先进控制技术在节能环保领域的应用

     "十二五"科技战略旨在全面提升自主创新实力，增强科技竞争力及国际影响力。在关键技术领域实现重大突破，同时为加速经济发展方式的转型提供坚实支持，以期建设良好运转的创新体系。

传统的自动化技术较少关注节能环保问题，然而随着社会经济的持续发展，绿色电厂、绿色建筑，乃至绿色化工等涉及节能环保理念的概念逐渐浮出水面，由此产生的节能、节材以及环保等新压力对自动化技术提出了更为严格的要求。

     如今的节能已不再仅仅停留在减少能源消耗方面，而更需通过运用先进科技及管理理念，提升能源利用率。面对全球市场经济竞争，工业企业除了保障产品品质、降低成本之外，还需依赖自动化技术提升产量，尤其是用高新技术助力传统产业升级之举，自动化科学对于工业企业运作和发展发挥着至关重要的作用。优质的控制与优化技术对于企业节能减排、高效经营起到极大推动作用，其诸多益处使之被广范推行和应用，而实现"节能降耗"离不开智能化技术指导。

     伴随着科技发展日新月异，它在工业生产中的角色愈发明显。首先，工业生产规模如雨后春笋般增长；其次，生产技术水平不断攀升。在过去，我国化学工业由于技术落后、能耗高昂而步履艰难。为此，我们迫切需要借助科技进步，改革传统产业，走现代化之路。随着化学工业逐步向集成化、壮大规模方向迈进，流程越发复杂独特，其固有特点包括强耦合、不确定性、非线性、信息不全以及大纯滞后性等，并受到苛刻约束，控制目标多样，变量数目增多且相互关联增强。鉴于此，传统控制策略难以适应现实需求，故应采用先进控制。近几年，先进控制技术在工业领域的应用日趋广泛。从实际操作来看，先进控制技术是否能有效应用，关键在于设计师能否准确掌握被测过程，以及如何巧妙运用各类控制策略。

     在自控需求中，重点关注自动化系统及仪器仪表产品与控制技术两大环节。前者提供自动化可能，后者主导目标达成质量。节约能耗可通过两种途径：调整高耗能产业优化布局以提升产业结构；或者降低单位增加值能耗进而提高能源使用效率。

     面对工业过程日益趋于复杂、高速、大型的趋势，自控的主攻目标为节能降耗、安全环境保护。然而，该过程常常面临多个限制条件（如多变量、强耦合、非线性、大时滞、不确定性、多控制目标等），成为先进控制技术实现上的难关，原因在于其控制目标受到多种约束与多样性的制约；且由于缺乏深入研究以及控制策略不合理等原因，使情况更加严峻。这些环节正是影响生产率及能耗降低的关键所在。那么，如何能够有效地降低单位增加值能耗并提高能源利用效率呢？本文将重点探讨几个相关议题：市场需求、自动化领域实现节能降耗的基本条件、节能降耗与先进控制之间的关系，当前存在的挑战和未来努力方向。