聊聊控制器设计
2025年02月05日 13:32:59
来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台
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控制项目实施中，如果看控制方案设计总感觉各家供应商提供的基本上差不多。这个可以理解为工艺需求和边界条件相似，所以看起来控制方案大同小异。
但是实际运行中控制的效果则差别很大。很多原因导致企业尝试控制的项目质量参差不齐差强人意。笔者从自身的视角出发认为还是实施工程师的经验和能力不足导致的。很多不合理的控制方案会在装置一直复制传播，所以就算是有控制这个神兵利器奈何战略不对努力白费。工程师往往做的很辛苦可是业主就是不满意，做客户工作项目交付，控制项目质量一样烂。以质量求发展则发展存，以关系求发展则发展亡。
那么如何设计控制器呢？在一个多变量系统中有人认为是比所以MPC(Model Predictive Control，简称模型预测控制)控制性能更佳。这导致有的公司大量使用单变量MPC代替PID。强因果关系单变量MPC和PID不会有本质区别，更何况一个是分钟级的控制一个是秒级的控制。一个是非冗余OPC通讯一个是冗余设计。这类方案理念不对，工程师没有把MPC当成过程控制的一个工具而是手里有锤子看都是钉子，把MPC看成的灵丹妙药有关。
在一个规模和工艺越来越复杂的人造系统中。单变量的控制即使解决了，如何协调大量的变量并优化挖潜是工艺工程师更关心的问题。底层PID好比操作工，上层MPC好比技术员。规模小可以扁平化只使用PID也有可能，在很多化工特别是精细化更多依靠基于PID的控制方案改进是正确选择，如果不能理解工艺需求设计合理控制方案纵有MPC也枉然。但是大量装置分级管控才高效合理。大石化普及应用MPC自然是费效比合算。
MPC控制器的多变量协调包括自由度不足时的如何优先保证高优先级的控制和自由度多余时如何消耗自由度优化运行。在变量选择有几个直线思维常犯的错误：平行变量；质量指标软测量；平衡问题控制化。
供应商喜欢推广APC(过程控制)当然是因为它有效。但是知识可以沉淀到自己的软件和工程师手里应该是更根本的原因。设计个基于DCS的控制方案，业主学会后自己就复制推广了。很多时候能力、资源、知识、经验都不够做出合理的抉择并不容易。控制在中国有几次浪潮了，是吃螃蟹还是扎了手，甘苦自知。看看是只做了一套还是多套就知道了。
作者：冯少辉博士
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