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摘要：石油企业的快速发展在一定程度带动了我国工业水平的进步，现阶段我国石油加工企业的发展十分迅猛，石油的生产规模不断扩大。近年来，随着我国“可持续发展战略”的提出和实施，能源的节约以及环境保护力度的加大在一定程度上增加了石油企业的发展困难。在这种情况下，石油企业的常减压装置的应用就显得非常的重要了，先进控制技术的应用可以有效提升企业的发展效率。文章首先介绍了常减压装置的定义与重要性，其次对先进控制技术在常减压装置中的应用情况进行了分析。
关键词：先进控制；常减压装置；应用；效果
一、常减压装置概述
1.常减压装置定义
常减压装置主要包括常压蒸馏与减压蒸馏两个组成部分，由于两个装置一般会同时出现并相互辅助运转，所以被称之为常减压装置。目前，常减压装置的工序主要包括原油脱盐、脱水以及常减压蒸馏等部分。其工作过程原理并不复杂，通过根据石油混合物中不同物质的沸点不同对其进行加热，让各种组分可以在合适的沸点被分离出来，最终获得较为纯净的各种产品，从而为后续加工装置顺利完成加工作业并提升油品质量创造条件。
2.常减压装置的重要性
作为整个石油生产领域的基础环节，常减压装置对于行业发展乃至整个现代人类文明的发展都具有重要的作用。尽管从原理上来看，其仅仅依靠沸点不同就可以对物质进行分离提纯，并不是特别复杂，但是要想能够真正做到精准控制温度并获得纯净的产品却并不容易。在常减压蒸馏装置的设计与操作过程中有许多技术关键点，同时其在炼油环节中也属于能源消耗的主要部分，一般炼油厂中有超过30%的能源都会消耗在这个环节中，所以蒸馏装置的处理精度、技术控制水平以及能源控制能力都将直接决定行业经济效益并间接影响现代企业的发展。通过合理利用常减压装置，提升控制水平，不但能够提升企业经济效益，同样也可以在一定程度上缓解石油匮乏的现状，对于更为合理的利用不可再生资源也具有重要的作用与价值。
二、先进控制技术的使用过程分析
1.模型预测
首先是有关模型的预测，在工业的生产过程中，对模型的体系进行预测非常的重要，有效的模型预测工作对被控制对象的信息调整非常的重要。模型预测的方式有很多种，现阶段最常使用的模型预测方式分为两个大的类别：参数模型以及非参数模型。参数模型的建立方式十分多样，其中，微分方程以及传递函数等都是参数模型的主要代表模型，脉冲响应以及阶跃响应模型是非参数模型的主要代表模型。
2.滚动优化
在自动控制技术应用的过程中，滚动优化这一步骤非常的重要，操作的原理是通过滚动式的优化策略对操作进行静态的处理。进行合理的滚动优化有利于降低工程项目的误差，对动态的状态进行监管处理。
3.反馈校正
系统在建立的过程中需要考虑各种因素，由于外界条件的变化以及自身技术的不同往往会产生各种各样的问题，例如：模型的配合不当以及外界因素的干扰等等。在这种情况下，需要进行反馈校正等操作，通过反馈校正等操作可以提高模型预测值的准确程度，对系统进行更加高效的控制。
二、先进控制技术在常减压装置中的应用
1.预测控制系统
（1）预测控制系统特征
预测控制系统是一种借助于改进控制过程来提升油品的系统，该系统的应用与发展对于提升企业的综合经济效益具有显著的效果。早在70年代初，预测控制系统就出现在了航空航天领域，后经过技术改造后逐渐被应用于常减压装置领域。
预测控制的基本原理就是基于计算机优化控制算法进行的系统重新整理，其包括有预测控制、动态矩阵控制以及模型算法控制等单元。通过在常减压装置的日常生产环节中收集各种信息并对其进行汇总，模拟出动态特性模型，根据理想化的要求对控制进行预测与模拟，最终获得目标控制效果。由于预测控制系统能够适应不同需求的常减压装置，所以目前也属于相对主流的控制技术，应用十分广泛。
（2）预测控制的基本原理
预测控制的原理并不复杂，其通过非参数模型控制的方式来对控制目标进行优化，主要过程包括模型预测、在线矫正、滚动优化与轨迹模拟四个环节。在应用过程中，算法是以模型为基础的，所以包含了一部分预测的基本原理，同时也融入了最优控制的基本特征。从控制特点上来看，作为计算机自动实现的最优控制算法，预测控制具有更强的控制能力，对于数学模型的要求不高且可以适应多样化的生产需求。除此之外，在建模简化过程中能够同时考虑到多种不确定的因素，通过预测控制的方式来体现系统运行效率，根据动态控制的效果进行调整，最终通过反馈模型进行误差矫正，即可得到最终控制结果。
2.先进控制替代传统PID控制
（1）PID控制技术特点
在常规PID控制过程中，一般采用单回路作为主要控制技术手段，有时会搭配串级控制进行单独参数的调整。由于整个过程没有考虑到变量的干扰以及测量值的变化关系，所以容易在系统给定值与实际测试值之间出现偏差，这个时候可能需要及时对设备进行调整并手动更改技术方案，对其进行重新匹配，尽可能保持调节量符合匹配要求，最终获得合理的控制参数指标。尽管系统的特点较为简单、灵活，但是由于需要大量的手动操作，对于工人的技术水平与经验具有较高的要求，同时无法满足经济优化方面的问题，还面临着人可靠性与计算机适应性方面的缺陷。
（2）先进控制技术优势
先进控制技术一般是工业应用专业化软件，其通过将整个常减压设备纳入到一个工艺单元中对其进行统筹的方式来开展具体工作。首先，通过现场测试的方式，可以利用软件了解到目前生产中不同变量之间的作用关系，并建立一个相对完整的多变量控制模型；然后，利用模型进行装置变化情况的预测，提前做好多个相关操作变量的调整，尽可能提升系统的稳定性；最后，利用成本因子计算优化控制方案，令装置处于最优的操作点并维持运行可靠性，从而最大限度的提升产品的生产效率并提升经济效益。相比之下，先进控制技术应用环节更为智能，对人工技术的要求不高且具有较高的自动化水平，所以更容易适应多样化的常减压生产需求。
3.DMC控制的原理与特性
DMC技术是Aspentech公司开发的一款控制软件，其在国内外主要炼油企业中都有广泛的应用，其特点包括有如下几个方面：其一，采用更容易获取的对象作为模型；其二，具有更为完善的多变量动态过程模型的辨识能力，可以辨识多种动态模型并不会导致分析错误或者参数损坏的问题；其三，DMC控制软件包括有预估模型、经济效益稳态以及动态控制三个模块组成，所以可以完成动态加权与在线整定等技术工作，这是其他控制软件所不具备的特征与技术优势。结合上述特征原理来看，DMC的控制更加稳定，能够适应更为复杂的工业过程对象，所以在常减压设备的先进控制中具有广阔的应用前景。
结语
常减压设备在整个石油领域中都具有重要的应用价值，其不但是多种生产工作开展的基础与前提，同时也直接决定了整个行业的利润率与工作效率，甚至会间接影响到国家工业生产技术发展水平与生产力的发展规模。本文也重点从预测控制系统、先进控制系统替代传统PID系统以及DMC控制系统等多个角度对先进控制系统应用于常减压装置的内容进行了分析与阐述，希望可以促进工业生产技术水平，提升控制效果，为相关产业的可持续发展奠定技术基础。
参考文献
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