先进控制如何物尽其用？
日期：2010-11-5 21:04:24 点击：
来源：中华工控网
作者： 未知
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80年代，以石油化工行业为代表的各大企业纷纷启用先进控制（advanced process control，即APC）技术。凭借改善过程动态控制的性能、减少过程变量的波动幅度、使生产装置在接近其约束边界的条件下运行（卡边操作）等优势，先进控制技术在石油化工行业获得广泛应用，大量工业装置在已有DCS的基础上配备了先进控制系统，大规模的模型预估控制和用于优化的非线性预估控制技术得到极大完善。
中国石化股份有限公司信息系统管理部主任张志檩形象地将先进控制技术比喻为“企业实现管控一体化的技术桥梁”。确实如此，作为国内推广的企业信息化的根基，先进控制技术已经成为生产过程的最高层面，其在企业中的MES、ERP等信息系统以及DCS、PLC等控制系统的有机整合过程中起着举足轻重的作用。
尽管先进控制系统效益明显，但国内企业先进控制建设和应用情况与国外始终存在差距。系统开发企业在开发应用过程中能够保证系统正常运行，但同时，先进控制系统的维护者是用户企业的信息技术人员，他们既要熟悉先进控制技术本身，同时要掌握计算机控制系统以及工艺过程等技术。因此，用户企业自身由于缺乏足够的技术力量，先进控制系统的长期维护问题日益明显。另外，MES系统需要从DCS系统获取实时数据，如果企业现有和新建的先进控制系统不能充分利用MES系统的实时数据库，将会造成额外的投资。那么，如何才能让先进控制技术尽其用、显其效呢？
实时优化技术完善先进控制应用
据张主任介绍，近年来，实时优化和先进控制的集成已经成为过程工业的热点。国外石化企业纷纷在主要装置实施实时优化，以获取最大经济效益。据了解，目前国外大多数的炼化重点装置已经实施了先进控制和实时优化。
通常来讲，实施先进控制，可以解决动态响应时间滞后、变量未能在线测量、动态响应非线性、干扰相互耦合与约束、大的外部干扰等常规控制的问题。但是，先进控制并不能确定装置的最优工况以及对应的生产参数，这一问题就需要由针对多个装置或全厂的实时优化技术来解决。
据霍尼韦尔（中国）有限公司过程控制部市场战略经理姜亚春介绍，实时优化处于先进控制和基础控制层之上，在综合考虑经济信息、装置物理约束和装置自由度的前提下，实时求解出满足最优化经济（或其它业务目标）的最佳工况点及其所对应的生产参数，并将这一结果传递给先进控制系统，由后者实现这一最优目标。目前，一些先进控制的商业软件也在一定范围内集成了局部优化功能，可以满足一定程度的优化需求。
实施能力决定先进控制的应用基础
据了解，中国石化由石化盈科统一承担先进控制与实时优化的实施与运行维护工作。张主任认为，这明显提高了国内炼化企业先进控制系统应用的效果。这种由信息部门统一管理，由信息技术公司统一承担实施与运行维护的方式，有效地加快了先进控制与实时优化的实施速度，在提高应用效果的同时，也保证了系统的长期、可靠运行。
那么具体到实施项目上，用户还需要注意哪些方面呢？姜经理介绍说：“先进控制项目成功实施及长期稳定运行基于以下几个方面：现场装置基础条件是否完备、项目前期的效益及可行性分析是否科学严谨、所采用的先进控制软件工具是否先进成熟可靠并匹配、工程实施队伍经验是否丰富、项目管理是否切实有效以及系统维护机制是否高效。”同时，他还强调，用户对项目本身的理解、支持以及对技术的掌握程度也直接影响着先进控制的应用效果。
姜经理在采访中还提到了供应商的选择问题，他认为，先进控制项目供应商的选择往往是决定项目成败的关键。“供应商可从技术与实施能力两方面来着手：在技术方面评估的标准包括技术的成熟性、全面性、性价比以及公司的信誉、规模与长期技术支持的能力；在实施能力方面的评估标准则包括国内外同类装置的实施经验、国内的实施队伍与长期支持能力以及主任工程师的经验与能力。”姜经理说道。
维护机制是先进控制的关键
对用户来说，科学有效的先进控制系统运行维护机制相当重要。因为从原理上来讲，先进控制是基于数学模型的，这个数学模型是建立在特定的时间（项目开发期）和特定的条件（项目开发时的工艺状况）下的。如果装置发生大的变化，先进控制中的模型或应用参数需要进行及时的修改以达到最佳的应用效果。另外，如果操作人员对先进控制建模原理没有较深的理解，在日常使用中，也需要有应用工程师的协助；同时，先进控制中通常也设计了针对不同生产方案的应用，遇到生产方案改变时，需要对先进控制进行切换或参数调整。因此，先进控制投入使用后，需要有专人做日常维护工作。根据国外多年的统计分析，在投运后，先进控制会发挥它的效益，但半年后如没有适当的维护，其性能和经济效益将逐步下降。姜经理介绍，如果建立了好的维护管理体系，先进控制的效益完全可以长期维持下去，加上不断的应用改进和系统升级，其效益还可不断提高。
同时，姜经理还指出，从企业的组织管理和系统管理两个方面入手，可以对先进控制做到较好的维护。
先进控制维护的组织与管理
由于先进控制投入使用后将成为生产操作的有机组成部分，同时它能起到为保障工厂的安全稳定生产、提高经济效益等重要的作用。因此，企业必须像维护其他生产设备一样，配备专人的先进控制应用工程师小组对其进行定期维护。这个小组的组成可根据企业中里先进控制应用的数目、有无外界技术支持等具体情况来确定。根据国外的经验，一般如有外界维护合同，每人可以维护5～10个装置；如自主维护为主，则每人2～3个装置。对于先进控制工程师小组，其专业背景应以工艺或控制为主，组长或主任工程师应由有经验的人员担任。
建立专业的先进控制队伍之后，由先进控制组牵头、各部门紧密配合的管理制度也必须及时确立。工艺操作车间将是先进控制的用户，首先要建立先进控制操作流程及管理考核制度，同时也必须建立有关常规仪表、分析仪、阀及其他设备的管理考核制度。
先进控制维护的系统管理
在过去许多先进控制项目的实施中，大多侧重于先进控制系统本身的开发，却忽略了先进控制在线维护系统的实施。在企业实施先进控制的组织与管理体制建立起来后，还必须对先进控制的运行性能进行实时监测与定时报告，及时将先进控制系统的投运率、投运效果和效益与存在的问题等信息反馈到先进控制小组及企业的管理层。根据这些反馈，相关管理部门人员可以将问题及时解决。
同时，由先进控制维护系统统计出来的先进控制投运指数将以报表或报告的形式，提交给各相关部门以及厂长等管理层，这些指数也将作为考核各级领导与工作人员的重要依据与标准。
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