一 前言 在石油化工等流程過程工業中，先進控制（APC）和在線優化（OPT）技術是在工廠已采用DCS等設備，并完成常規控制之后，特別是煉油廠經常采用的自動化措施之一。先進控制及過程優化技術的應用可有效穩定生產過程的操作、改善產品質量、提高產品收率（數量）、優化產品分布，直接為企業創造效益。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控制完成的系統控制是很有效的。實際作為整個裝置單元操作，通過克服擾動等影響，提高操作平穩性，進一步優化操作，實現"卡邊"控制，提高產量。結合應用軟測量技術可獲得重要質量指標（如汽油干點等），提高產品質量。先進控制和優化控制的優點是投資少、效益高，俗稱“不用投資的技術改造”。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%投資用于在線優化，換回40%的效益。全世界投用的先進控制軟件已有數千套，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動態矩陣多變量預測控制技術，成功實現了APC控制，達到了預期目的。 二 動態矩陣多變量預測控制（DMCplus） 1. DMCplus控制器主要特性 DMCplus控制器應用過程模型，克服擾動，預測未來動態，使動態響應過程的標準偏差減少。更重要的是，DMCplus以線性規劃（LP）為基礎，能使控制器及時獲得在當前約束范圍內最有效益的生產工況，其動態加權能力能有效針對過程約束情況不斷進行調整，確保嚴格控制和優化操作。DMCplus控制器根據控制參數和成本因素進行計算并給出優化控制方案，依此對操作變量（MV）進行調整，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過程模型辨識軟件； （2）能有效處理大規模復雜控制問題； （3）能較容易處理大純滯后及大的時間常數過程； （4）應用線性規劃原理來實現經濟性能指標的最優化； （5）采用操縱變量經濟性能指標線性規劃以及應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，能夠考慮整個動態響應區間內被控變量和操縱變量的約素； （7）DMCplus控制器具有動態加權和在線整定功能。 三 AspenTech 先控技術軟件組成 呼和浩特石化公司選用的Aspen-Tech先控技術軟件包括如下部分：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，并形成組態文件，在客戶端的windows NT/95環境下運行。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，軟測量數據采集，工藝計算開發，軟測量模型開發和投用，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 根據呼和浩特石化公司重油催化裝置的特點，設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、再吸收塔及穩定塔。該控制器由反/再/主分餾塔系統子控制器和吸收穩定單元子控制器構成。 1. 反應再生控制器 反應器/再生器/主分餾塔控制器覆蓋：反再系統的反應器、燒焦罐、第二級再生器、外取熱器的操作，及主分餾塔系統的操作。分餾塔系統包括主分餾塔，塔頂回流罐、回煉油罐及輕柴油汽提塔。反應器/再生器/主分餾塔系統控制器共包括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、反應溫度設定值；一再壓力設定值，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。