近年來,先進控制技術在流程工業過程中不斷地推廣應用,取得良好的效果。目前國內以石油化工行業為代表的各大企業紛紛啟用先進控制技術。憑借改善過程動態控制的性能、減少過程變量的波動幅度、使生產裝置在接近其約束邊界的條件下運行(卡邊操作)等優勢,先進控制技術在石油化工、電力等行業獲得廣泛應用,大量工業裝置在已有DCS的基礎上配備了先進控制系統,大規模的模型預估控制和用于優化的非線性預估控制技術得到極大完善。由于先進控制軟件包可以為企業帶來可觀的經濟效益,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公司已經與中國石化總公司合作,在石化行業推廣他們的RMPCT軟件,部分已投入使用。在國內,越來越多的石油化工企業也開始嘗試先進控制的運用,如茂名、揚子、濟南等煉油廠已經應用了先進控制技術,并且都實現了良好的應用效果與經濟效益。
APC技術——企業增產增效的“加速器”
20世紀70年代以來,隨著計算機技術的廣泛應用,自動控制技術有了很大的發展,先進過程控制應運而生。先進控制內容豐富、涵蓋面廣,包括自適應控制、魯棒控制、預測控制、智能控制和軟測量技術等。先進控制技術是對那些不同于常規單回路控制,并比常規PID控制有更好控制效果的控制策略的統稱。
在復雜工業生產過程中,一個良好的控制系統不但要保護系統的穩定性和整個生產的安全,滿足一定約束條件,而且應該帶來一定的經濟效益和社會效益。然而設計這樣的控制系統會遇到許多困難,特別是復雜工業過程往往具有不確定性(環境結構和參數的未知性、時變性、隨機性、突變性)、非線性、變量間的關聯性以及信息的不完全性和大純滯后性等,要想獲得精確的數學模型十分困難。現代復雜的工業生產過程,通過實施先進控制,可以大大提高工業生產過程操作和控制的穩定性,改善工業生產過程的動態性能,減少關鍵變量的運行波動幅度,使其更接近于優化目標值,從而將工業生產過程推向更接近裝置約束邊界條件下運行,最終達到增強工業生產過程的穩定性和安全性,保證產品質量的均勻性,提高目標產品的收率,提高生產裝置的處理能力,降低生產過程運行成本以及減少環境污染等目的。
目前先進控制技術不但在理論上不斷推出新的成果,而且在實際生產應用中也取得了令人矚目的成績。現在國內外已有很多優秀的產品供選擇:如Honeywell高技術執行部的PC(ProfitController);ABB代理的STAR;橫河代理的SMOC;FOXBORO的Connoisseur;ASPEN的DMC、浙江中控的APC-Adcon等。目前,世界上先進的石化企業絕大多數生產裝置都采用了先進控制技術,據ARC調查的數據顯示,美國的普及率已經達到60%以上,重點裝置更是達到了90%的比例。在某種程度上,先進控制技術更像是企業增產增效的“加速器”。先進控制技術通常是在DCS、FCS等系統的基礎上,采用多變量預測控制、智能軟測量和工藝計算等策略實現以下目標:提高裝置運行的穩定性和安全性、保證產品質量的一致性、提高目標產品收率、增加裝置處理量、降低運行成本、減少環境污染等。因此,越來越多的企業開始運用先進控制技術來實現“節能增效”,同時這些行業用戶也將先進控制技術作為提升企業競爭力的突破口。
幾年來的實踐證明,在我國先進控制方法的推廣工作并非一帆風順,而是遇到了不少困難和問題。盡管先進控制系統效益明顯,但國內企業先進控制建設和應用情況與國外始終存在差距。系統開發企業在開發應用過程中能夠保證系統正常運行,但同時,先進控制系統的維護者是用戶企業的信息技術人員,他們既要熟悉先進控制技術本身,同時要掌握計算機控制系統以及工藝過程等技術。因此,用戶企業自身由于缺乏足夠的技術力量,先進控制系統的長期維護問題日益明顯。
(審核編輯: Doris)
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