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吉林省新天龙实业股份有限公司（简称：吉林新天龙）是国家级农业产业化龙头骨干企业CONTROL ENGINEERING China版权所有，全国最大粮食精加工企业之一。其中控制工程网版权所有，食用酒精、无水酒精产量名列前茅，无水酒精广泛应用于精细化工、医药、农药、军工等行业。
项目背景
从工艺特性分析，酒精蒸馏装置具有较强的热耦合性，动态响应迟缓、具有典型的多变量、强耦合、大惯性大滞后控制特性，常规的PID控制及DCS外加人工控制的方式难以实现装置工况的进一步寻优。北京和利时工业软件有限公司（简称：工软公司）深入调研企业需求CONTROL ENGINEERING China版权所有，通过对装置的多变量、强耦合、多约束系统的优化，有效解决酒精装置热耦合性的控制问题控制工程网版权所有，提升装置运行平稳性，从而进一步起到工艺寻优及节能降耗的目的，最终实现动态控制与稳态优化的双层控制目标。
项目采用工软公司HiaAPC多变量先进控制软件对新天龙实业股份有限公司二期、四期酒精蒸馏装置实现全流程的APC先进控制优化，提升了装置的自控率、平稳率www.cechina.cn，使各装置能够实现“安全、稳定、连续、自动、优化”运行。值得一提的是，此次项目的实施是工软公司先进控制软件在非和利时控制系统中的成功应用， 彰显了工软公司多元化、灵活化的研发实力。
项目特点
和利时基于多年在自动控制领域的研究和工程实践积累，自主研发了先进控制软件包HiaAPC。整套软件包括先进控制运行平台，基于该平台的PID自整定、多变量模型预测控制和软测量软件，以及控制性能监控与评估软件，涵盖了从底层基础设施到中间层控制应用，再到上层性能监控所有先进控制涉及的业务逻辑范围，模块齐全，功能强大，可针对不同用户、不同工艺、不同装置进行组合应用，从而提高生产的控制水平，满足用户质量和效益的要求。
和利时HiaAPC具有以下技术特点：
● 多变量模型预测控制器：以多个精馏塔为对象，根据精馏塔各操作变量与被控变量间的线性或非线性模型关系，利用先进控制方法对装置实施多变量协调统一的控制；
● 数据通讯技术：先进控制系统通过专用的数据接口，与生产装置进行实时、双向数据交换，通过调整常规PID控制的给定值或阀位值实现优化控制功能；
● 控制器优化技术：利用辅助的过程变量增强不可测量的前馈扰动估算，根据过程条件对模型和参数进行在线调整；
● 模型辨识技术：采用先进的模型辨识技术，离线控制器设计分析工具；
● 计算机集成技术：包括数据通讯技术、DCS监控逻辑以及无扰动切换技术等关键技术；实现DCS与APC系统的切换过程不会对装置正常运行带来任何干扰的目标，确保现场生产的稳定和安全；
● 人机界面：先进控制系统提供友好的操作界面和系统设计、组态、维护、管理、运行监视和调整界面以及实用、高效的操作员操作画面；
应用效果
本项目通过对酒精正常过程的全流程优化，大大提高自动化程度的同时，为用户创造出良好的经济效益。用户对工软公司技术人员精湛的技术水平及认真负责的服务态度表示充分肯定，通过双方的沟通及协作，项目取得如下成效：
● 明显提升装置自控率及稳定率。本项目通过优化后装置自控率达到98%以上、生产稳定率达到100%以上；
● 大大改善生产过程动态控制性能，各控制指标更加稳定。本项目通过优化后降低关键工艺参数波动标准偏差30%；
● 通过卡边操作，提高产品收率、降低物料消耗，降低能源消耗；装置吨酒精蒸汽能耗降低2%以上；
● 实现精馏操作过程关键指标及时、有效、快速预警；
现场应用
图1 APC系统统运行总貌
图2 关键参数优化效果
随着工业生产过程规模的不断扩大、复杂性不断增加，工业企业对产品质量、节能降耗、增产增效的要求越来越高，APC先进过程控制已成为企业首选的智能控制技术之一。和利时将持续专注用户需求，不断优化自身软件系统，强势助力用户企业安全生产、提质增效、节能减排、转型升级，提升用户企业综合竞争力，助力国家双碳战略。
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