作為工程學的一部分,過程控制就是為了解決問題。解決問題的方法各有不同,可能使用不同變量配對、不同的控制算法、不同的控制方案等。有些是基于PID的、有些是自定義規則的、有些是基于模型預測控制的、也有基于智能的。
現場設備控制的不好,原因到底是什么?有的設備自動化水平很高,還有改進的必要?如何評價一個控制方案的優劣?其實沒有完美的方案只有持續改進的方案。控制方案評價可以通過三個方面進行:滿足要求、簡單高效、規范標準。
1、滿足要求
在沒有干預的前提下實現工藝要求是最重要、最基礎也是最關鍵的指標。滿足要求包括正常生產時的抗擾能力、自動調整能力、多變量約束協調優化能力。“你要的不是錘子是墻上的那個洞“,使用什么工具和方法是控制工程師的事情,但是根本上還是要解決工藝生產中的問題。至于是PID、APC還是AI并不重要,筆者見過一個反應釜全部自己寫代碼實現控制邏輯的,也見過一個流量控制要使用先進控制實現的,也見過乙烯裂解爐的控制邏輯全部在DCS實現的。控制效果永遠是第一位的。
滿足要求這個指標帶來兩個后果。1、降低工藝要求導致需要偶爾人工干預的非最優控制方案普遍存在;2、同樣的問題,對本質理解不同手里的錘子不同所以有多種解決方案。
2、簡單高效
簡單就是終極的深刻。“一件事情 , 如果你不能簡單地說清楚 , 那就代表你沒有完全地弄明白。化繁為簡是一種藝術。結構化思維可以幫助我們將復雜的問題拆解成簡單的組成部分,并建立起清晰的邏輯框架從而能用簡單的工具工程化地解決復雜的控制問題。簡單原則可能降低對其他支撐的依賴。對其他支撐過程的依賴越低,那么控制方案就越高效。簡單化會有利于實施。工程實踐過程通常是條件受限的,因此盡可能少的輸出會使實踐過程更容易實現目標。現實中的工程實踐通常會優先考慮成本問題,因此通常會把高效原則放到比較優先的地位。
PID和基于PID的控制方案往往最簡單高效,如果問題復雜度提升模型預測控制往往最簡單高效。如果能對工藝要求的本質深刻理解,通過結構化思維設計的控制方案往往不需要自定義代碼和智能的方法。
3、規范標準
“現代企業管理的精髓,歸根到底就是將業務與人進行解耦,也就是說企業里每一個人的都可替代。”工業界看重的是控制系統設計流程的標準化。一個企業最愿意看到是自己所有生產線的控制方案都是用了同一種簡單標準化流程設計開發出的。PID至今在工業界(尤其是流程工業)廣受歡迎的最大原因就是有一套高度成熟、標準化的控制方案設計流程和問題解決方法論。
一方面企業要提高自己的技術實力從而能使用和維護好高級的控制算法,另一方面為了解耦和降低使用和維護的難度,要多在控制設計流程標準化上下功夫。
作者:馮少輝博士
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