新技术的应用能够优化工厂操作并且有利于环境保护。
　　先进控制技术可以用于从化学反应所产生的称为废气的副产品中提取额外的能量。根据不同季节，化工、石油和冶金工厂产生的废气可以被重新利用或出售。优化废气的利用已经成为保持竞争力的手段，因为能源成本在过去5年里一直增长。
　　一些必要的技术，例如前馈控制，可作为以下4步计划的一部分实施到现有的控制系统中。
　　■  很好的理解过程及其操作；
　　■  很好的理解现有的控制系统；
　　■  定义合适的控制目标和操作变量；
　　■  应用合适的先进控制技术。
　　因为并不一定需要购买专门的软件包和仪器，先进控制有可能具有很高的投资回报。
　　
适应“真实工况”
　　优化方案应用到废气利用的一个例子是在QIT-Fer et Titane公司某钛铁冶炼工厂。反应过程的副产品是大量的CO,具有很高的燃烧价值，可以作为整个冶炼过程的燃料气体。
　　熔炼炉生成CO气体，而旋转式烘干炉、锅炉、干燥器、UGS装置及其他用户需要消耗CO。在生成和消耗CO的装置之间设有储气罐储存CO，以减少高频干扰及保证CO管道网络气压恒定。储气罐有可活动的薄膜顶，滞留时间小于1分钟。
　　两个安装了控制阀的燃烧塔在储气罐料位达到上限时燃烧多余的CO。烘干炉燃烧按从0到100%可变化的比例混合来自储气罐的CO和天然气。当CO的生成量减少,储气罐料位达到低位时，烘干炉燃烧天然气。
　　原先控制策略的唯一目标是储气罐CO料位，采用两个常规的PID控制器串联方式。主控制器调节储气罐的料位,副控制器调节烘干炉燃料的混合比例。储气罐料位控制器的输出分成两部分。0% - X % 用于调节烘干炉燃料的混合比例；X% - 100%用于调节燃烧塔的控制阀。
　　起初在燃烧塔控制阀和混合比例之间没有动态的协调。结果有时候CO料位的波动使系统在燃烧CO废气的同时，天然气也被送入烘干炉，而不管CO提供量是否足够。这种不稳定的状况通常持续几分钟，造成很大浪费，特别是在天然气价格提高以后。
　　
采用新的控制策略
　　需要应用前馈控制的新方法解决问题。如下4个步骤被应用于QIT-Fer et Titane工厂。
　　■  理解过程和操作 --- CO气体生成和消耗量在短时间内变化很大。而且CONTROL ENGINEERING China版权所有，由于整个工厂生产安排和限制,不能改变这一状况。然而控制工程网版权所有，可以通过测量和分析CO生成和消耗量，来判断延迟是否由分布管道所引起。延迟越大，控制系统补偿干扰越困难。详细分析CO消耗量也表明主要的和最频繁发生的干扰是UGS装置造成的。CO用户和储气罐的延迟为20秒控制工程网版权所有，CO生成装置和储气罐的延迟为它的一半 ，10秒。
　　■  理解现有的控制系统 --- 对于由生成和消耗变化所引起的干扰，控制系统采取的动作由于延迟太激进和太迟缓。储气罐料位控制器对干扰的迅速反应，又会引起操作变量波动,最终引起CO气体燃烧和增加天然气对烘干炉供应量同时发生。
　　■  定义合适的控制目标和操作变量 --- 新的控制方法有相同的操作变量，但控制目标不同。它们包括维持储气罐料位在一定的范围以及协调燃烧塔燃烧和混合比例以便防止天然气流入烘干炉燃烧（反之亦然）。
　　原先的控制方法料位是唯一控制目标。在新的控制策略中控制器的目标包括“平滑”以便减少操作变量波动www.cechina.cn，同时引入了经济目标。这一重要的目标通常被忘记或者没有很好的定义和应用于工业应用中。
　　新控制策略需要测量CO的生成和消耗量，但充分利用了原有的用于其他目的的设备，不需要添加新的仪表。这说明仔细评价控制器的信息，可以避免购买不必要设备。
　　■   应用正确的先进控制技术 --- 对本应用前馈控制是最适合的先进控制技术。因为干扰是可以测量的，很容易从过程数据的档案资料抽象出模型。干扰模型的增益和时间常数用存储的历史过程数据计算出。
　　
达到目标
　　新目标通过在控制方案中引入3个新的元素来实现，包括加入基于大量平衡计算的前馈控制器（消耗与产生）、传输延迟的动态补偿和耦合燃烧塔控制阀和气体比例控制器以便防止冲突。
　　先进控制方案减少了CO与天然气同时燃烧的情况，天然气消耗减少76%，节约了可观的天然气开支。
　　采用6个前馈控制器来处理两个干扰变量（CO生成量与UGS装置消耗量），3个操作变量（两个阀门和混合比），一个被控变量（储气罐料位）。其他用户不包括在前馈回路中www.cechina.cn，既然它们CO气体的消耗相对平稳。
　　前馈控制器对基于过程和干扰模型的传输延迟进行超前/滞后补偿。控制储气罐料位的反馈回路保留在新的控制方案中，以便使气体料位值保持在设置点及纠正前馈控制器的模型偏差。压力控制器的PID参数整定到相对温和，因为现在干扰产生时，前馈控制器起主要调节作用。
　　
仿真情况
　　新的控制策略最先用Mathwor