先进控制及预估平台(先进过程控制)

先进控制及预估平台

在过去的近20年中，横河电机为各类工业流程装置提供了数百个APC许可证及相关咨询和工程服务。横河电机认为，APC和DCS进行紧密、灵活地整合有助于实现更加盈利的运营。调节控制稳定非常重要，因为它是控制层级的基础。

横河电机的先进控制及预估统一平台将多变量控制、质量预估、复杂的自定义运算以及操作员用户界面设计等功能整合到一个应用中，大幅减少了部署时间，使维护系统的鲁棒性变得简单。

在历史运行数据分析的基础上，利用横河电机过去实施控制改进的经验，通过简短的可行性研究，可以对财务效益和可操作性效益进行评估。

具有先进调节控制的稳定基层控制

稳定的基层控制是实现稳定运行的重要一步。标准的先进调节控制模块可以快速部署，在引入先进过程控制之前，实现稳定控制。

利用集成的动态建模工具和自动阶跃测试可以大幅减少建模时间

在进行过程控制和经济优化时，使用自动阶跃测试激发工厂的动态响应。利用强大的辨识和建模工具，工程师可以从工厂响应中快速提取动态模型。

与传统的手动阶跃测试相比，该集成工具可以减少一半的阶跃测试和建模投入。

整体的先进过程控制应用

先进的过程控制应用通常需要与其他应用一起运行，如软测量、用户计算和基础控制块等。

利用该平台，控制工程师可以在相同环境中快速开发多个APC应用(控制器、软测量等)及支持功能(包括自定义控制应用的用户界面)。该集成环境平台可大幅削减应用的开发时间。

凭借先进的在线投用工具，可以在更短的调试时间内实现较高的控制性能

通过同时运行“Staged”(只读)模式和“Live”(读/写)模式，控制工程师可以在切换至Live模式之前验证对控制器做出的修改，比较不同参数下被控变量、操纵变量等发生变化后控制器的响应，并且无需停车即可切换“Live”模式和“Staged”模式。

调试工具具有强大的趋势显示功能，可以帮助工程师快速识别出模型失配问题。

这种在线调试环境可以减少一半的调试工作量和时间。

利用先进监控与诊断工具维持良好性能

由于进料质量的变化、装置动态、新控制目标、新运行模式以及其他因素，控制性能会随着时间逐渐退化。

先进监控与诊断工具会持续监控应用性能、模型误差及其他度量指标，还可以对在线控制器进行动态整定。此外，还提供一个交互性能分析工具，可以帮助工程师识别降低品质的不良因素。

一旦发现不良因素，系统会进行补救，以保持良好的控制性能，确保APC带来的效益。

多变量控制及质量预估

横河电机的APC平台与壳牌公司共同研发。壳牌公司是全球能源工业中先进控制技术研发和应用领域的先驱之一。

横河电机新的先进控制及预估平台是良好的优化控制套件，支持快速部署并保持先进控制应用，在整个工厂生命周期中创造效益。

设计时

设计时根据先进过程控制配置中的实践，为过程数据管理、过程动态建模、控制平台与应用、多场景模拟提供统一的开发环境。

先进控制的设计与运行可在同一工作环境中无缝共享信息，这样控制工程师能够快速研发出复杂的应用程序。

控制器初步设计

在运行时下，使用定义的初始控制矩阵进行自动工厂阶跃响应测试。矩阵包含被控变量(CV)和操纵变量(MV)。

鲁棒模型辨识

为了进行模型辨识，将工厂阶跃响应数据导入设计时，然后使用一系列工具处理数据，如剔除坏数据、数据嵌位和基于其他规则的处理。

使用模型统计和模型鲁棒性辨识功能，可以在较广的操作范围内辨识多种线性动态模型。该系统能为单入单出模型和非线性增益公式提供多个模型参数。

复合应用程序开发

在具备多种应用的同一工作区内，可以开发复杂的厂级应用程序。这些厂级处理器包括带多个子系统的厂级控制器、软测量、实时优化界面和自定义应用。

可以在线修改控制模型传递函数，还可以通过切换多个模型参数处理非线性动态过程。

而且，自定义应用提供丰富的功能，使用VB或C#语言构建自定义运算或逻辑运算。

运行时

运行时环境支持两种运行模式：Staged (只读)及Live (读/写)。同时运行这两种模式，控制工程师可以在切换至Live模式之前在Staged模式下对控制器进行修改。

人机接口面板按层级构建，可以清晰呈现过程情况和控制系统的状态。通过点击图标、导航目录及控件，操作员和工程师可以轻松、快速地访问相关信息。

自动阶跃测试

自动阶跃测试使用初始控制器设计进行自动阶跃测试。工厂阶跃响应数据保存在嵌入式历史数据库中。

平铺趋势支持验证过程响应，进行动态模型辨识。

具有关键性能指标面板的新型人机界面

人机界面采用新型关键性能指标面板显示健康状态，改善了操作员和控制工程师之间的互动交流。

人机界面面板使用变量集进行定义，将变量有计划地分门别类。它集成了功能强大的趋势显示工具和动态关系面板，支持操作和应用程序的维护，尤其适用于大型应用。

在线整定

将应用程序用于在线控制之前，利用在线整定功能，控制工程师可以使用实时的过程数据来验证集成的软测量模型和控制器参数。

利用灵活的控制器整定和综合模拟功能，工程师可以在不同情况下并行测试整个运行时应用程序。

引入理想性能值(BPV)这一新概念，它被定义为CV操作中理想的点。若不可行，控制器会优化MV的移动计划，减缓CV从BPV的偏移，产生良好的瞬时控制器动态性能。

关于OpreX

OpreX是横河电机工业自动化(IA)和控制业务的综合品牌。OpreX品牌代表了横河电机通过与客户共同创造价值的技术和解决方案的独特之处，涵盖了公司IA产品、服务及解决方案的整个范围。该品牌包含以下五大类：OpreX转型、OpreX控制、OpreX测量、OpreX执行和OpreX生命周期。先进控制及预估平台是OpreX转型类别下的OpreX资产运营和优化系列解决方案，可以带来从生产到供应链优化以及风险和业务管理的整个企业活动的良好运营。

随着该品牌的推出，横河电机将提供强调具体需求的综合解决方案，支持客户的转型及对应业务需求的增长。

先进调节控制

先进调节控制已经过现场验证，具有用户友好、现成的标准功能库，用于稳定基础控制，还可以与多变量优化控制系统和鲁棒质量评估系统共用，实现理想的控制和操作目标。

壳牌流量缓冲控制(SSVC)

SSVC设计是为了充分利用工厂流程中的缓冲能力，使运行更稳定。SSVC模块将缓冲罐的液位控制在规定的液面范围内，同时使进出缓冲罐的流量波动尽可能降低。该算法不只可以处理单容缓冲，并且还可以处理串级流量缓冲，如串级蒸馏塔。该算法利用无干扰的时间段，将液位调节至理想的设定点，为下一次大干扰创造缓冲空间。

加热炉支路平衡(BALANCE)

BALANCE设计是为了平均分配多炉管加热炉中每个炉管吸收的热能。BALANCE模块通过加大换热性能好的支路中的流量，平衡各支路的出口温度，从而提高炉效。每个BALANCE模块至多可以管理两个加热炉，每个加热炉至多具有两个炉室/炉膛。每个炉室至多可有16个支路，每个支路至多可有5个表面温度测点。BALANCE模块也可以管理流经加热炉的总体流量，是管理加热炉的有效工具。