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主题:【原创】化工过程控制的实践 -- 润树

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家园 帮老同学分忧啦

不同公司的控制水平有很大的差别,有的地方串级、前馈都是“先进控制”,有的地方不到MPC都不算先进控制。虽然PID还是主要的,但PID可以有很多变形,如gap、平方律甚至更复杂的gain scheduling,已经不是简单的PID了。

MPC的运用已经比较普遍,但大多是“套模式”运用,同类的工厂套起来也比较容易。炼油厂、乙烯厂之类已经有现成的套路可循,聚合物厂子比较啰嗦,工艺种类多,也复杂,经常需要分别攻关。

自适应控制在过程控制上运用不多,原因有理论上的,也有实践上的。理论上,稳态过程的自适应逃不出covariance blow up的问题,非稳态的自适应的收敛性只有天知道。在实践上,要保持自适应持续工作,只有用外部激励信号(differ signal),越是稳态越要激励。但是工业上最烦没事找事,过程稳稳当当的,你没事去激励它干什么?

自适应的一个分支自校正(self tuning)也是同样的问题。Astrom和Wittenmark原先设想的自校正躲在一边,不动声色地不断校正控制器,实际上需要开环-闭环才行,也就是时不时地把闭环打开,用阶越或者别的什么强激励,辨识一个模型,然后再闭环。工业上的所谓自校正大多属于这一类。同样的问题,没人喜欢没事找事地激励一下。

Field Bus的优越性不在于控制,在于仪表。DCS的接线虽然有成千上万,但现场的线接到统一的端子板(Field Terminal Assembly,简称FTA),再接到I/O,后面的都是数字传送,没有多少线的。FB像USB一样,可以在一条总线上挂很多装置,包括变送器和阀门,可以plug and play,比传统的接线方便得多。但FB也有问题,为了保证可靠性和带宽,每条FB只能挂8个装置(现在不知道是不是多一点了),否则一条FB出了问题,一大片过程都挂了。早期FB还有信号接地不可靠的问题,现在应该解决了。

控制功能下放只是DCS的延伸,没有太大的优越性。由于FB那一端的PID依然要把所有的SP、PV、OP和模式(AUTO/CAS/MAN)等信号传过来,信号线的带宽没有任何“节约”,相反还多了一点负载。

现在新建的工厂大多使用FB,但这是从仪表安装方便得角度出发的,看不出有取代DCS的样子。

希望能够解答你的一些问题。

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