先进控制：过程工业的“催化剂”
日期：2010-11-5 21:04:24 点击：
来源：中华工控网
作者： 未知
点击【 大 中 小 】放大字体.
【导读：近年来，过程控制工业不断受到新浪潮、新趋势的影响。无论是不久前的经济危机，还是当前节能低碳的宏观导向，都促使过程工业从技术、管理上挖掘更大的潜能，提高效率与收益率，同时降低不必要的能耗与物耗。】
引言中的需求与问题，促使企业在多个方面寻求“催化剂”。比如在企业管理层面完善信息化体系，使企业信息化系统的应用落到实处；也包括在运行维护方面加大智能化与系统优化的深度与广度；而在生产与控制的层面，先进控制技术则成为了近年来不断得到发展与推广的生力军。
先进控制是一种采用多变量预测及优化技术、基于过程动态数学模型、与常规控制相结合的新型工业控制方法。与以经典控制理论为技术基础的常规控制相比，先进控制建立在现代控制理论之上，是具有比常规控制更好的控制效果的控制策略, 也成为了提高过程控制质量、解决复杂过程控制问题的一种理论和技术。
先进控制不断发展 形成完整全面体系
随着现代过程控制工业的发展，被控过程越来越复杂、变量与约束条件也越来越多。在这样的趋势下，先进控制的重要性愈加凸显。
霍尼韦尔（中国）有限公司过程控制部市场战略经理姜亚春认为，通常所说的常规控制算法比较简单，能维护简单工业过程的平稳操作与运行；但如果被控过程具有复杂多变量、强时变性、强耦合性、非线性、大纯滞后或存在苛刻约束条件时，常规控制往往无能为力，先进控制技术则能较好地解决上述问题。同时，有些先进控制技术还具有变结构的特点，能总体自寻优，还具有自适应、自学习和自协调功能；此外也具有补偿自修复能力及判断决策等诸多常规控制所不及的功能。
而为过程控制带来诸多改善的先进控制技术，其本身也在应用中不断发展。经过30多年的发展，先进控制技术也已经从过去单一的多变量控制发展成为了系列化的完整的技术体系。
据姜亚春经理介绍，目前一个完整的、全面的先进控制与优化系统往往由多种技术共同协作完成，以确保系统的长期稳定高效运行。这些技术包括：基本回路整定技术、软测量技术、多变量预估控制技术、智能化的阶跃测试技术、在线优化技术、动态及工艺建模技术、先控应用性能监控以及系统维护工具。
而ABB控制系统亚太区中国部经理曾硕巍先生也指出，所谓先进控制，是由多个系统、多个部门框架下的整体的优化，需要相互配合，也涉及到多个方面的产品，而并非孤立的控制方法。
多方面提升企业经济效益
近年来，由于看到一些试点项目中先进控制的成功应用，一些大型的石化集团已经对先进控制技术的应用进行了有组织的推广和拓展，这的确是先进控制目前在国内企业应用增长较快的一个因素。当然，作为企业，选择先进控制技术的主要原因还是由于其为企业切实提升的经济效益。那么作为一种生产与控制层面的技术，先进控制能以哪些途径来提升经济效益呢？
据姜亚春经理介绍，依靠先进控制提升经济效益，主要有如下一些途经。
首先，通过动态协调约束控制，可以有效确保装置操作生产的稳定性，减少生产波动带来的各类损失；而通过卡边控制增加装置处理能力，则提高了高价值产品回收率来实现装置经济效益最大化；通过精确的动态控制，还可以提高产品质量；通过提高装置热回收率和减少放散，则可以实现节能降耗，并减少操作费用；最后，通过生产控制的智能化，在生产安全性提高的同时，也减少了操作人员的劳动强度，通过此举还能延长设备运行周期，提高资源利用率。
可见，先进控制提升企业经济效益，并非“头痛医头，脚痛医脚”，即从一个个孤立的指标出发，而是从全局整体的状态出发，形成一个综合的优化效应，进而在反应、回收、产品质量控制、排放、设备管理等各个环节都获得成效。这样的提升与其说是量的增长，不如说是质的变化，也是帮助企业走向整体优化的名副其实的“催化剂”。
改善操作体验 提高生产效率
近年来对过程工业企业而言，操作人员的操作体验也成为了非常重要的一个方面。在以往，由于过程控制系统的功能存在局限性，操作人员所承担的工作往往多而杂，人机交互的简便性与流畅性更是较少得到重视。这在一定程度上，使操作人员的效率受到了影响。
先进控制系统相较于常规控制系统，其控制的反应过程往往更加复杂，这是否会为操作人员带来一定的挑战呢？事实上，比较常规控制系统，工作在先进控制系统下操作人员的操作反而更为简单，监视和控制的对象也要少得多，容易得多。
谈到这个话题，姜经理举了先进控制系统应用于乙烯精馏塔控制的例子。他谈到，以往为了确保乙烯精馏塔塔顶和塔底的产品合格，操作人员往往需要同时手工监测和调节液位、温度、压力、流量等众多对象。而由于生产过程存在大的滞后，当上游装置生产发生变化而造成乙烯精馏塔进行料波动时，还得靠操作人员凭经验对精馏塔的操作作出一定的调整，以减少进料对乙烯精馏塔的影响，实践中只有经验相当丰富的操作工才能胜任这一工作。
而先进控制系统由于基于多变量预测控制，所以能同时协调控制多个因素对生产的影响，以往需花费操作人员大量时间的工作，就可以转由先进控制进行动态控制。操作工的工作重点，则转移到了对控制目标及各类工艺约束的设置上来，比如乙烯精馏塔顶乙烯的质量指标等。蒋经理谈到，如果在先进控制之上应用了多装置或全厂的在线优化技术，那么操作人员的劳动强度还可以进一步降低。
而具体到实际操作和人员操作习惯方面的协调性，姜经理也谈到：“如今的先进控制产品大多具有人性化的人机操作界面，充分考虑到实际生产流程及用户的操作习惯。人机界面往往嵌入在操作工所熟悉的DCS操作界面上，并设置与常规控制系统自由切换的在线无扰切换按钮，操作工可以像操作一个DCS控制器一样去操作先进控制器。”
维护机制决定长期效益
尽管先进控制具有如此多的优势，但也应该注意到，先进控制系统的实施、运行与维护，并不是一劳永逸的。在中国石油化工重大工程仪表自控技术高峰论坛上，石化盈科信息技术有限公司业务技术部副总经理赵克勤指出，企业成功实施、运行先进控制系统需要注意五个要素，即系统实施条件、先进控制技术、系统实施方法、配套岗位与考核机制，以及长期的维护机制。
赵经理指出，成功实施先进控制并长期保持良好运行是一项涉及多方面的工作，对装置、基础仪表、人员素质、管理体制、实施方法等都会成为先进控制系统应用效果的因素。所以就需要先进控制实施专家、管理人员、操作人员、工艺工程师以及自控人员通力合作，不仅从成功实施着眼，更要以长期良好运行为目标，这样才能是企业持续获得收益。
而霍尼韦尔的姜经理也指出，先进控制中的模型或应用参数需要进行及时修改，以达到最佳的效果。另外，由于先进控制中通常也设计了针对不同生产方案的应用，那么遇到生产方案改变时，也需要对先进控制进行切换或参数调整。也就是说，先进控制投入使用后，仍需要有专人做日常维护工作，如果半年之内没有进行适当的维护，其性能和经济效益将逐步下降。
可见，建立长期的维护机制，也是应用先进控制的企业必须重视的方面。我们相信，如果企业能够在实施、维护等环节处理得当，随着先进控制应用的不断推广，这剂“催化剂”必将为整个过程工业带来崭新的面貌。
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
载入中...
P
L
C
技
术
网
|
可
编
程
控
制
器
技
术
门
户
|
十
万
P
L
C
工
程
师
的
共
同
选
择
！
·最新招聘信息
·最新求职信息
·推荐产品
·推荐厂商
·栏目热门排行
·站内热门排行