1、流程工业生产过程的流程工业生产过程的先进控制先进控制及其应用及其应用 东华大学自动化系：任正云2012年3月发展背景发展背景 在现今全球竞争日益激烈的市场环境在现今全球竞争日益激烈的市场环境下，通过先进控制理论获取经济效益来提下，通过先进控制理论获取经济效益来提高企业的竞争力，已成为一种趋势。根据高企业的竞争力，已成为一种趋势。根据有关文献报道，各种不同石油化工装置实有关文献报道，各种不同石油化工装置实施先进控制后，其每年的净增效益如下表施先进控制后，其每年的净增效益如下表所示。虽然各公司所报出的年效益有所不所示。虽然各公司所报出的年效益有所不同，但其数据出入不大，而实施先进控制同，但其数据出
2、入不大，而实施先进控制所需要的成本只占其产生效益的很小一部所需要的成本只占其产生效益的很小一部分比例。分比例。 装置 规模 (万吨/年) 年增效益 (万美元 ) 常减压 750 225450 催化裂化 370 4201050 催化重整 215 150450 加氢裂化 265 225450 烷基化 130 135315 延迟焦化 212 144480 异构化 155 50150 乙烯 45 300500 现代控制理论和人工智能几十年来的现代控制理论和人工智能几十年来的发展已为先进控制奠定了应用理论基础，发展已为先进控制奠定了应用理论基础，而控制计算机尤其是集散控制系统而控制计算机尤其是集散控制系
3、统 ()的普及与提高则为先进控制的应用提供的普及与提高则为先进控制的应用提供了强有力的硬件和软件平台。总而言之，了强有力的硬件和软件平台。总而言之，企业经济效益的需要、控制理论和计算机企业经济效益的需要、控制理论和计算机技术的发展是先进控制技术的发展是先进控制 (Advanced Control)发展强有力的推动力。发展强有力的推动力。先进控制的概念先进控制的概念 先进控制是对那些不同于常规单回路控先进控制是对那些不同于常规单回路控制，并具有比常规控制更好的控制效制，并具有比常规控制更好的控制效果的控制策略的统称，而非专指某种计算机果的控制策略的统称，而非专指某种计算机控制算法。这些控制策略的
4、先进性在于它们控制算法。这些控制策略的先进性在于它们目前在工业过程中尚很少使用。目前在工业过程中尚很少使用。先进控制的主要特点先进控制的主要特点v与传统的控制不同与传统的控制不同 ，先进控制是，先进控制是一种基于模型的控制策略，如：模型预一种基于模型的控制策略，如：模型预测控制和推断控制等。目前，基于知识测控制和推断控制等。目前，基于知识的控制，如，智能控制和模糊控制正成的控制，如，智能控制和模糊控制正成为先进控制的一个重要发展方向。为先进控制的一个重要发展方向。v先进控制通常用于处理复杂的多变量过程控先进控制通常用于处理复杂的多变量过程控制问题，如大时滞、多变量耦合、被控变量制问题，如大时滞
5、、多变量耦合、被控变量与控制变量存在着各种约束等。先进控制是与控制变量存在着各种约束等。先进控制是建立在常规单回路控制之上的动态协调约束建立在常规单回路控制之上的动态协调约束控制，可使控制系统适应实际工业生产过程控制，可使控制系统适应实际工业生产过程动态特性和操作要求。动态特性和操作要求。v先进控制的实现需要足够的计算能力作为支先进控制的实现需要足够的计算能力作为支持平台。由于先进控制受控制算法的复杂性持平台。由于先进控制受控制算法的复杂性和计算机硬件两方面因素的影响，早期的先和计算机硬件两方面因素的影响，早期的先进控制算法通常是在上位机上实施的。随着进控制算法通常是在上位机上实施的。随着功能
6、的不断增强功能的不断增强 ，更多的先进控制策，更多的先进控制策略可以与基本控制回路一起在上实现。略可以与基本控制回路一起在上实现。后一种方式可有效地增强先进控制的可靠性、后一种方式可有效地增强先进控制的可靠性、可操作性和可维护性。可操作性和可维护性。先进控制在工厂中的地位先进控制在工厂中的地位 从全厂综合自动化的角度看，先进从全厂综合自动化的角度看，先进控制恰好处在承上启下的重要地位。性控制恰好处在承上启下的重要地位。性能良好的先进控制是在线优化得以有效能良好的先进控制是在线优化得以有效实施的前提，进而可将企业领导者的经实施的前提，进而可将企业领导者的经营决策、生产管理和调度的有关信息及营决策
7、、生产管理和调度的有关信息及时落实至全厂生产装置的实际运行中，时落实至全厂生产装置的实际运行中，并可真正实现全厂综合优化控制。并可真正实现全厂综合优化控制。计划与规划总调度计划与规划总调度单元优化单元优化先进控制系统先进控制系统 多变量控制多变量控制推断控制推断控制约束控制约束控制常规控制系统常规控制系统生产过程生产过程厂级计算机厂级计算机过程计算机过程计算机先进控制的发展现状先进控制的发展现状 在过程工业界，从在过程工业界，从 40年代开始，采年代开始，采用控制规律的单输入单输出简单用控制规律的单输入单输出简单反馈控制回路已成为过程控制的核心系反馈控制回路已成为过程控制的核心系统。其理论基础
8、是经典控制理论统。其理论基础是经典控制理论 ，主要，主要采用频域分析方法进行控制系统的分析采用频域分析方法进行控制系统的分析设计和综合。目前设计和综合。目前 ，控制仍广泛，控制仍广泛应用，即便是在大量采用控制的应用，即便是在大量采用控制的最现代化的装置中，这类回路仍占总回最现代化的装置中，这类回路仍占总回路数的路数的 80 % 90 %。 从从 50年代开始年代开始 ，逐渐发展了串级、，逐渐发展了串级、比值、前馈、均匀和预估控比值、前馈、均匀和预估控制等复杂控制系统，即当时的先进控制制等复杂控制系统，即当时的先进控制系统。在很大程度上满足了单变量控制系统。在很大程度上满足了单变量控制系统的一些
9、特殊的控制要求。系统的一些特殊的控制要求。 在工业生产过程中，仍有在工业生产过程中，仍有 1 0 % 2 0 %的控制问题采用上述控制策略无法奏效的控制问题采用上述控制策略无法奏效 ，所，所涉及的被控过程往往具有强耦合性、不确定涉及的被控过程往往具有强耦合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特征征 ，并存在着苛刻的约束条件，更重要的是，并存在着苛刻的约束条件，更重要的是它们大多数是生产过程的核心部分，直接关它们大多数是生产过程的核心部分，直接关系到产品的质量、产率和消耗等有关指标。系到产品的质量、产率和消耗等有关指标。 自自 50年代末发展起来的
10、以状态空间年代末发展起来的以状态空间方法为主体的现代控制理论方法为主体的现代控制理论 ，为过程控，为过程控制带来了状态反馈、输出反馈、解耦控制带来了状态反馈、输出反馈、解耦控制、自适应控制等一系列多变量控制系制、自适应控制等一系列多变量控制系统设计方法统设计方法 ；对于状态不能直接测量的；对于状态不能直接测量的情形情形 ，也有观测器和估计器等工具。然，也有观测器和估计器等工具。然而，当现代控制理论真正应用于工业过而，当现代控制理论真正应用于工业过程控制时，却遇到了前所未有的困难。程控制时，却遇到了前所未有的困难。 与此同时与此同时 ，计算机技术的持续发展，计算机技术的持续发展使得计算机控制在工
11、业生产过程中得到使得计算机控制在工业生产过程中得到了广泛的应用，强大的计算能力可以用了广泛的应用，强大的计算能力可以用来求解许多过去认为是无法求解计算的来求解许多过去认为是无法求解计算的问题问题 ，这一切都孕育着过程控制领域的，这一切都孕育着过程控制领域的新突破。新突破。 1980年前后，来自过程控制界两位年前后，来自过程控制界两位探索者探索者J.Richalet和和C.R.Cutler分析报道分析报道了其各自研究的有关解决实时动态环境了其各自研究的有关解决实时动态环境下带约束多变量耦合系统控制问题的成下带约束多变量耦合系统控制问题的成果。这就是著名的模型预测启发式控制果。这就是著名的模型预测
12、启发式控制 ()和动态矩阵控制和动态矩阵控制 ()。这。这一事实表明过程工业已开始接受现代控一事实表明过程工业已开始接受现代控制概念，从而引发了预测控制在工业过制概念，从而引发了预测控制在工业过程控制的大量应用。程控制的大量应用。 近二十年年来，人工智能技术有了近二十年年来，人工智能技术有了长足的进步并在许多科学与工程领域中长足的进步并在许多科学与工程领域中取得了较广泛的应用。就过程控制而言，取得了较广泛的应用。就过程控制而言，专家系统、神经网络、模糊系统是最具专家系统、神经网络、模糊系统是最具有潜力的三种工具。有潜力的三种工具。 由于许多重要的工业过程都表现出由于许多重要的工业过程都表现出内
13、在的非线性，如内在的非线性，如 ：pH中和过程，使得中和过程，使得那些基于线性模型的控制策略和传统的那些基于线性模型的控制策略和传统的PID控制很难奏效。早期的解决办法有变控制很难奏效。早期的解决办法有变增益控制或针对特定过程来设计控制系增益控制或针对特定过程来设计控制系统。近来，有关基于非线性模型统。近来，有关基于非线性模型 (机理和机理和经验经验 )的控制有了较大的发展。但是的控制有了较大的发展。但是 ，非线性控制尚属开发中的先进控制策略，非线性控制尚属开发中的先进控制策略，实际的工业应用尚不多见。实际的工业应用尚不多见。 控制系统的鲁棒性是体现系统性能的一个控制系统的鲁棒性是体现系统性能
14、的一个重要指标。它体现了模型与实际过程有差别的重要指标。它体现了模型与实际过程有差别的情况下控制品质的变化情况。在经典控制理论情况下控制品质的变化情况。在经典控制理论中，稳定裕度可反映系统鲁棒性中，稳定裕度可反映系统鲁棒性 ，当稳定裕，当稳定裕度大时，控制系统品质对参数的变化不敏感，度大时，控制系统品质对参数的变化不敏感，即有较好的鲁棒性。现代控制理论则为鲁棒性即有较好的鲁棒性。现代控制理论则为鲁棒性的分析提供了更多的方法，尤其是鲁棒控制器的分析提供了更多的方法，尤其是鲁棒控制器单独提出之后，这一领域研究一直是控制理论单独提出之后，这一领域研究一直是控制理论界的研究热点并逐渐成为一个独立分支。
15、界的研究热点并逐渐成为一个独立分支。过程控制策略的分类过程控制策略的分类v第一类：传统控制策略第一类：传统控制策略 手动控制、手动控制、PID控制、比值控制、串级控制、控制、比值控制、串级控制、前馈控制前馈控制v第二类：先进控制第二类：先进控制经典技术经典技术 增益调整、时滞补偿、解耦控制、选择性超增益调整、时滞补偿、解耦控制、选择性超驰控制器驰控制器v第三类：先进控制第三类：先进控制流行技术流行技术 模型预测控制、统计质量控制、内模控制、模型预测控制、统计质量控制、内模控制、自适应控制自适应控制v第四类：先进控制第四类：先进控制潜在技术潜在技术 最优控制最优控制 ()、专家系统、非线性控制、
16、专家系统、非线性控制、神经控制器、模糊控制神经控制器、模糊控制v第五类：先进控制第五类：先进控制研究中的策略研究中的策略 鲁棒控制鲁棒控制 、和和 综合综合先进控制的核心内容 作为一个整体作为一个整体 ，先进控制应包括从，先进控制应包括从数据采集、数据处理、数学模型建立、数据采集、数据处理、数学模型建立、先进控制策略和工程实施的全部内容。先进控制策略和工程实施的全部内容。数据采集处理和软测量技术数据采集处理和软测量技术 由于来自工业现场的过程信息通常由于来自工业现场的过程信息通常带有噪声，数据采集时应作滤波处理，带有噪声，数据采集时应作滤波处理，采集到的数据还应进行过失误差的检测采集到的数据还
17、应进行过失误差的检测与识别和过程数据的有效性检验及数据与识别和过程数据的有效性检验及数据调理工作。这是先进控制应用的重要保调理工作。这是先进控制应用的重要保障。基于可测信息和模型、实时计算不障。基于可测信息和模型、实时计算不可测量的变量，也即软测量技术，是先可测量的变量，也即软测量技术，是先进控制中不可缺少的内容。进控制中不可缺少的内容。多变量动态过程模型辨识技术多变量动态过程模型辨识技术 获取对象的动态数学模型是实施先获取对象的动态数学模型是实施先进控制的基础。对于复杂工业过程，需进控制的基础。对于复杂工业过程，需要强有力的辨识软件，以便在剔除一些要强有力的辨识软件，以便在剔除一些过失虚假数
18、据的基础上，把分段有效数过失虚假数据的基础上，把分段有效数据有机地组合起来，最终将实际工业生据有机地组合起来，最终将实际工业生产环境下进行现场装置试验的数据，获产环境下进行现场装置试验的数据，获得多输入多输出得多输入多输出 ()动态数学模动态数学模型。型。先进控制策略 先进控制采用了合理的控制目标和控先进控制采用了合理的控制目标和控制结构制结构 ，可更好地适应工业生产过程的需，可更好地适应工业生产过程的需要。先进控制主要解决：个别重要过程要。先进控制主要解决：个别重要过程变量控制性能的改善，主要采用单变量模变量控制性能的改善，主要采用单变量模型预测控制与原控制回路构成所谓的型预测控制与原控制回
19、路构成所谓的“透透明控制明控制”的方式；解决约束多变量过程的方式；解决约束多变量过程的协调控制问题，主要采用带协调层的多的协调控制问题，主要采用带协调层的多变量预测控制策略；推断质量控制，利变量预测控制策略；推断质量控制，利用软测量的结果实现闭环的质量卡边控制。用软测量的结果实现闭环的质量卡边控制。 涉及到的主要控制策略有：模型预涉及到的主要控制策略有：模型预测控制、推断控制、协调控制、质量卡测控制、推断控制、协调控制、质量卡边控制、统计过程控制，正在兴起与开边控制、统计过程控制，正在兴起与开发中的模糊控制、神经控制、非线性控发中的模糊控制、神经控制、非线性控制和鲁棒控制。制和鲁棒控制。先进控
20、制的实施先进控制的实施 先进控制在实施时需要解决许多具体先进控制在实施时需要解决许多具体的工程问题，其中包括：的工程问题，其中包括： 合理地选择被控的区域。这不仅意合理地选择被控的区域。这不仅意味着系统的平稳性，更重要的是它直接决味着系统的平稳性，更重要的是它直接决定着先进控制所能获得的经济效益；定着先进控制所能获得的经济效益； 正确整定基本正确整定基本PID控制回路和先进控控制回路和先进控制系统，整定基本回路是为实施先进控制制系统，整定基本回路是为实施先进控制奠定基础，而整定先进控制则是为在动态奠定基础，而整定先进控制则是为在动态响应与鲁棒性之间作出权衡；响应与鲁棒性之间作出权衡； 合理限制
21、控制变量的变化量和变合理限制控制变量的变化量和变化率，保证控制系统的平稳性和对不确化率，保证控制系统的平稳性和对不确定因素的鲁棒性；定因素的鲁棒性； 建立良好的先进控制人机界面，建立良好的先进控制人机界面，确保在最常用的流程图画面上看得到先确保在最常用的流程图画面上看得到先进控制的信息，便于投用、维护和操作。进控制的信息，便于投用、维护和操作。先进控制工程化方法先进控制工程化方法 要使先进控制达到预期的经济效益，要使先进控制达到预期的经济效益，必须严格地按一定的程序完成先进控制必须严格地按一定的程序完成先进控制的工程化工作，而且与所选用的工作平的工程化工作，而且与所选用的工作平台无关。其工程化
22、主要步骤如下：台无关。其工程化主要步骤如下： （1）定义目标定义目标 首先应将整个企业的目标细化为装置首先应将整个企业的目标细化为装置的目标、过程单元的目标以及最终主要过的目标、过程单元的目标以及最终主要过程设备的目标。过程装置的目标可表述为程设备的目标。过程装置的目标可表述为以一定的产率生产出满足一定规格的某些以一定的产率生产出满足一定规格的某些产品。其性能指标可以是生产成本、产品产品。其性能指标可以是生产成本、产品质量或处理量。干扰可能是进料中的组分质量或处理量。干扰可能是进料中的组分或生产负荷变化。装置在经受所有的波动或生产负荷变化。装置在经受所有的波动和扰动的情况下必须满足预定的性能指
23、标。和扰动的情况下必须满足预定的性能指标。（2）分解目标至最底层分解目标至最底层 在一个装置内，应对各主要设备建立控在一个装置内，应对各主要设备建立控制目标，从而将过程装置的目标分解至最底制目标，从而将过程装置的目标分解至最底层的各个设备。尽管对每个设备而言，存在层的各个设备。尽管对每个设备而言，存在各种扰动各种扰动 ，但是其控制在不违反任何安全和，但是其控制在不违反任何安全和设备约束前提下始终要满足目标。设备约束前提下始终要满足目标。（3）识别先进控制的适用性识别先进控制的适用性 先进控制的适用性是指通过采用先先进控制的适用性是指通过采用先进控制能否达到减少主要过程变量变化进控制能否达到减少
24、主要过程变量变化的预期目标。如果先进控制不适用，就的预期目标。如果先进控制不适用，就需考虑工艺过程自身的改进。需考虑工艺过程自身的改进。（4）先进控制的效益先进控制的效益 /成本分析成本分析 每个可能的先进控制算法的效益可每个可能的先进控制算法的效益可与实施该算法的成本进行比较。效益与实施该算法的成本进行比较。效益/成成本分析可以给出是否采用先进控制策略本分析可以给出是否采用先进控制策略或应当采用哪种先进控制算法。或应当采用哪种先进控制算法。（5）制订功能标准制订功能标准 对每个要实施的先进控制算法必须规定对每个要实施的先进控制算法必须规定其功能标准。它的主要内容包括：控制目标、其功能标准。它
25、的主要内容包括：控制目标、过程简单描述、控制算法、涉及的硬件、仪过程简单描述、控制算法、涉及的硬件、仪表、控制回路、程序框图等。这种标准在详表、控制回路、程序框图等。这种标准在详细工程设计时可进一步扩展并最终成为先进细工程设计时可进一步扩展并最终成为先进控制的技术文档。控制的技术文档。（6）先进控制的实现先进控制的实现 在先进控制方案确定以后，首先进在先进控制方案确定以后，首先进行详细的工程设计，这些工程设计包括行详细的工程设计，这些工程设计包括控制回路连接图、系统仪表配置一览表、控制回路连接图、系统仪表配置一览表、先进控制操作界面等，最终生成可实现先进控制操作界面等，最终生成可实现的控制软件
26、。的控制软件。（7）调试调试 调试这一步是检验先进控制方案和生调试这一步是检验先进控制方案和生成的控制软件是否正确。因此，首先进行成的控制软件是否正确。因此，首先进行在线实时仿真和跟踪，测试先进控制系统在线实时仿真和跟踪，测试先进控制系统的输出方向和数值是否在可行的范围内，的输出方向和数值是否在可行的范围内，只有符合设计要求后，方可开始试运行，只有符合设计要求后，方可开始试运行，在运行中，适当调整有关的参数，使先进在运行中，适当调整有关的参数，使先进控制的结果与原简单控制的结果与原简单PID控制相比，达到控制相比，达到预测设计的目标。预测设计的目标。先进控制提高效益的几个方面先进控制提高效益的
27、几个方面 1 1 提高装置的生产总量；提高装置的生产总量；2 2 提高高附加值产品的生产能力；提高高附加值产品的生产能力；3 减少不合格产品的比例和降低循环生减少不合格产品的比例和降低循环生产的费用；产的费用；4 4 减少物料损失和降低能源消耗；减少物料损失和降低能源消耗；5 5 提高生产的稳定性，延长设备的生产提高生产的稳定性，延长设备的生产周期。周期。 为流程工业企业更好地实现为流程工业企业更好地实现“安稳长满优安稳长满优”提供有力支撑和保障！提供有力支撑和保障！ 据统计，据统计，仅就中国石化集团公司所属的仅就中国石化集团公司所属的67套常减压和套常减压和65催化裂化装置，如果在这些装置催
28、化裂化装置，如果在这些装置上采用先进控制算法将可增加产值约为上采用先进控制算法将可增加产值约为3%5%，净增产值近，净增产值近100亿元，其潜在效益十分可亿元，其潜在效益十分可观。由此可见，低投入高回报是先进控制持续观。由此可见，低投入高回报是先进控制持续发展的动力所在，是市场永无止境的需求推动发展的动力所在，是市场永无止境的需求推动了先进控制理论的发展。当前，计算、通讯和了先进控制理论的发展。当前，计算、通讯和传感技术的高速发展为控制领域的发展提供了传感技术的高速发展为控制领域的发展提供了空前的机遇。空前的机遇。先进控制面临的挑战 先进控制的广泛应用，为企业带来先进控制的广泛应用，为企业带来
29、了显著的经济效益。另一方面，在实施了显著的经济效益。另一方面，在实施先进控制的过程中，也会碰到许多富有先进控制的过程中，也会碰到许多富有挑战性的问题，反过来又促进先进控制挑战性的问题，反过来又促进先进控制向更高层次发展。下面扼要介绍目前在向更高层次发展。下面扼要介绍目前在实现先进控制策略中面临的几个主要问实现先进控制策略中面临的几个主要问题。题。 （1） 模型辨识的新工具模型辨识的新工具 目前，为了完成象反应器这样的主要目前，为了完成象反应器这样的主要工业生产过程动态性能的测试，需要耗工业生产过程动态性能的测试，需要耗费数周的时间，这给工程技术人员带来费数周的时间，这给工程技术人员带来很大的工
30、作量，迫切需要更好和更有效很大的工作量，迫切需要更好和更有效的过程动态响应测试和能更充分利用统的过程动态响应测试和能更充分利用统计信息辨识出动态模型的方法。计信息辨识出动态模型的方法。 （2）自适应模型预测控制自适应模型预测控制 针对那些变增益的工业过程，如油针对那些变增益的工业过程，如油品调合和品调合和pH控制等过程，需要应用自适控制等过程，需要应用自适应控制的思想来改进多变量模型预测控应控制的思想来改进多变量模型预测控制器性能，例如模型参数预测等方法的制器性能，例如模型参数预测等方法的研究和开发。研究和开发。 （3）非线性模型预测控制非线性模型预测控制 普遍应用的模型预测控制软件包采用的普
31、遍应用的模型预测控制软件包采用的是线性模型，在碰到内在非线性问题时，必是线性模型，在碰到内在非线性问题时，必须将其参数整定得以确保在整定操作区域内须将其参数整定得以确保在整定操作区域内的稳定性，其后果是对许多操作区域的控制的稳定性，其后果是对许多操作区域的控制作用过于迟缓。为了根本解决这一问题，迫作用过于迟缓。为了根本解决这一问题，迫切需要非线性模型预测控制工程化软件。切需要非线性模型预测控制工程化软件。 (4)多元统计监控多元统计监控 随着计算机集成控制的广泛应用，大量信号随着计算机集成控制的广泛应用，大量信号和控制回路的集中管理监督和性能的评判和控制回路的集中管理监督和性能的评判 ，已成，
32、已成为工艺操作者的主要责任，如何加强计算机监控为工艺操作者的主要责任，如何加强计算机监控是当今现代工厂企业的重要内容。传统的统计过是当今现代工厂企业的重要内容。传统的统计过程控制在处理含有耦合变量的连续过程单元时，程控制在处理含有耦合变量的连续过程单元时，通常会导致错误。然而，随着主元分析（通常会导致错误。然而，随着主元分析（PCA）和部分最小二乘和部分最小二乘 （PLS）技术的工程化应用研究技术的工程化应用研究开发，并进入到在线应用阶段，含开发，并进入到在线应用阶段，含PCA和和PLS的的多元统计监控的应用将会日益增多。多元统计监控的应用将会日益增多。工厂自动化水平对先进控制影响工厂自动化水
33、平对先进控制影响 先进控制是在常规控制正常运行的前先进控制是在常规控制正常运行的前提下进行的。而不同企业、不同装置自动提下进行的。而不同企业、不同装置自动化水平参差不齐，这给先进控制的工程应化水平参差不齐，这给先进控制的工程应用带来了较大的困难，即使实施了先进控用带来了较大的困难，即使实施了先进控制，有时也难以长周期地运行。制，有时也难以长周期地运行。 中国石油化工企业的常规控制投用率中国石油化工企业的常规控制投用率都不是太高，个别生产装置只有都不是太高，个别生产装置只有 3 5%，大致有以下几方面的原因：大致有以下几方面的原因：v常规控制设计不尽合理，难以投用。特别是常规控制设计不尽合理，难
34、以投用。特别是串级和分级等复杂控制，投用率更低。串级和分级等复杂控制，投用率更低。v常规控制的常规控制的PID参数整定不合适。参数整定不合适。v操作工习惯手动调节，操作工感觉手动调节操作工习惯手动调节，操作工感觉手动调节直接开闭调节阀更安全可靠。直接开闭调节阀更安全可靠。v工艺、设备条件制约先进控制的应用。工艺、设备条件制约先进控制的应用。v企业配合，先进控制工程应用过程本身企业配合，先进控制工程应用过程本身就是一个系统工程。项目进行前期，要就是一个系统工程。项目进行前期，要有仪表、计算机方面的配合；项目进行有仪表、计算机方面的配合；项目进行后期，主要是工艺方面的配合；先进控后期，主要是工艺方
35、面的配合；先进控制系统试运行期间，需要仪表、计算机、制系统试运行期间，需要仪表、计算机、工艺、生产调度、计量、化验分析和在工艺、生产调度、计量、化验分析和在线分析等各方面配合和协调。线分析等各方面配合和协调。结论结论 随着工业过程日益朝着集成化、大型化方随着工业过程日益朝着集成化、大型化方向发展，系统的复杂性不断增加，表现为控制向发展，系统的复杂性不断增加，表现为控制目标多元化、变量数目增多且相关性增强以及目标多元化、变量数目增多且相关性增强以及存在着多种约束。因此，先进控制的应用也将存在着多种约束。因此，先进控制的应用也将越来越多，我们不仅要综合运用工艺知识、操越来越多，我们不仅要综合运用工艺知识、操作经验来加深对过程的理解，而且要利用统计作经验来加深对过程的理解，而且要利用统计学和控制理论分析过程的内在特性。从工业应学和控制理论分析过程的内在特性。从工业应用的角度看，先进控制的成功关键在于设计者用的角度看，先进控制的成功关键在于设计者对于被控过程是否有清晰的概念，是否能正确对于被控过程是否有清晰的概念，是否能正确地应用各种控制策略。地应用各种控制策略。Thanks!谢谢！
