节能降耗的火箭助推器--先进控制自动化技术

　　传统的自动化较少关注节能与环保问题，随着社会和经济的发展，绿色电厂、绿色楼宇以及绿色化工等与节能环保相关概念被提出，节能能源、减少原材料消耗以及绿色环保等新的约束对自动化技术提出了更高的要求。

　　当前的节能已不是简单意义的节约和少用能源，而是要靠使用先进科学技术，先进管理理念等来提高能源的利用效率。在当今世界性市场经济的激烈竞争中，工业企业必须应用自动化技术科学来保证产品的质量、成本和数量的优势。特别是在用高新技术改造传统产业方面，自动化科学在工业企业的运行与发展中起到非常重要的作用。在现代企业中，先进控制与优化技术对于企业的节能减排、高效运行起着十分重要的作用，具有许多显着的优点。因此得到了广泛的推广和应用。“节能降耗”需要从自动化等高新技术中寻求出路。先进控制技术完全可以在“节能降耗”领域里建功立业！

　　先进控制技术在化工自动化的应用

　　随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用，工业生产的发展体现着两个明显的特征，一是生产规模越来越大，二是生产技术水平越来越高。长期以来，我国化学工业技术水平较低、能耗很高。要改变这种局面，根本的出路就是走科技进步的道路，采用先进实用的技术改造传统产业。随着化学工业日益朝着集成化、大型化方向发展，系统的复杂性不断增加，表现为过程具有强耦合性、不确定性、非线性、信息不完全性和大纯滞后性等特征，并存在着苛刻的约束条件，控制目标多元化，变量数目增多且相关性增强。在这种情况下，传统的控制策略已不能完全满足要求，必须应用先进控制。近年来，先进控制在工业上的应用已经越来越多。从工业应用的角度看，先进控制应用成功与否的关键在于设计者对被控过程的准确把握与否，能否正确应用各种控制策略。

　　就自动化水平而言，主要包含自动化系统及仪器仪表产品和控制技术两个方面。前者仅是实现自动化的基础条件。而后者决定目标控制的好坏。能耗的下降有两种方式：一种是把高耗能产业合理转移出去，提高产业结构；另一种是降低单位增加值能耗，提高能源使用效率。

　　现代工业过程正向复杂化、高速化、大型化方向发展，节能、降耗、安全、环保是自动化的首要目标，而工业过程通常都有多种约束条件、多变量、强耦合、非线性、大时滞、不确定性、多控制目标等问题，给先进控制技术的实现带来很大困难，主要因为控制目标带有多种约束条件、多变量、强耦合、非线性、大时滞及不确定性；加之对象研究不够、控制方案不够合理等因素造成的。而这些回路恰恰是影响生产效率，降低能耗的关键点。如何实现降低单位增加值能耗，提高能源使用效率呢?本文主要想从市场需求、自动化领域实现节能降耗的基础条件、节能降耗与先进控制的关系、目前存在的问题和今后努力的方向等几个方面来讨论。www.auto-pn.com

　　近年来对复杂系统建模与控制、非线性控制系统理论、离散事件动态系统、混杂系统理论、大系统理论、随机系统滤波与控制、分布参数系统控制、自适应控制、鲁棒控制、智能控制、最优控制、系统辨识与建模等各种控制理论的研究较多。针对复杂工业过程所具有的多变量、强耦合、强非线性、不确定性、生产边界条件变化大等综合复杂性，将控制理论与方法和智能方法相结合，开展了智能建模技术、软测量技术、智能控制技术、多变量智能解耦控制技术以及基于综合生产指标的优化控制技术的研究。自动控制是节能降耗的手段之一。对工厂而言，仅靠自动化技术是不能实现节能降耗的，只有当流程工业企业通过结合自动化技术才能达到高效节能的目的。在自动化系统及仪表使用正常的条件下，先进控制的应用使得节能降耗的效果可达5％～7％。即便生产工艺的改造、升级和创新，各种机械、电气等设备的效率提高的条件下，自控投运率太低，同样对节能降耗有影响。国内一些石化公司如茂名、扬子、济南等炼油厂已经应用了先进技术，并且带来了可观的经济效益。