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　　【導(dǎo)讀：近年來(lái)，過(guò)程控制工業(yè)不斷受到新浪潮、新趨勢(shì)的影響。無(wú)論是不久前的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，還是當(dāng)前節(jié)能低碳的宏觀導(dǎo)向，都促使過(guò)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(shí)降低不必要的能耗與物耗?！?/span>

　　引言中的需求與問(wèn)題，促使企業(yè)在多個(gè)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(shí)處；也包括在運(yùn)行維護(hù)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(jìn)控制技術(shù)則成為了近年來(lái)不斷得到發(fā)展與推廣的生力軍。

　　先進(jìn)控制是一種采用多變量預(yù)測(cè)及優(yōu)化技術(shù)、基于過(guò)程動(dòng)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(jìn)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(guò)程控制質(zhì)量、解決復(fù)雜過(guò)程控制問(wèn)題的一種理論和技術(shù)。

　　先進(jìn)控制不斷發(fā)展  形成完整全面體系

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

　　霍尼韋爾（中國(guó)）有限公司過(guò)程控制部市場(chǎng)戰(zhàn)略經(jīng)理姜亞春認(rèn)為，通常所說(shuō)的常規(guī)控制算法比較簡(jiǎn)單，能維護(hù)簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程的平穩(wěn)操作與運(yùn)行；但如果被控過(guò)程具有復(fù)雜多變量、強(qiáng)時(shí)變性、強(qiáng)耦合性、非線性、大純滯后或存在苛刻約束條件時(shí)，常規(guī)控制往往無(wú)能為力，先進(jìn)控制技術(shù)則能較好地解決上述問(wèn)題。同時(shí)，有些先進(jìn)控制技術(shù)還具有變結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，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(bǔ)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(guò)程控制帶來(lái)諸多改善的先進(jìn)控制技術(shù)，其本身也在應(yīng)用中不斷發(fā)展。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，先進(jìn)控制技術(shù)也已經(jīng)從過(guò)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(gè)完整的、全面的先進(jìn)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(zhǎng)期穩(wěn)定高效運(yùn)行。這些技術(shù)包括：基本回路整定技術(shù)、軟測(cè)量技術(shù)、多變量預(yù)估控制技術(shù)、智能化的階躍測(cè)試技術(shù)、在線優(yōu)化技術(shù)、動(dòng)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(hù)工具。

　　而ABB控制系統(tǒng)亞太區(qū)中國(guó)部經(jīng)理曾碩巍先生也指出，所謂先進(jìn)控制，是由多個(gè)系統(tǒng)、多個(gè)部門(mén)框架下的整體的優(yōu)化，需要相互配合，也涉及到多個(gè)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(jì)效益

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

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

　　首先，通過(guò)動(dòng)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(dòng)帶來(lái)的各類(lèi)損失；而通過(guò)卡邊控制增加裝置處理能力，則提高了高價(jià)值產(chǎn)品回收率來(lái)實(shí)現(xiàn)裝置經(jīng)濟(jì)效益最大化；通過(guò)精確的動(dòng)態(tài)控制，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量；通過(guò)提高裝置熱回收率和減少放散，則可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，并減少操作費(fèi)用；最后，通過(guò)生產(chǎn)控制的智能化，在生產(chǎn)安全性提高的同時(shí)，也減少了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，通過(guò)此舉還能延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行周期，提高資源利用率。

　　可見(jiàn)，先進(jìn)控制提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，并非“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，即從一個(gè)個(gè)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(gè)綜合的優(yōu)化效應(yīng)，進(jìn)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(gè)環(huán)節(jié)都獲得成效。這樣的提升與其說(shuō)是量的增長(zhǎng)，不如說(shuō)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(shí)的“催化劑”。

　　改善操作體驗(yàn)  提高生產(chǎn)效率

　　近年來(lái)對(duì)過(guò)程工業(yè)企業(yè)而言，操作人員的操作體驗(yàn)也成為了非常重要的一個(gè)方面。在以往，由于過(guò)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(jī)交互的簡(jiǎn)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(jìn)控制系統(tǒng)相較于常規(guī)控制系統(tǒng)，其控制的反應(yīng)過(guò)程往往更加復(fù)雜，這是否會(huì)為操作人員帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)呢？事實(shí)上，比較常規(guī)控制系統(tǒng)，工作在先進(jìn)控制系統(tǒng)下操作人員的操作反而更為簡(jiǎn)單，監(jiān)視和控制的對(duì)象也要少得多，容易得多。

　　談到這個(gè)話題，姜經(jīng)理舉了先進(jìn)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(shí)手工監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)液位、溫度、壓力、流量等眾多對(duì)象。而由于生產(chǎn)過(guò)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(jìn)行料波動(dòng)時(shí)，還得靠操作人員憑經(jīng)驗(yàn)對(duì)精餾塔的操作作出一定的調(diào)整，以減少進(jìn)料對(duì)乙烯精餾塔的影響，實(shí)踐中只有經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)豐富的操作工才能勝任這一工作。

　　而先進(jìn)控制系統(tǒng)由于基于多變量預(yù)測(cè)控制，所以能同時(shí)協(xié)調(diào)控制多個(gè)因素對(duì)生產(chǎn)的影響，以往需花費(fèi)操作人員大量時(shí)間的工作，就可以轉(zhuǎn)由先進(jìn)控制進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。操作工的工作重點(diǎn)，則轉(zhuǎn)移到了對(duì)控制目標(biāo)及各類(lèi)工藝約束的設(shè)置上來(lái)，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(jìn)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(dòng)強(qiáng)度還可以進(jìn)一步降低。

　　而具體到實(shí)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(jìn)控制產(chǎn)品大多具有人性化的人機(jī)操作界面，充分考慮到實(shí)際生產(chǎn)流程及用戶(hù)的操作習(xí)慣。人機(jī)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(wú)擾切換按鈕，操作工可以像操作一個(gè)DCS控制器一樣去操作先進(jìn)控制器。”

　　維護(hù)機(jī)制決定長(zhǎng)期效益

　　盡管先進(jìn)控制具有如此多的優(yōu)勢(shì)，但也應(yīng)該注意到，先進(jìn)控制系統(tǒng)的實(shí)施、運(yùn)行與維護(hù)，并不是一勞永逸的。在中國(guó)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(shí)施、運(yùn)行先進(jìn)控制系統(tǒng)需要注意五個(gè)要素，即系統(tǒng)實(shí)施條件、先進(jìn)控制技術(shù)、系統(tǒng)實(shí)施方法、配套崗位與考核機(jī)制，以及長(zhǎng)期的維護(hù)機(jī)制。

　　趙經(jīng)理指出，成功實(shí)施先進(jìn)控制并長(zhǎng)期保持良好運(yùn)行是一項(xiàng)涉及多方面的工作，對(duì)裝置、基礎(chǔ)儀表、人員素質(zhì)、管理體制、實(shí)施方法等都會(huì)成為先進(jìn)控制系統(tǒng)應(yīng)用效果的因素。所以就需要先進(jìn)控制實(shí)施專(zhuān)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(shí)施著眼，更要以長(zhǎng)期良好運(yùn)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(jìn)控制中的模型或應(yīng)用參數(shù)需要進(jìn)行及時(shí)修改，以達(dá)到最佳的效果。另外，由于先進(jìn)控制中通常也設(shè)計(jì)了針對(duì)不同生產(chǎn)方案的應(yīng)用，那么遇到生產(chǎn)方案改變時(shí)，也需要對(duì)先進(jìn)控制進(jìn)行切換或參數(shù)調(diào)整。也就是說(shuō)，先進(jìn)控制投入使用后，仍需要有專(zhuān)人做日常維護(hù)工作，如果半年之內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)，其性能和經(jīng)濟(jì)效益將逐步下降。

　　可見(jiàn)，建立長(zhǎng)期的維護(hù)機(jī)制，也是應(yīng)用先進(jìn)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(shí)施、維護(hù)等環(huán)節(jié)處理得當(dāng)，隨著先進(jìn)控制應(yīng)用的不斷推廣，這劑“催化劑”必將為整個(gè)過(guò)程工業(yè)帶來(lái)嶄新的面貌。

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