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    當(dāng)前先進控制與優(yōu)化控制軟件的二次開發(fā)量較大，從設(shè)計，測試，仿真研究，到實際工業(yè)裝置投運周期較長。為此今后應(yīng)開發(fā)一些二次開發(fā)量較少的先進控制與優(yōu)化控制軟件，以適應(yīng)市場需要。

    當(dāng)前先進控制與優(yōu)化控制軟件的二次開發(fā)量較大，從設(shè)計，測試，仿真研究，到實際工業(yè)裝置投運周期較長。為此今后應(yīng)開發(fā)一些二次開發(fā)量較少的先進控制與優(yōu)化控制軟件，以適應(yīng)市場需要。同時，還將進一步開發(fā)魯棒性強，適應(yīng)性寬(操作條件、原料性質(zhì)等)，性能價格比優(yōu)的商品化先進控制與優(yōu)化控制軟件，適應(yīng)國內(nèi)大中型企業(yè)需要。

    流程工業(yè)過程是一個復(fù)雜的工業(yè)過程，具有大量的不確定性、非線性、多變量耦合、大滯后和狀態(tài)不完全性等特點。因而，流程工業(yè)過程的控制系統(tǒng)的設(shè)計存在著極大的困難，而傳統(tǒng)的PID控制算法則難以滿足其控制質(zhì)量與效益要求。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展，先進控制技術(shù)(APC——AdvancedProcessControl)在流程工業(yè)過程中得到了應(yīng)用，并取得了成功，極大地促進了流程工業(yè)的生產(chǎn)操作水平的提高，并有效地實現(xiàn)了節(jié)能減排。全世界投用的APC已有數(shù)千項，APC的投入產(chǎn)出效益已被公認，一般投資回報率為10美元／1美元，優(yōu)化技術(shù)的經(jīng)濟效益更大，投資償還期不到1年。本文對先進控制技術(shù)在流程工業(yè)過程中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行闡述，并對應(yīng)用案例及其發(fā)展前景進行了概略地介紹。

    APC技術(shù)——企業(yè)增產(chǎn)增效的“加速器”

    20世紀70年代以來，隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，自動控制技術(shù)有了很大的發(fā)展，先進過程控制應(yīng)運而生。先進控制內(nèi)容豐富、涵蓋面廣，包括自適應(yīng)控制、魯棒控制、預(yù)測控制、智能控制和軟測量技術(shù)等。先進控制技術(shù)是對那些不同于常規(guī)單回路控制，并比常規(guī)PID控制有更好控制效果的控制策略的統(tǒng)稱。

    在復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)過程中，一個良好的控制系統(tǒng)不但要保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和整個生產(chǎn)的安全，滿足一定約束條件，而且應(yīng)該帶來一定的經(jīng)濟效益和社會效益。然而設(shè)計這樣的控制系統(tǒng)會遇到許多困難，特別是復(fù)雜工業(yè)過程往往具有不確定性(環(huán)境結(jié)構(gòu)和參數(shù)的未知性、時變性、隨機性、突變性)、非線性、變量間的關(guān)聯(lián)性以及信息的不完全性和大純滯后性等，要想獲得精確的數(shù)學(xué)模型十分困難。現(xiàn)代復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程，通過實施先進控制，可以大大提高工業(yè)生產(chǎn)過程操作和控制的穩(wěn)定性，改善工業(yè)生產(chǎn)過程的動態(tài)性能，減少關(guān)鍵變量的運行波動幅度，使其更接近于優(yōu)化目標(biāo)值，從而將工業(yè)生產(chǎn)過程推向更接近裝置約束邊界條件下運行，最終達到增強工業(yè)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性，保證產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性，提高目標(biāo)產(chǎn)品的收率，提高生產(chǎn)裝置的處理能力，降低生產(chǎn)過程運行成本以及減少環(huán)境污染等目的。

    近年來，先進控制技術(shù)在流程工業(yè)過程中不斷地推廣應(yīng)用，取得良好的效果。目前國內(nèi)以石油化工行業(yè)為代表的各大企業(yè)紛紛啟用先進控制技術(shù)。憑借改善過程動態(tài)控制的性能、減少過程變量的波動幅度、使生產(chǎn)裝置在接近其約束邊界的條件下運行(卡邊操作)等優(yōu)勢，先進控制技術(shù)在石油化工、電力等行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用，大量工業(yè)裝置在已有DCS的基礎(chǔ)上配備了先進控制系統(tǒng)，大規(guī)模的模型預(yù)估控制和用于優(yōu)化的非線性預(yù)估控制技術(shù)得到極大完善。由于先進控制軟件包可以為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益，我國已引進IDCOM-M、SMCA、DMCplus等先進控制軟件，并已投入使用。另外，HoneywellProfimatics公司已經(jīng)與中國石化總公司合作，在石化行業(yè)推廣他們的RMPCT軟件，部分已投入使用。在國內(nèi)，越來越多的石油化工企業(yè)也開始嘗試先進控制的運用，如茂名、揚子、濟南等煉油廠已經(jīng)應(yīng)用了先進控制技術(shù)，并且都實現(xiàn)了良好的應(yīng)用效果與經(jīng)濟效益。但是，我們也不能回避一些先進控制在應(yīng)用中實際存在的問題。