前言
搞过程控制，要有充分的时间接触工艺和复杂过程控制方案。真正要搞数字化、智能化，也要从自动化层面开始，我国目前的过程自控还有很大提高空间。如果要切实实现数字化智能化，需要从哪里开始？还得从基础回路，PID开始。从根基找到问题，这才是解决数字化、智能化的开始。过控学苑群里的500人某种程度上代表中国流程企业自动化的水平，只要我们500个人互相学习交流，真正提高水平，发挥作用，中国流程工业自动化发展能迈出一大步。
议题一：超驰控制（Override Control）
超驰的英文是override，超就是over，ride就是驰。
超驰控制在实际生产中非常有用。实际操作中经常会有这样一种情况：当出现回路一旦遇到不能有效控制的时候，操作工很喜欢打到手动，但是打回到自动就不敢了，严重影响整体自动化水平。超驰控制方案，实际上是模拟人处理紧急问题时的一种方式。根据这种思想，有很多应用场景。例如，一个反应器，一般来说，温度控制是主要的，压力只是安全考虑因素，这与反应机理有关。操作工平时就调节温度，这就是个温度调节问题。但是你让他手动改自动的时候，操作工马上会告诉你，他还需要看压力，你的温度控制回路里没有压力，不安全。实际上，操作工说的就是一个超驰问题。我们应该把这个压力加入超驰控制。但是一定要注意，这个压力回路设定值是要设在非正常状态，这个非常重要，而且不要手动跟踪，否则操作工容易忘记设定值。
经常有人以为串级控制是控制两个目标变量，事实上超驰才是控制两个目标变量。上面这个例子，换热面积或者液位是控制手段，但是过低的液位就是一个非正常状态。平时正常操作时没有问题，当液位低的时候，无论怎样，需要关阀门，先建立一定的液位。很多案例，设计院把这些控制都设计成了串级，把回路串级到液位上，事实上串级并不能解决这一问题，是不正确一种设计的。串级的目的是克服副回路的干扰，而这一例子中并不存在。
另一常见例子，控制加热炉温度时，很多时候，燃料进炉压力控制，也是一个超驰控制的问题。很多设计要么就是对这个压力没有控制，要么就是把这个放到SIS系统中，这是不对的。一些小厂子也有对这个压力高低有安全风险都没有认识到，很多地方要么把他设计成串级，要么放入SIS系统中。这个控制就很典型，温度跟压力串级在现场都有使用，有些也有很好的效果。我认为通过压力的变化，间接影响流量，这有的时候是歪打正着。
安可特-张晓兵：这种情况实际上就是AB两个方案，两个目标，必须要进行选择。（有同学提出：燃烧炉燃料是不同的，热值不同）。在一个实际案例中设计中，要考虑燃料压力、组分，发现有很强的相关性。结果发现设计PID之后，这些相关性就没了，流量就足够控制这些了。绝大多数扰动都是我们解决的目标，我们要通过自控解除掉这些扰动，这不是不投自动的原因，这恰恰是投自动的目的。有人说，加入燃料比重到控制方案中，通过比重间接算出热值。但是问题是，怎么能确定比重就和热值是线性关系呢？热值的变化，不可能是个突变，一定是个缓慢变化，这也可以算是一种扰动。自动化的目的，就是把扰动消化掉，至于消化在PV还是MV上，这个要看具体问题，可以商榷。现场操作工几乎全部用压力来控制温度，压力上，温度上，压力下，温度下。实际上是因为温度回路的控制作用不够强，导致这种相关性看起来很明显。而且加入串级让温度控制更慢。到了特殊情况，就是需要停车，防止更大事故出现。有些情况不需要停，超驰就是处理一下这个特殊情况，等一等，就可以继续恢复正常控制。
如果是烧不同的燃料的时候，往往空气的配比没有跟上，这样需要闭环过来纠正，这就是比较晚了。氧含量很重要。比如说燃烧乙烷。往往阀门是控制热值的，但是同样的热值，对不同的空气和燃料比，R是变化的，现在很多设计R是固定的，当燃料变的话，空气是一会儿多一会儿少，导致温度不稳定。实际上。热值绝对不是唯一一个要考虑的因素，很多时候被忽略的是空气量。热值本身好多的干扰是来多少吃多少，没办法解决。燃烧完全不完全，风太大也可能带走热量。还存在富氧问题，这是一个缓慢的效率问题，但是动态的不怎么影响，这算是优化级，修正问题。动态可以不考虑此问题。流量有滞后性，越往前成分越单一。厂里可能会考核单一质量点，比如氧含量。再沸器，串级控制也经常使用，可以正常工作。但是串级就是慢了。原理上不通，但是实际应用ok。不使用串级，应该会更快，设计院经常用串级。换水其实是换热效率问题。但是直接控制温度比控制液位会更实际一点。但是“为什么不改正这些问题呢？”答：“我师父这么说的！”
关键点：
l 变量切换时的跟踪问题。（横河DCS在跟踪问题上替用户考虑比较多，比较全面，组态时一般不需要单独考虑；Honeywell DCS在配置时需要注意Back Calclation）；
l 超驰控制策略的作用很多人不理解，使用了串级控制和SIS的安全连锁参数进行了替代。这种错误的做法要注意；
l 超驰副回路的设定值不设定为手动时跟踪PV；
l 超驰控制回路参数调整策略：主回路要求尽量稳定，副回路的反应要求尽量快。
案例：
l 防止液泛的超驰控制方案；
l 反应器的温度控制和压力控制的超驰控制策略；
l 换热器通过控制液位即换热面积的控制来实现对温度的控制，同时有最低液位保护作为超驰控制策略；
l 加热炉的温度控制和压力控制也是属于超驰控制策略。也会常见于温度-压力串级。乙烯裂解炉做热值-温度串级再加8压力控制做超驰方案；
l 燃烧交叉限幅控制：典型的超驰控制。提负荷的时候先提升空气量，降负荷的时候先降低燃气的量。氯碱化工的氯气氢气比值控制也是一样的道理。
引申：
l 热值的变化是属于低频扰动，自动控制的目标就是把扰动转移和消化掉；
l 燃烧温度的控制：热值会随各种燃料比例变化，燃气空气比值不是固定值，会随着燃气进料比例发生变化。通过燃气组分流量测量值动态变化燃气进料比值来调节空气流量进量来实现温度的平稳控制，如下图；
l 焦点：加热炉的压力控制，串级？超驰？温度-压力串级？或温度-压力超驰？实际应用场景中两种情况都会存在；
l 对炉管进气压力不稳的情况需要对压力进行控制实现平稳。
其他同学补充案例：
l （安可特-张晓兵）
针对现场实际需求，进行原理分析。当一个问题，需要分解成多种情况、分别选择不同的控制方案，那就是超驰控制。现场用不用超驰，跟设计很有大关系。
针对实际需求设计控制方案引申：两级燃料气罐，前面的罐起缓冲作用压控P2，后面的罐供应全厂燃料气，压控P1。分别单独控制两个压力，无论使用哪种方案，都无法保证两个压力的稳定。
解决方案：通过P1+P2控制总进气阀门，P2-P1控制两罐之间的阀门开度。即“压力和”调节进气总量，“压力差”调节中间连通阀门。就是针对问题的实质，依据燃料气物料平衡的原则做出的解决方案。
l （滨化-蒋巨兵）
燃烧炉加热控制：燃气两种氢气与天然气分别通过独立管道供应，通过现场实际测试绘制氢气、天然气和空气阀门的比例关系曲线（30点）实现固定比值的燃气定量控制，在DCS上进行逻辑控制实现从而实现一键启停。
听众所提问题：
l （中化-张志强）
自动投运率计算：需要投自动。被超驰的回路，算在自控率中。
要不要放积分：需要。平常不被选的PID，需不需要考虑积分。强积分关死。霍尼韦尔的一般是0.05或者0.1，死区PID。
l （山东大学-姜向远）
超驰回路来回切换的问题：在实际应用中会存在切换，但由于主副回路稳态工作范围相差较大，故而不会存在长时间来回切换的问题。
话题二：串级控制（Cascade Control）
关键点：
l 主回路慢，副回路快，主要目的是克服副回路内的干扰；
l 当仪表不准的时候串级不适用；
l 副回路相当于干扰滤波器；
l 增加副回路本身是减缓了控制速度；
l 精馏塔塔釜液位-塔釜采出流量串级，从串级本身而言没有意义，但是有利于开工等异常工况的调节。串级控制也要综合考虑系统思考；
l 成分控制-温度控制串级回路：成分软测量和温度存在相关性，预测效果良好。然而当用成分软测量和温度控制构成串级就会构成耦合会出现问题；
l 对于温度-温度串级回路，如果两个温度回路差不多串级控制作用不大。
案例：
l 夹套反应器的温度控制方案
l 赖厚俊-巨化-衢州 分享的夹套式反应器温度控制进行了分析：
夹套式反应器温度控制有时候也需要具体分析，温度串级有时候不是必要的
根据操作习惯，有时候大的微分作用也是有效的控制策略。
对反应器温度控制策略需要仔细分析，不能完全套用。
l 策略：加快搅拌器的搅拌速度可以缩短过程反应时间。温度实在降低不下，转速很少动，既然人工可以调转速，为什么不能自动调节转速。
串级回路整定规则：
l 先内后外
l 内快外慢
l 内平外动
l 内外交错
l 锅炉汽包控制，串级整定问题：（主要问题在于液位测不准）
有前馈和没有前馈整定差别非常大，有前馈的话，液位控制主要靠前馈
液位控制器主要靠积分作用，控制作用很弱，实现静态修正的目的。
锅炉液位是非最小相位控制对象
话题二引申一：均匀控制 （Range Control）
l 均匀调节：调节比较缓，积分比较弱。参数设定的不同。
l 均匀控制是工业上处于最佳性价比的考虑通过降低准确性来实现稳定性。
话题二引申二：APC从结构上可以看作是串级控制。
l APC理论上讲是没有余差，也就是等效存在积分作用，所以，控制作用不能太强，存在积分就会推迟相位，因此不能把增益（控制作用）设置很大，否则会出现振荡；
l APC投运后所产生的振荡问题，短期内振荡问题不明显，需要拉长时间周期才能显示出来；
l 前馈不会影响过程本身的稳定性。
话题三：分程控制（Split Control）
关键点：
l 分程控制默认是0-50%， 50%-100%，实际当中跟两条管道的流量相关，管道直径和压差有关系。如果管道差一倍，压差不变，分程0-25%，25%-100%。压力控制在不同的工作点的时候响应不同。在不同压力情况下分别测量增益；
l 双控制器方案：两个压力控制器，有时候会稳定于不同设定点没法回来。操作人员需要手动调整一下！好处是很稳定。两个设定值要足够远，不能有重叠；
l 横河DCS：任何条件下控制阀门给0，直接给-6.9。横河DCS有钳位设置，在进行分程控制应用时需要合适设置才能彻底关到0位；（巨化现场实施，群里面分程控制阀门无法关死的问题）；
l 冷热流的分程控制问题，冷热流两个阀都需要是线性阀门（动态流量平衡阀）；
l 很多新厂阀门选型普遍偏大，通过调节前后手阀开度来实现压降调整（流量阀30%-70%之间比较合理）；
l 分程控制，分不好程就会出现非线性的问题。考虑非线性的问题，需要有部分重合的地方来实现控制的线性化；
l 需要考虑阀门同时开同时关的问题；
l 压缩机的大小阀怎么考虑？初期没必要开大阀，刚好接近反馈的时候不能开大阀，可能漏，这可以设计成分程控制。也是个工作范围的问题，但是不算是分程问题。大小阀有很多应用，减温器，pH控制不好也都是大小阀问题。
话题四：冯少辉-丁二烯后洗塔顺丁烯含量控制（APC案例分享）
关键点：
l DV的模型做的不好
l 详细信息见互侃PID公众号文章
经验分享-中国化工-孙德祥
国内外APC实施效果的差别的原因探讨：
l 管理上：国内相对缺乏后续的APC管理维护制度
l 使用上：使用者缺乏相应的制度去约束APC的使用
l 系统的更新升级相对及时，比如RMPCT-Profit Controller
l 国外的市场比较规范化，使用的产品比较成熟，后续的升级维护相对比较容易
l 国内的终端用户对APC的理解和需求不到位
l APC的实施对工艺的理解要求比较高
l 国内企业对维护的投入普遍偏低
APC实施的关键：
l 工艺理解不够
l 基础控制水平不够
l 没有问题就是最大的问题
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