先進控制被認為是比PID更先進控制的控制算法，但是實際上先進控制項目的實施離不開良好的底層PID控制，而且單變量強因果關(guān)系的控制，先進控制不會超過PID。先進控制被認為擅長解決復(fù)雜多變量協(xié)調(diào)優(yōu)化控制問題，但是實際上超馳控制可以實現(xiàn)約束控制，而多操縱變量的協(xié)調(diào)可以通過分程控制、分級控制、分配控制、比值控制、閥位控制或者嵌套控制實現(xiàn)。先進控制將控制方案設(shè)計轉(zhuǎn)化為模型和參數(shù)設(shè)置的隱式實現(xiàn)，而且規(guī)模很大。先進控制采用統(tǒng)一的方式優(yōu)雅簡單的解決多變量協(xié)調(diào)約束優(yōu)化問題。
先進控制從發(fā)明到今天，在工業(yè)界日益推廣普及，成為和PID一樣有影響力的事實工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的原因到底是什么呢？是模型預(yù)測、滾動優(yōu)化、反饋校正嗎？大部分的算法都是基于模型的。如果沒有反饋控制機制，一切算法都本質(zhì)上是前饋的，不能克服不確定性。所以這些特點不是工業(yè)界接受先進控制的根本原因。
先進控制在變量結(jié)構(gòu)不變的前提下，允許工程師隨著對裝置的理解，隨時更改控制策略。用顯式的確定性控制結(jié)構(gòu)，隱式的變化的控制策略是先進控制的獨特之處?；赑ID的控制策略是顯式的確定性單回路控制結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)確定的控制策略。這是先進控制的獨特魅力。
從工程視角談?wù)勏冗M控制的作用
1、選擇權(quán)
在控制方案中，有兩類不合理的控制方案可能存在。一種是不能用的錯誤方案，一投用整個裝置就會波動。實事求是的辦法是只能手動，但是要更改控制方案，認知和管理的難度都很大，這類手動會長期存在。另一種是能用的不合理方案，例如高回流比時，仍使用塔頂采出控制回流罐液位，塔釜出料很少時，仍使用塔釜出料控制塔釜液位，汽提塔的塔釜溫度控制。這類自動更是沒有人會想到應(yīng)該被停用。先進控制則可以用替代人工和替代PID的方式，將這類不合理的控制方案以變量形式保留，但是使用隱式的模型和參數(shù)，停用不合理的控制方案。先進控制變量形式的一致性能實現(xiàn)不一樣的控制效果，關(guān)鍵是模型和參數(shù)的靈活性，這賦予了先進控制工程師選擇權(quán)。
2、試驗權(quán)
先進控制可以將所有操縱手動作為操縱變量，將所有測量作為被控變量，僅僅通過模型和參數(shù)實現(xiàn)和認知匹配的控制方案。一個液位控制可以有多個操縱手段，DCS單回路控制可能沒有充分利用，從而導(dǎo)致異常需要人工干預(yù)，而先進控制可以任意組合按工藝要求使用多個操縱變量。將塔釜溫度和進料溫度同時作為被控變量，可以實現(xiàn)工藝規(guī)程要求的塔釜溫度控制，也可以試驗進料溫度控制。在汽提塔光明正大的放棄塔釜溫度控制往往需要數(shù)年的先進控制投用。否則解釋起來都很困難，接受一個新的觀念需要過程。
3、驗證權(quán)
一旦一種操作方法形成，即使是手動操作也很難被打破。貿(mào)然地以一種可行的控制方案進行控制，就要必須確保組態(tài)正確、參數(shù)合理、精心投用。如果設(shè)計的控制策略出現(xiàn)問題。面臨的不僅僅是責(zé)罰，更可能喪失控制策略改進的機會。不能正確地做事是問題長期存在的根因。最近又聽到了在某合成氨裝置因為下裝導(dǎo)致停車的事故。下裝本身不會有風(fēng)險，但是細節(jié)錯誤、自以為是、無知無畏肯定會發(fā)生事故。一旦出現(xiàn)了事故，任何控制策略修改都會被謹慎對待。而且還不知道這個控制策略是否真的有效。工廠里操作知識不能自動化是常態(tài)。在先進控制中試驗控制策略的有效性是個好方法。復(fù)雜控制方案需要理解本質(zhì)、至簡至優(yōu)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。能把所有細節(jié)都做對，對現(xiàn)場的工程師要求太高。一旦失敗，很容易放棄。但是使用先進控制驗證也有技術(shù)成本。
作者：馮少輝博士
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