外也具有補償自修復能力及判斷決策等諸多常規控制所不及的功能。

　　而為過程控制帶來諸多改善的先進控制技術，其本身也在應用中不斷發展。經過30多年的發展，先進控制技術也已經從過去單一的多變量控制發展成為了系列化的完整的技術體系。

　　據姜亞春經理介紹，目前一個完整的、全面的先進控制與優化系統往往由多種技術共同協作完成，以確保系統的長期穩定高效運行。這些技術包括：基本回路整定技術、軟測量技術、多變量預估控制技術、智能化的階躍測試技術、在線優化技術、動態及工藝建模技術、先控應用性能監控以及系統維護工具。

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

　　多方面提升企業經濟效益

　　近年來，由于看到一些試點項目中先進控制的成功應用，一些大型的石化集團已經對先進控制技術的應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企業應用增長較快的一個因素。當然，作為企業，選擇先進控制技術的主要原因還是由于其為企業切實提升的經濟效益。那么作為一種生產與控制層面的技術，先進控制能以哪些途徑來提升經濟效益呢？

　　據姜亞春經理介紹，依靠先進控制提升經濟效益，主要有如下一些途經。

　　首先，通過動態協調約束控制，可以有效確保裝置操作生產的穩定性，減少生產波動帶來的各類損失；而通過卡邊控制增加裝置處理能力，則提高了高價值產品回收率來實現裝置經濟效益最大化；通過精確的動態控制，還可以提高產品質量；通過提高裝置熱回收率和減少放散，則可以實現節能降耗，并減少操作費用；最后，通過生產控制的智能化，在生產安全性提高的同時，也減少了操作人員的勞動強度，通過此舉還能延長設備運行周期，提高資源利用率。

　　可見，先進控制提升企業經濟效益，并非“頭痛醫頭，腳痛醫腳”，即從一個個孤立的指標出發，而是從全局整體的狀態出發，形成一個綜合的優化效應，進而在反應、回收、產品質量控制、排放、設備管理等各個環節都獲得成效。這樣的提升與其說是量的增長，不如說是質的變化，也是幫助企業走向整體優化的名副其實的“催化劑”。

　　改善操作體驗  提高生產效率

　　近年來對過程工業企業而言，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，由于過程控制系統的功能存在局限性，操作人員所承擔的工作往往多而雜，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。

　　先進控制系統相較于常規控制系統，其控制的反應過程往往更加復雜，這是否會為操作人員帶來一定的挑戰呢？事實上，比較常規控制系統，工作在先進控制系統下操作人員的操作反而更為簡單，監視和控制的對象也要少得多，容易得多。

　　談到這個話題，姜經理舉了先進控制系統應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品合格，操作人員往往需要同時手工監測和調節液位、溫度、壓力、流量等眾多對象。而由于生產過程存在大的滯后，當上游裝置生產發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驗對精餾塔的操作作出一定的調整，以減少進料對乙烯精餾塔的影響，實踐中只有經驗相當豐富的操作工才能勝任這一工作。

　　而先進控制系統由于基于多變量預測控制，所以能同時協調控制多個因素對生產的影響，以往需花費操作人員大量時間的工作，就可以轉由先進控制進行動態控制。操作工的工作重點，則轉移到了對控制目標及各類工藝約束的設置上來，比如乙烯精餾塔頂乙烯的質量指標等。蔣經理談到，如果在先進控制之上應用了多裝置或全廠的在線優化技術，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慣方面的協調性，姜經理也談到：“如今的先進控制產品大多具有人性化的人機操作界面，充分考慮到實際生產流程及用戶的操作習慣。人機界面往往嵌入在操作工所熟悉的DCS操作界面上，并設置與常規控制系統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勢，但也應該注意到，先進控制系統的實施、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高峰論壇上，石化盈科信息技術有限公司業務技術部副總經理趙克勤指出，企業成功實施、運行先進控制系統需要注意五個要素，即系統實施條件、先進控制技術、系統實施方法、配套崗位與考核機制，以及長期的維護機制。

　　趙經理指出，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、基礎儀表、人員素質、管理體制、實施方法等都會成為先進控制系統應用效果的因素。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，這樣才能是企業持續獲得收益。

　　而霍尼韋爾的姜經理也指出，先進控制中的模型或應用參數需要進行及時修改，以達到最佳的效果。另外，由于先進控制中通常也設計了針對不同生產方案的應用，那么遇到生產方案改變時，也需要對先進控制進行切換或參數調整。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，如果半年之內沒有進行適當的維護，其性能和經濟效益將逐步下降。

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

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