随着流程工业数字化转型不断深入,先进控制技术(APC)已经成为石油化工、炼油、能源等行业提升生产效率和经营效益的重要手段。经过多年发展,先进控制不仅在生产装置优化运行方面发挥着关键作用,也逐渐成为连接生产控制层与经营管理层的重要桥梁。
业内专家指出,自上世纪80年代以来,先进控制技术在国际流程工业领域得到广泛推广。依托模型预测控制、非线性优化控制等先进算法,企业能够有效降低工艺波动,提高装置运行稳定性,并实现生产过程的优化控制。通过让生产装置长期运行在接近最佳工况状态,企业不仅能够提升产品质量,还能够显著降低能耗和原材料消耗。
随着工业信息化建设不断推进,先进控制系统在企业管控一体化体系中的作用日益突出。其上连接制造执行系统、生产管理系统等经营管理平台,下连接分布式控制系统、PLC等基础控制系统,成为企业实现生产与经营协同的重要纽带。
然而,与国际先进水平相比,国内企业在先进控制技术的应用深度和持续运行效果方面仍存在一定差距。许多企业在项目建设阶段取得了较好效果,但随着生产工况变化和设备运行条件调整,系统性能逐渐下降,影响了预期效益的持续发挥。
业内人士认为,先进控制项目建设只是第一步,后续的运行维护和持续优化才是真正决定项目价值的重要环节。
近年来,实时优化技术与先进控制系统的融合成为行业关注的重要方向。国际大型炼化企业纷纷在核心生产装置中部署实时优化系统,通过经济模型与生产模型相结合,实现生产效益最大化。
据了解,先进控制主要解决过程动态控制问题,包括响应滞后、变量耦合、工况波动以及复杂约束条件下的控制需求,而实时优化则侧重于寻找最佳运行工况。
实时优化系统综合考虑生产成本、能源消耗、产品价值、设备约束等多种因素,实时计算最优生产参数,并将优化结果传递给先进控制系统执行,从而实现生产过程经济效益最大化。
业内专家表示,实时优化与先进控制相结合,能够使企业从“控制稳定”进一步迈向“运营最优”,已成为现代流程工业智能化发展的重要方向。
在项目实施过程中,企业基础条件同样至关重要。生产装置运行状况、仪表系统可靠性、数据质量以及工艺稳定性都会直接影响先进控制系统的应用效果。
同时,项目实施团队的技术能力、项目管理水平以及后续服务能力,也是决定项目成败的重要因素。企业在选择供应商时,不仅要关注软件平台和技术方案本身,更应重点考察供应商在类似项目中的实施经验和长期服务能力。
相比项目建设,维护管理往往更容易被企业忽视。事实上,先进控制系统本质上建立在数学模型基础之上,而这些模型是在特定生产条件下建立的。当装置工况发生变化时,模型参数也需要及时调整和更新。
如果缺乏有效维护,先进控制系统的性能和经济效益往往会随着时间推移而逐渐下降。国际相关研究表明,部分先进控制项目在投运半年后,由于缺少持续维护,其应用效果会明显减弱。
因此,越来越多企业开始建立专门的先进控制维护团队,负责模型维护、参数调整、运行监测以及系统优化工作。
业内经验表明,一个成熟的先进控制工程师团队通常以工艺和自动化专业人员为主体,通过持续跟踪生产运行情况,对系统进行动态优化和维护,能够有效保障系统长期稳定运行。
除了组织保障之外,建立完善的运行评价体系同样重要。企业需要对先进控制系统的投运率、控制效果、节能效益以及经济收益进行持续监测和分析,并形成定期报告机制。
通过数据统计和绩效分析,管理层能够及时掌握系统运行状态,发现存在的问题,并推动相关部门快速整改,从而形成持续改进的良性循环。
专家认为,未来先进控制的发展将与工业互联网、大数据分析、人工智能以及数字孪生等技术深度融合,实现从单装置优化向全流程优化、从局部优化向全厂优化转变。
随着智能制造建设不断深入,先进控制与实时优化技术将在提高装置运行效率、降低能源消耗、提升企业经济效益等方面发挥越来越重要的作用,并成为流程工业数字化转型的重要支撑技术。










