作為工程學(xué)的一部分，過(guò)程控制就是為了解決問(wèn)題。解決問(wèn)題的方法各有不同，可能使用不同變量配對(duì)、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(guī)則的、有些是基于模型預(yù)測(cè)控制的、也有基于智能的。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制的不好，原因到底是什么？有的設(shè)備自動(dòng)化水平很高，還有改進(jìn)的必要？如何評(píng)價(jià)一個(gè)控制方案的優(yōu)劣？其實(shí)沒(méi)有完美的方案只有持續(xù)改進(jìn)的方案。控制方案評(píng)價(jià)可以通過(guò)三個(gè)方面進(jìn)行：滿(mǎn)足要求、簡(jiǎn)單高效、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
1、滿(mǎn)足要求
在沒(méi)有干預(yù)的前提下實(shí)現(xiàn)工藝要求是最重要、最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的指標(biāo)。滿(mǎn)足要求包括正常生產(chǎn)時(shí)的抗擾能力、自動(dòng)調(diào)整能力、多變量約束協(xié)調(diào)優(yōu)化能力。“你要的不是錘子是墻上的那個(gè)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(chǎn)中的問(wèn)題。至于是PID、APC還是AI并不重要，筆者見(jiàn)過(guò)一個(gè)反應(yīng)釜全部自己寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)控制邏輯的，也見(jiàn)過(guò)一個(gè)流量控制要使用先進(jìn)控制實(shí)現(xiàn)的，也見(jiàn)過(guò)乙烯裂解爐的控制邏輯全部在DCS實(shí)現(xiàn)的。控制效果永遠(yuǎn)是第一位的。
滿(mǎn)足要求這個(gè)指標(biāo)帶來(lái)兩個(gè)后果。1、降低工藝要求導(dǎo)致需要偶爾人工干預(yù)的非最優(yōu)控制方案普遍存在；2、同樣的問(wèn)題，對(duì)本質(zhì)理解不同手里的錘子不同所以有多種解決方案。
2、簡(jiǎn)單高效
簡(jiǎn)單就是終極的深刻。“一件事情 , 如果你不能簡(jiǎn)單地說(shuō)清楚 , 那就代表你沒(méi)有完全地弄明白。化繁為簡(jiǎn)是一種藝術(shù)。結(jié)構(gòu)化思維可以幫助我們將復(fù)雜的問(wèn)題拆解成簡(jiǎn)單的組成部分，并建立起清晰的邏輯框架從而能用簡(jiǎn)單的工具工程化地解決復(fù)雜的控制問(wèn)題。簡(jiǎn)單原則可能降低對(duì)其他支撐的依賴(lài)。對(duì)其他支撐過(guò)程的依賴(lài)越低，那么控制方案就越高效。簡(jiǎn)單化會(huì)有利于實(shí)施。工程實(shí)踐過(guò)程通常是條件受限的，因此盡可能少的輸出會(huì)使實(shí)踐過(guò)程更容易實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。現(xiàn)實(shí)中的工程實(shí)踐通常會(huì)優(yōu)先考慮成本問(wèn)題，因此通常會(huì)把高效原則放到比較優(yōu)先的地位。
PID和基于PID的控制方案往往最簡(jiǎn)單高效，如果問(wèn)題復(fù)雜度提升模型預(yù)測(cè)控制往往最簡(jiǎn)單高效。如果能對(duì)工藝要求的本質(zhì)深刻理解，通過(guò)結(jié)構(gòu)化思維設(shè)計(jì)的控制方案往往不需要自定義代碼和智能的方法。
3、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)
“現(xiàn)代企業(yè)管理的精髓，歸根到底就是將業(yè)務(wù)與人進(jìn)行解耦，也就是說(shuō)企業(yè)里每一個(gè)人的都可替代。”工業(yè)界看重的是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的標(biāo)準(zhǔn)化。一個(gè)企業(yè)最愿意看到是自己所有生產(chǎn)線(xiàn)的控制方案都是用了同一種簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)化流程設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出的。PID至今在工業(yè)界(尤其是流程工業(yè))廣受歡迎的最大原因就是有一套高度成熟、標(biāo)準(zhǔn)化的控制方案設(shè)計(jì)流程和問(wèn)題解決方法論。
一方面企業(yè)要提高自己的技術(shù)實(shí)力從而能使用和維護(hù)好高級(jí)的控制算法，另一方面為了解耦和降低使用和維護(hù)的難度，要多在控制設(shè)計(jì)流程標(biāo)準(zhǔn)化上下功夫。
作者：馮少輝博士
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