導(dǎo)語：現(xiàn)代復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程，通過實(shí)施先進(jìn)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(dòng)態(tài)性能，減少關(guān)鍵變量的運(yùn)行波動(dòng)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(yùn)行，最終達(dá)到增強(qiáng)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(yùn)行成本以及減少環(huán)境污染等目的。
所謂先進(jìn)控制技術(shù)(Advanced Process Control，APC)，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,主要包括過程建模方法和軟測量技術(shù)；基于模型控制的三種方法，即內(nèi)模控制、模型預(yù)測控制和預(yù)測函數(shù)控制，以及智能控制方法，包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和專家控制；計(jì)算機(jī)集成控制。其設(shè)計(jì)思想是以多變量預(yù)估為核心, 采用過程模型預(yù)測未來時(shí)刻的輸出, 用對象的實(shí)際輸出與模型預(yù)測輸出的差值修正過程模型, 從而把若干個(gè)要控制的變量控制在一個(gè)希望的工控點(diǎn)上, 把裝置整體推向最佳狀態(tài)。
近年來，世界上許多著名科研機(jī)構(gòu)和公司致力于APC的研究開發(fā)和應(yīng)用。許多基于多變量模型預(yù)估控制技術(shù)的APC已經(jīng)工程化并得到廣泛應(yīng)用。催化裂化裝置實(shí)施APC的效益是最高的，其次還有加氫裂化裝置、常減壓裝置和油品調(diào)和。其中催化裂化裝置采用APC的套數(shù)最多，效益最好。
目前先進(jìn)控制技術(shù)不但在理論上不斷推出新的成果, 而且在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中也取得了令人矚目的成績?，F(xiàn)在國內(nèi)外已有很多優(yōu)秀的先控產(chǎn)品供我們選擇：如Honeywell 高技術(shù)執(zhí)行部的PC ( Profit Cont roller) ；ABB 代理的STAR ；橫河代理的SMOC; FOXBORO 的Connoisseur ;ASPEN 的DMC、浙江中控的APC－Adcon；洛陽石化工程公司開發(fā)的反應(yīng)熱先控技術(shù)以及石油大學(xué)的機(jī)理建模技術(shù)都各具特色，歸結(jié)起來建模原理都大同小異，基本上分為機(jī)理建模和采用系統(tǒng)辨識理論測試建模兩種, 并且在實(shí)踐應(yīng)用中都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。
大慶石化先進(jìn)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)二氧化硫減排創(chuàng)效
項(xiàng)目：目前全國近百套硫黃回收裝置，用于回收石化工業(yè)污水中的硫和氨等有害物質(zhì)。但此前因污水中硫含量波動(dòng)量大面寬，且為人工操控，裝置氣風(fēng)比難以穩(wěn)定，二氧化硫超標(biāo)排放現(xiàn)象比較普遍。由大慶開發(fā)區(qū)華創(chuàng)電子有限公司與大慶石化公司煉油廠共同研發(fā)的先進(jìn)控制系統(tǒng)，采用復(fù)雜控制策略的壓力控制器和氣風(fēng)比控制器，對酸性氣分液罐壓力和氣風(fēng)比實(shí)施復(fù)雜控制。它利用DCS系統(tǒng)中的OPC，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制器和DCS之間的數(shù)據(jù)交換。復(fù)雜控制器從DCS中接收過程參數(shù)，經(jīng)過運(yùn)算得到控制數(shù)據(jù)，輸送給DCS，再由DCS實(shí)現(xiàn)對工程的控制。壓力控制器以適當(dāng)?shù)乃俣雀櫡忠汗捱M(jìn)料量，調(diào)節(jié)進(jìn)制硫燃燒爐的酸性氣流量。氣風(fēng)比控制器控制進(jìn)入制硫燃燒爐的風(fēng)量，使三級冷凝冷卻器出口過程氣中的H2S與SO2的比值達(dá)到2∶1，并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整控制。
點(diǎn)評：這套先進(jìn)控制技術(shù)于一年前首次應(yīng)用于大慶煉油廠1800噸/年硫黃回收裝置，一年來的運(yùn)行結(jié)果表明，可將二氧化硫濃度由過去的1000毫克/立方米降至目前的600毫克/立方米左右，排空煙氣二氧化硫含量指標(biāo)只相當(dāng)于項(xiàng)目實(shí)施前的13.5%，每年可減少二氧化硫排放量336噸，節(jié)約環(huán)保排放費(fèi)用21萬元；同時(shí)，還可增產(chǎn)硫黃168噸/年，年節(jié)約處理部分循環(huán)酸性氣的0.8兆帕、蒸氣約9000噸，提高經(jīng)濟(jì)效益上百萬元。
錦州石化先進(jìn)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝置優(yōu)化操作
項(xiàng)目：在焦化裝置看到，原來對分餾塔平穩(wěn)生產(chǎn)影響較大的暖塔、小吹汽和大吹汽等過程事件，現(xiàn)在只需要通過計(jì)算機(jī)先進(jìn)控制程序?qū)固克诇囟茸兓M(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，就可以自動(dòng)完成操作切換。該套先進(jìn)控制系統(tǒng)采用浙大中控公司先控技術(shù)，主要應(yīng)用于脫丙烷塔T-201、異丁烯塔T-202和丙烯精制塔T-302等5個(gè)生產(chǎn)單元。
點(diǎn)評：應(yīng)用先進(jìn)控制系統(tǒng)后，不僅提高了裝置分離能力，還實(shí)現(xiàn)了對高附加值產(chǎn)品卡邊優(yōu)化。丙烯精制單元通過實(shí)現(xiàn)對丙烯和丙烷之間切割，在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，提高了丙烯收率，按裝置年處理20萬噸原料計(jì)算，每年可增加效益240余萬元。
先進(jìn)控制技術(shù)在大型甲醇裝置中的應(yīng)用
項(xiàng)目：以天然氣為原料的10萬噸/年甲醇裝置，采用蒸汽轉(zhuǎn)化、低壓合成、三塔精餾生產(chǎn)工藝流程。原料天然氣經(jīng)過脫硫、蒸汽轉(zhuǎn)化和甲醇低壓合成等工藝單元制備成粗甲醇后進(jìn)入甲醇精餾工藝單元。因合成得到的粗甲醇除含水外，還含有不同數(shù)量的多種雜質(zhì)，必須將這些雜質(zhì)除去，才能獲得符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的甲醇產(chǎn)品。甲醇裝置精餾單元先進(jìn)控制器采用一個(gè)大APC-Adcon控制器，其中包括脫醚塔子控制器、加壓塔子控制器、常壓塔子控制器，子控制器的內(nèi)部模型由各精餾塔實(shí)驗(yàn)測試、數(shù)據(jù)采集、模型辨識和驗(yàn)證等環(huán)節(jié)獲得，控制器設(shè)計(jì)則根據(jù)各精餾塔的特點(diǎn)及工藝要求，考慮各種約束條件來選擇被控變量、操縱變量和擾動(dòng)變量的相關(guān)控制結(jié)構(gòu)與參數(shù)，并通過大量閉環(huán)仿真的檢驗(yàn)。
點(diǎn)評：先進(jìn)控制系統(tǒng)大大提高了生產(chǎn)過程主要工藝參數(shù)的平穩(wěn)性，標(biāo)準(zhǔn)差平均降低50%以上，統(tǒng)一了操作方法，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大減少了人工調(diào)節(jié)時(shí)的不及時(shí)和不一致。
中控先進(jìn)控制技術(shù)在有機(jī)硅行業(yè)取得成功
項(xiàng)目：新安化工6萬噸/年有機(jī)硅裝置精餾單元先進(jìn)控制系統(tǒng)項(xiàng)目。中控先進(jìn)控制系統(tǒng)順利完成了先進(jìn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、投運(yùn)、試運(yùn)行和連續(xù)考核運(yùn)行等各項(xiàng)任務(wù)，并達(dá)到了項(xiàng)目各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。
點(diǎn)評：該系統(tǒng)自2009年1月正式投運(yùn)以來，經(jīng)過初步測定，顯著提高一甲、二甲產(chǎn)品的優(yōu)級品率，降低了精餾單元的蒸汽消耗，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的操作優(yōu)化，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該項(xiàng)目的順利驗(yàn)收，也標(biāo)志著中控在有機(jī)硅行業(yè)先進(jìn)控制應(yīng)用方面取得了重要突破。
高魯棒性先進(jìn)控制技術(shù)首用加氫裂化裝置
項(xiàng)目：大慶石化公司煉油廠120萬噸/年加氫裂化裝置。由北京信廣華科技有限公司針對國內(nèi)加氫裂化裝置分餾加熱爐出口溫度高而“量身定做”的高魯棒性先進(jìn)控制技術(shù)，主要包括采用高魯棒性先進(jìn)控制技術(shù)的液位及流量變化率控制器和爐溫控制器。這套先進(jìn)控制系統(tǒng)有三個(gè)特點(diǎn)，一是改善了分餾加熱爐出口溫度的控制條件，二是減小了分餾加熱爐四路出口溫度的偏差，三是對分餾加熱爐的出口溫度實(shí)施高魯棒性先進(jìn)控制。
點(diǎn)評：加氫裂化裝置分餾系統(tǒng)應(yīng)用高魯棒性先進(jìn)控制技術(shù)后，可將分餾進(jìn)料加熱爐出口溫度控制在±2℃之內(nèi)，同時(shí)根據(jù)分餾爐熱量分布自動(dòng)調(diào)節(jié)四路進(jìn)料量，減小四路出料溫度偏差以及脫氣塔液面的波動(dòng)幅度，穩(wěn)定加熱爐的出口溫度，保證分餾塔的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)提高分餾塔的分離精度，使裝置經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)最大化。自2007年應(yīng)用以來，這套在國內(nèi)首家應(yīng)用高魯棒性先進(jìn)控制技術(shù)的加氫裂化裝置，每年可為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益200余萬元，分餾加熱爐四路出口溫度的偏差減小到 1℃以內(nèi)，輕油收率提高了0.73%，日節(jié)省瓦斯2817立方米。
目前的多變量預(yù)估優(yōu)化控制都具備良好的抗干擾即魯棒控制功能, 能夠更有效地穩(wěn)定工藝裝置的操作情況。浙江中控的APC－Adcon在國內(nèi)已成功應(yīng)用了幾十套，積累的豐富的經(jīng)驗(yàn)。隨著現(xiàn)代控制理論的迅速發(fā)展，各種先進(jìn)控制策略、方法和技術(shù)已開始在流程工業(yè)中廣泛應(yīng)用。用先進(jìn)控制改造傳統(tǒng)的流程工業(yè)已成為現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)措施。特別是在經(jīng)濟(jì)危機(jī)的今天，大力推廣和發(fā)展先進(jìn)控制技術(shù)具有重大的意義。
（轉(zhuǎn)載）
