一 前言 在石油化工等流程過程工業(yè)中，先進控制（APC）和在線優(yōu)化（OPT）技術(shù)是在工廠已采用DCS等設(shè)備，并完成常規(guī)控制之后，特別是煉油廠經(jīng)常采用的自動化措施之一。先進控制及過程優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用可有效穩(wěn)定生產(chǎn)過程的操作、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品收率（數(shù)量）、優(yōu)化產(chǎn)品分布，直接為企業(yè)創(chuàng)造效益。其中多變量預測控制算法由于對模型精確度要求不高，用它解決多變量之間耦合、大延遲、非線性時變等難以用常規(guī)控制完成的系統(tǒng)控制是很有效的。實際作為整個裝置單元操作，通過克服擾動等影響，提高操作平穩(wěn)性，進一步優(yōu)化操作，實現(xiàn)"卡邊"控制，提高產(chǎn)量。結(jié)合應(yīng)用軟測量技術(shù)可獲得重要質(zhì)量指標（如汽油干點等），提高產(chǎn)品質(zhì)量。先進控制和優(yōu)化控制的優(yōu)點是投資少、效益高，俗稱“不用投資的技術(shù)改造”。美國DMA公司曾給出投資與效益曲線，示意投資的70%用于購置DCS，換回的效益是15%; 增加10%投資用于先進控制，換回35%的效益; 增加10%投資用于在線優(yōu)化，換回40%的效益。全世界投用的先進控制軟件已有數(shù)千套，一般投資回報率為10美元/1美元。 呼和浩特石化公司7.5萬噸/年重油催化裂化裝置DCS采用Honeywell的TDC3000，其先進控制采用美國AspenTech公司DMCplus動態(tài)矩陣多變量預測控制技術(shù)，成功實現(xiàn)了APC控制，達到了預期目的。 二 動態(tài)矩陣多變量預測控制（DMCplus） 1. DMCplus控制器主要特性 DMCplus控制器應(yīng)用過程模型，克服擾動，預測未來動態(tài)，使動態(tài)響應(yīng)過程的標準偏差減少。更重要的是，DMCplus以線性規(guī)劃（LP）為基礎(chǔ)，能使控制器及時獲得在當前約束范圍內(nèi)最有效益的生產(chǎn)工況，其動態(tài)加權(quán)能力能有效針對過程約束情況不斷進行調(diào)整，確保嚴格控制和優(yōu)化操作。DMCplus控制器根據(jù)控制參數(shù)和成本因素進行計算并給出優(yōu)化控制方案，依此對操作變量（MV）進行調(diào)整，使控制變量（CV）與目標值之間偏差最小。DMCplus控制器中的變量被嚴格區(qū)分為獨立變量和非獨立變量。其中獨立變量包括操縱變量和前饋（干擾）變量，非獨立變量為被控變量。DMCplus的主要特性可歸納如下： （1）具有完善的多變量動態(tài)過程模型辨識軟件； （2）能有效處理大規(guī)模復雜控制問題； （3）能較容易處理大純滯后及大的時間常數(shù)過程； （4）應(yīng)用線性規(guī)劃原理來實現(xiàn)經(jīng)濟性能指標的最優(yōu)化； （5）采用操縱變量經(jīng)濟性能指標線性規(guī)劃以及應(yīng)變量相對重要性分析原理，能較易處理操縱變量多于被控變量或被控變量多于操縱變量的情形； （6）對于約素條件處理，能夠考慮整個動態(tài)響應(yīng)區(qū)間內(nèi)被控變量和操縱變量的約素； （7）DMCplus控制器具有動態(tài)加權(quán)和在線整定功能。 三 AspenTech 先控技術(shù)軟件組成 呼和浩特石化公司選用的Aspen-Tech先控技術(shù)軟件包括如下部分：DMCplus控制器軟件（DMCplus Desktop、DMCplus Online）和建立軟儀表的軟件（ASPEN IQ）。其中DMCplus Desktop用于模型辨識建模，并形成組態(tài)文件，在客戶端的windows NT/95環(huán)境下運行。DMCplus Online包括在線控制器運行的組件，安裝在Alpha機的OpenVMS操作環(huán)境下，以及安裝在PC機或X-Window下的DMCplus View軟件。ASPEN IQ軟件是軟儀表的建立工具，包括離線和在線部分。 呼和浩特石化公司重油催化裂化先進控制的實施包括以下階段：裝置預測試，軟測量數(shù)據(jù)采集，工藝計算開發(fā)，軟測量模型開發(fā)和投用，裝置測試，控制器模型的建立及仿真，控制器的投用。 四 DMCplus控制器組成 根據(jù)呼和浩特石化公司重油催化裝置的特點，設(shè)計了一個大型控制器覆蓋整個重油催化裂化裝置，即覆蓋反應(yīng)器、一再、二再、外取熱器、主分餾塔、吸收塔、解吸塔、再吸收塔及穩(wěn)定塔。該控制器由反/再/主分餾塔系統(tǒng)子控制器和吸收穩(wěn)定單元子控制器構(gòu)成。 1. 反應(yīng)再生控制器 反應(yīng)器/再生器/主分餾塔控制器覆蓋：反再系統(tǒng)的反應(yīng)器、燒焦罐、第二級再生器、外取熱器的操作，及主分餾塔系統(tǒng)的操作。分餾塔系統(tǒng)包括主分餾塔，塔頂回流罐、回煉油罐及輕柴油汽提塔。反應(yīng)器/再生器/主分餾塔系統(tǒng)控制器共包括31個操縱變量，25個前饋/干擾變量，42個被控變量。 （1）操縱變量（MV） 反/再主分餾塔控制器的操作變量如：蠟油進料、渣油進料、脫油進料、新鮮原料量、回煉油流量、原料預熱溫度、預提升干氣、預提升蒸汽、反應(yīng)溫度設(shè)定值；一再壓力設(shè)定值，二再壓力閥位；分餾塔頂溫度控制等。 （2）前饋/干擾變量（FFW/DV） 反/再主分餾塔控制器的前饋/干擾變量如：氣壓機轉(zhuǎn)速、沉降器汽提段藏量、二再藏量、外取熱增壓風、套筒風、輸送風、一再主風、富吸收油返塔溫度、富吸收油流量等。 （3）被控/約束變量（CV） 反/再主分餾塔控制器的被控變量如：二再煙氣中氧含量、原料罐V207液位、二再和沉降器間壓差、再生滑閥兩端壓差、一再和反應(yīng)器間壓差、再閥開度，以及采用軟儀表測量的汽油干點、柴油凝固點、輕柴油閃點、輕柴油干點、油漿密度等。