從事過(guò)程控制的工藝工程師和系統(tǒng)工程師如果掌握Lambda工程整定方法和強(qiáng)因果關(guān)系PID控制,可能顯著提高裝置自動(dòng)化水平,對(duì)工作大有幫助。
因果關(guān)系準(zhǔn)確,設(shè)備正常的控制回路投自動(dòng)是提高裝置自動(dòng)化的第一步,這一步使用Lambda整定方法進(jìn)行整定就可以了。無(wú)論工藝工程師還是控制工程師使用Lambda整定應(yīng)該都能勝任這部分工作。Lambda整定方法是提高裝置自動(dòng)化的基礎(chǔ)和關(guān)鍵之一。
如果能通過(guò)操作干預(yù)發(fā)現(xiàn)一些強(qiáng)因果關(guān)系的控制方案,工藝工程師和系統(tǒng)工程師還可以一起做一些提高裝置自動(dòng)化的工作。這類工作越是在自己研發(fā)和改造不斷的裝置越多。
如果上面兩個(gè)工作企業(yè)能自己有工程師負(fù)責(zé)解決,就有可能顯著提高裝置自動(dòng)化水平。雖然給企業(yè)提供裝置自動(dòng)化提升服務(wù)能解決一些裝置自動(dòng)化問(wèn)題,但是要想更大范圍內(nèi)解決更普遍存在的問(wèn)題知識(shí)傳播是個(gè)辦法。
總有一些控制回路存在控制方案不合理或者不具備投用條件,這是提高裝置自動(dòng)化的難點(diǎn)。隨著裝置規(guī)模增加、復(fù)雜性提高、環(huán)保安全日益嚴(yán)格和對(duì)效率和效益的極致追求,增加了大量的循環(huán)物料和能量集成。這將以前的基于單變量的PID控制變成了一個(gè)多變量約束協(xié)調(diào)優(yōu)化控制問(wèn)題。這類多變量約束協(xié)調(diào)優(yōu)化問(wèn)題,裝置簡(jiǎn)單的裝置可能沒(méi)有這類問(wèn)題,但是更多裝置不知道自己有這類問(wèn)題。找到裝置的核心問(wèn)題需要工藝知識(shí)和過(guò)程控制知識(shí),這往往超過(guò)了工藝工程師和系統(tǒng)工程師的常用知識(shí)范疇。
很多裝置自己的前面兩個(gè)工作沒(méi)有人推動(dòng),這導(dǎo)致很多先進(jìn)控制項(xiàng)目都要包括全裝置的PID整定,同時(shí)也使很多本來(lái)可以在底層解決的控制問(wèn)題往往用先進(jìn)控制項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)。先進(jìn)控制是通過(guò)解決多變量約束協(xié)調(diào)優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)控制性能改進(jìn)的并不是控制算法。所以常見(jiàn)如下圖所示的APC效果并不是控制算法更先進(jìn)獲得的,這是個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤理解。單變量強(qiáng)因果關(guān)系A(chǔ)PC和PID的區(qū)別非常有限。
下面這個(gè)圖形能更清晰地說(shuō)明APC(先進(jìn)控制)的效果。
關(guān)于先進(jìn)控制還有一個(gè)不同見(jiàn)解,在工業(yè)上APC常常指模型預(yù)測(cè)控制。更合理的說(shuō)法應(yīng)該包括單回路性能改進(jìn)(例如串級(jí)控制和前饋控制)和多變量約束控制(復(fù)雜控制或模型預(yù)測(cè)控制)。模型預(yù)測(cè)控制只是多變量約束控制的一種方法。
作者:馮少輝博士
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