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一样的流程不一样的控制方案
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一样的流程不一样的控制方案

一样的流程不一样的控制方案 上海华理自动化系统工程有限公司
2025-06-06
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导读：能够在一个确定环境里，准确了解被控对象特性，而且外部条件也符合预期，就可以在装置开工时就设计好控制策略。而且
能够在一个确定环境里，准确了解被控对象特性，而且外部条件也符合预期，就可以在装置开工时就设计好控制策略。而且这个控制策略在整个生命周期内都是不变的。这在过程控制领域是不现实的想法。
即使在某些设备的控制中，有不确定性，如果不涉及控制器结构，则自整定的方法就很有市场。自整定的方法在过程控制推广普及的慢，说明过程控制的问题更复杂。
流程工业最重要的特点是不确定性、非线性、大惯性、大纯滞后、多变量、灵活多变等。这些特性，让流程工业必须依靠反馈，来减少不确定性。所以流程工业的自动化水平普遍较高。同时这些特性，导致在一些同类装置的正常控制方案，在另一些变化的约束条件下会不能正常使用。
在类似上图的化工装置中，采用了常用的出料控制液位。精馏塔A塔顶采出是反应器进料，塔釜采出是精馏塔B的进料，精馏塔B塔顶采出也是反应器进料。来自精馏塔A/B的两股反应器进料进入进料缓冲罐，然后进入一段反应器和二段反应器。
这种液位控制设计是标准设计，一般说来是没有问题的。而且现在这个工艺路线有其独特性，二段反应器因为工艺原因，进料不能快速变化。而进料的组分会随上游装置工况变化而且不可控制。如果回流罐液位、进料缓冲罐液位、一段反应器液位严格精准控制，则所有的组分变化会引起二段反应器进料的大幅度波动。
为了解决快速且不可控的进料组分干扰和慢速控制的矛盾，在实际操作中，会将进料缓冲罐液位控制LIC3和一段反应器液位控制LIC4设置为手动模式，以充分发挥缓冲作用，将二段反应器进料的变化人工控制在工艺要求的速度。
如果进料负荷和组成很稳定，上面的控制方案肯定是可行的。但是约束条件的增加要求必须充分发挥缓冲作用，否则操作工就会手动操作以发挥缓冲作用，以减少对反应器的冲击。如何设计控制策略或者先进控制方案实现工艺要求呢？有三点可以考虑：1.固定设定值的液位控制不能发挥缓冲作用；2.液位可以用出料控制，也可以用进料控制；3.装置的负荷不一定是精馏塔进料，也可以是反应器进料。
如果能让进料组分变的稳定、负荷调整变的缓慢，这当然是解决问题的根本之道。但是可惜有的工艺流程很难做到。也可以改进反应器原理，增加反应器抗扰能力，这个也不容易实现。通过PID参数整定，让干扰来得平缓一下，也许液位控制就能自动了呢？应该说也有这种可能。让反应器进料稳定，用精馏塔进料控制反应器进料缓冲罐液位是不是也是一种控制策略。我们曾经在四氟乙烯装置上，用前一个塔的进料控制后一个塔的塔顶温度。
最近我们用先进控制，在一个很多专家认为不需要先进控制的装置，帮助操作工实现了工艺要求，克服了原方案的不足，显著减少了操作。理解问题本质、更系统的视角、更多变量协调的认知才能找到更多问题和解决之道。
一个与操作理念完美契合的控制方案，操作工一定喜欢用。一个不合理的控制方案，即使管理考核操作工也想尽办法不用。

【声明】内容源于网络
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上海华理自动化系统工程有限公司
主要从事工业自动化领域的技术开发、技术服务、技术咨询以及相关技术的工程应用实施等业务。致力于用高科技改造传统流程工业，促进高新科技成果产业化，同时探索科研与生产、市场相结合的有效模式和运行机制，促进石油化工企业信息化、自动化和智能化发展
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