1[2].MES功能模塊簡(jiǎn)述053-13

1、MES功能模塊簡(jiǎn)介目 錄1. 生產(chǎn)過(guò)程信息集成管理系統(tǒng)2. 生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)成本控制3. 生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度4. 質(zhì)量分析與統(tǒng)計(jì)過(guò)程監(jiān)控SPC5. 設(shè)備維修管理6. 物料跟蹤控制與管理7. 生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)模擬與優(yōu)化8. APC9. 軟測(cè)量10. 控制系統(tǒng)性能評(píng)估11. R2R12. 生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)態(tài)優(yōu)化13. 數(shù)據(jù)校正MES功能模塊簡(jiǎn)介1. 生產(chǎn)過(guò)程信息集成管理系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程信息集成管理系統(tǒng)是整個(gè)MES系統(tǒng)的基石，其他功能模塊均建立在此基石上。它的實(shí)施既為生產(chǎn)部門提供了實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及顯示，又為其他功能模塊的實(shí)施提供了數(shù)據(jù)保證。一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)過(guò)程信息管理系統(tǒng)可分為兩層，其一為信息層，它是以相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源采集

2、的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行信息集成，形成相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它的核心是由實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成，其中實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)DCS和PLC等上來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)，譬如組分分析等手工錄入數(shù)據(jù)。其二為功能層，以信息層所提供的相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，根據(jù)管理處室和公司領(lǐng)導(dǎo)的要求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，在此基礎(chǔ)上為有關(guān)編程人員（包括企業(yè)本身的編程人員）提供對(duì)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析工具。利用這些工具，再結(jié)合焦化的實(shí)際情況，他們就可以為企業(yè)的各個(gè)部門提供各種生產(chǎn)報(bào)表（主要是基礎(chǔ)報(bào)表）、趨勢(shì)分析、報(bào)警管理等，根據(jù)這些報(bào)表、趨勢(shì)以及報(bào)警還可以形成班組考核，當(dāng)然還必須提供WEB發(fā)布功能

3、。焦化目前的現(xiàn)狀是：基礎(chǔ)報(bào)表做了不少，但這些報(bào)表數(shù)據(jù)基本上來(lái)自靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，完全來(lái)自實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成的報(bào)表目前只有一個(gè)，綜合報(bào)表做得很少（現(xiàn)在正在做），班組考核以及專門的WEB發(fā)布沒(méi)有做，也沒(méi)有系統(tǒng)的報(bào)警管理。2. 生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)成本控制生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)成本控制技術(shù)是從公司整個(gè)生產(chǎn)物料流程全局優(yōu)化目標(biāo)出發(fā)；周密考慮并應(yīng)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)組成部分相互之間的制約關(guān)系；定量地實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化。及時(shí)、精確的生產(chǎn)成本核算信息對(duì)于生產(chǎn)管理來(lái)說(shuō)是最重要的考核依據(jù)和指導(dǎo)信息。生產(chǎn)成本核算模塊通過(guò)加強(qiáng)成本計(jì)算能力、收集和發(fā)布核算信息的能力來(lái)改善成本核算；進(jìn)而改善企業(yè)的生產(chǎn)管理。 系統(tǒng)支持靈活的生產(chǎn)成本

4、核算體系；允許用戶自定義核算報(bào)表和公式。該模塊與直接進(jìn)行生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理的其它系統(tǒng)緊密集成；在業(yè)務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完整的條件下；按照用戶指定的時(shí)間段進(jìn)行成本核算；最大限度地滿足用戶對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行績(jī)效考核的要求。主要系統(tǒng)功能模塊包括如下：u 生產(chǎn)成本管理：對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行生產(chǎn)成本預(yù)報(bào)、分析；對(duì)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)成本進(jìn)行核算與跟蹤；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程成本的關(guān)聯(lián)價(jià)值評(píng)估與控制；從而保證價(jià)值流的優(yōu)化。1) 提供各部門生產(chǎn)成本信息（總量、比例）。2) 提供生產(chǎn)成本的部門成本報(bào)告；成本分析報(bào)告。3) 提供成本項(xiàng)目生產(chǎn)成本信息（總量、比例）。4) 提供生產(chǎn)成本的資源消耗報(bào)告。5) 建立相關(guān)配套預(yù)算體系。6) 根據(jù)歷史資料或是設(shè)定預(yù)

5、算數(shù)據(jù)；進(jìn)行預(yù)算執(zhí)行情況分析。7) 提供預(yù)算報(bào)告；預(yù)算執(zhí)行報(bào)告。8) 根據(jù)歷史資料；提供后期預(yù)算建議報(bào)告。u 實(shí)時(shí)生產(chǎn)成本1) 提供實(shí)時(shí)生產(chǎn)成本。2) 分設(shè)備核算提供每種產(chǎn)品生產(chǎn)成本。3) 提供每種產(chǎn)品變動(dòng)生產(chǎn)成本信息。單位變動(dòng)成本信息對(duì)于產(chǎn)品定價(jià)有重要的指導(dǎo)意義?，F(xiàn)已完成第一階段：以煤氣生產(chǎn)為優(yōu)化對(duì)象；將各氣源成本作為參數(shù)；對(duì)煤氣成本最小尋優(yōu)。在此基礎(chǔ)上已經(jīng)開始進(jìn)行的第二階段；將擴(kuò)大優(yōu)化范圍；增加空分、Texaco、甲醇、CO和蒸汽。由成本最小改為利潤(rùn)最大。在優(yōu)化邊界內(nèi)；利用間接消耗系數(shù)和完全消耗系數(shù)使物料流程全局優(yōu)化；避免了攤派等情況的發(fā)生；優(yōu)化結(jié)果大為改善。3. 生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度

6、匯總了調(diào)度工作所需的各種信息；是生產(chǎn)調(diào)度人員的一個(gè)信息工具。通過(guò)建立生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度模型，也可通過(guò)流程模擬技術(shù)，為制定生產(chǎn)方案、確定物料平衡關(guān)系和能量需求關(guān)系提供支持；從而滿足制定多生產(chǎn)方案、生產(chǎn)不同產(chǎn)品的需要。其目的是制定生產(chǎn)計(jì)劃；監(jiān)視、協(xié)調(diào)、管理生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程。并保證生產(chǎn)中的各種資源處在最佳使用狀態(tài)；滿足生產(chǎn)不同產(chǎn)品的需求。4. 質(zhì)量分析與統(tǒng)計(jì)過(guò)程監(jiān)控SPCSPC對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中與質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)；并對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的計(jì)算機(jī)管理。其主要功能是對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、查詢、打??；進(jìn)行合格、不合格項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)。期望通過(guò)生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析來(lái)揭示、反映過(guò)程的內(nèi)在變化；為提高產(chǎn)品質(zhì)量提供

7、有用信息；從而把數(shù)據(jù)資源的擁有優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)效益和產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。1） 工況（過(guò)程）監(jiān)測(cè)（1） 意義工況監(jiān)測(cè)（Process Monitoring）是指依據(jù)所能獲得的各種測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)分析和判斷生產(chǎn)工況是否正常，并能預(yù)測(cè)不正常工況的出現(xiàn)，同時(shí)找出原因，提出對(duì)策。出現(xiàn)不正常工況的原因有：l 過(guò)程設(shè)備和控制器件的故障l 出現(xiàn)特大的擾動(dòng)l 人為的誤操作工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)?，只有生產(chǎn)的安全可靠時(shí)，才有可能考慮系統(tǒng)的優(yōu)化，追求更高的經(jīng)濟(jì)效益。（2） 工況監(jiān)測(cè)所用的方法l 過(guò)程故障檢測(cè)與診斷（FDD）技術(shù)l 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）算法l 過(guò)失誤差檢測(cè)和數(shù)據(jù)校正方法（3） 工況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成l 過(guò)

8、程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢測(cè)采集l 過(guò)失誤差檢測(cè)和數(shù)據(jù)校正依據(jù)正確的信息，才能作出正確的判斷。因此，必須對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)失誤差檢測(cè)和數(shù)據(jù)校正。l 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）和過(guò)程故障檢測(cè)與診斷（FDD）為了判定工況是否正常，可以用統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制和過(guò)程故障檢測(cè)與診斷的一些規(guī)則進(jìn)行檢查，并可用過(guò)程故障檢測(cè)與診斷的方法庫(kù)中的軟件進(jìn)行重點(diǎn)分析。用分類劃分得出的是一個(gè)區(qū)域。（4） 作用依據(jù)當(dāng)前的測(cè)量數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，按照各種知識(shí)和規(guī)則，通過(guò)邏輯推理，判定工況是否正常，報(bào)告故障的位置、程度及處理建議，提出保持工況正常并趨向優(yōu)良區(qū)域的建議。2） 過(guò)程監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制功能過(guò)程監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（PM & SPC）是基于

9、生產(chǎn)過(guò)程的歷史數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)方法，如PCA、PLS和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等工具，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)(過(guò)程)性能、工況監(jiān)測(cè)和產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督控制。（1） 過(guò)程性能和產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督控制 是基于生產(chǎn)過(guò)程的歷史數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)方法，如PCA、PLS和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等工具，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)(過(guò)程)性能和產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督控制。（2） 工況（過(guò)程）監(jiān)測(cè)（Process Monitoring） 工況監(jiān)測(cè)是指依據(jù)所能獲得的各種測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)分析和判斷生產(chǎn)工況是否正常，并能預(yù)測(cè)不正常工況的出現(xiàn)，同時(shí)找出原因，提出對(duì)策。（3） 使總調(diào)度室的監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)企業(yè)的管控一體化，而使企業(yè)的管理水平更上一層樓。該系統(tǒng)可將各分廠和生產(chǎn)車間現(xiàn)有的DCS等控制系統(tǒng)與公

10、司局域網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來(lái)。（4） 在總調(diào)度室的上位機(jī)上可以監(jiān)視各個(gè)系統(tǒng)全部流程圖畫面、所有參數(shù)的調(diào)整畫面、趨勢(shì)記錄、報(bào)警狀態(tài)等全部實(shí)時(shí)信息。并且，在總經(jīng)理辦公室、總工辦公室、生產(chǎn)副總經(jīng)理辦公室的計(jì)算機(jī)上也可監(jiān)視全部實(shí)時(shí)信息。這樣，使管理者能夠隨時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀況，為生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)提供更多信息和決策依據(jù)。過(guò)程監(jiān)控是對(duì)調(diào)度結(jié)果的確認(rèn)和監(jiān)督，調(diào)度員能對(duì)生產(chǎn)的物料和能量平衡進(jìn)行監(jiān)督，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化。（5） 該模塊具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，通過(guò)傳統(tǒng)的DDE等通訊方式，可與本機(jī)和其它計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)交換數(shù)據(jù)。同時(shí)，它支持標(biāo)準(zhǔn)的ActiveX、OPC、ODBC技術(shù)。3） 過(guò)程監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（PM

11、 & SPC）的內(nèi)容（1） 過(guò)程監(jiān)測(cè)（PM, Process Monitoring）（2） 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC, Statistical Process Control）（3） 過(guò)程故障檢測(cè)與診斷（FDD, Fault Detection and Diagnosis）（4） 過(guò)失誤差檢測(cè)和數(shù)據(jù)校正（Gross Error Detection & Data Rectification）（5） 控制系統(tǒng)性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)估（Real-Time Monitoring Control & System Evaluation）（6） R2R（Run to Run Control

12、）5. 設(shè)備維修管理MES設(shè)備管理的主要作用是對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行基于狀態(tài)的預(yù)防性設(shè)備維護(hù)，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理與作業(yè)計(jì)劃管理的同步與協(xié)調(diào)，主要采用的是機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)。機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)是七八十年代得到迅速發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)，并形成了一門新興的綜合性應(yīng)用學(xué)科。隨著現(xiàn)代大生產(chǎn)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，設(shè)備的復(fù)雜程度日益提高，如何保證設(shè)備的安全運(yùn)行，已成為一個(gè)十分迫切的問(wèn)題。因此，研究的內(nèi)容是保障設(shè)備安全運(yùn)行的基本措施之一，其診斷技術(shù)能對(duì)設(shè)備故障的發(fā)展做出早期預(yù)報(bào)，對(duì)出現(xiàn)故障的原因做出判斷，提出對(duì)策建議，避免或減少事故的發(fā)生；能改變?cè)O(shè)備的維修體制，從現(xiàn)行的“定期維修”向更合理的“視情維修”

13、轉(zhuǎn)變，降低維修費(fèi)用，確保機(jī)械設(shè)備安全運(yùn)行，推動(dòng)設(shè)備綜合管理，提高設(shè)備管理水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效手段。焦化公司目前關(guān)于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的進(jìn)展情況：已與供應(yīng)商初步接觸，四川省計(jì)算技術(shù)中心（供方）擬于今年4月提出實(shí)施的初步方案和報(bào)價(jià)。今年8月大修先上4#空分（已有Bently測(cè)量元件）空壓機(jī)1套，如成功后則在丙烯壓縮機(jī)、循環(huán)壓縮機(jī)，1#3#空分氧透、新煤氣鼓風(fēng)機(jī)等共約810臺(tái)設(shè)備安裝測(cè)量元件，并投入檢測(cè)系統(tǒng)。第1套（4#空分空壓機(jī)）費(fèi)用：約25萬(wàn)元。全部完工 ：約100萬(wàn)元。本項(xiàng)目設(shè)備維修管理模塊主要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中機(jī)組設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)和故障診斷功能。設(shè)備信息來(lái)源于：根據(jù)安裝在機(jī)

14、組設(shè)備上的探頭監(jiān)測(cè)出的振動(dòng)數(shù)據(jù)，通過(guò)頻譜分析，來(lái)動(dòng)態(tài)顯示并保存設(shè)備的故障信息。主要分析方法：時(shí)域波性、頻譜、軸心軌跡合成與分解、波特圖、瀑布圖、二維全息譜、小波分析、Winger分布、譜比較、軌跡趨勢(shì)等多種常規(guī)及現(xiàn)代分析方法。主要功能：根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析診斷結(jié)果，采用B/S模式，可在線隨時(shí)顯示機(jī)組的動(dòng)態(tài)故障信息。顯示機(jī)組的三維設(shè)備模型，以及設(shè)備的主要信息（包括：設(shè)備名稱、編號(hào)、運(yùn)行狀態(tài)、檢修信息等。）。6. 物料跟蹤控制與管理7. 生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)模擬與優(yōu)化借助于計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力；用數(shù)學(xué)模型代替實(shí)際生產(chǎn)裝置現(xiàn)場(chǎng)；模擬生產(chǎn)過(guò)程；用于生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化分析。主要功能u 人員培訓(xùn)實(shí)現(xiàn)有關(guān)的操作人員培訓(xùn)

15、、水準(zhǔn)認(rèn)證與職業(yè)技能鑒定等工作；u 工藝流程模擬與優(yōu)化進(jìn)行工藝過(guò)程、過(guò)程操作研究與確認(rèn)；u 控制參數(shù)仿真研究進(jìn)行對(duì)DCS系統(tǒng)控制參數(shù)的確認(rèn)和檢查；u 在線診斷可以對(duì)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線仿真研究；通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)校正動(dòng)態(tài)模型的精度；從而使該系統(tǒng)能直接用于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程研究；如可以以此發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的瓶頸所在等。8. APC先進(jìn)過(guò)程控制先進(jìn)過(guò)程控制APC；是利用先進(jìn)控制算法；如模型預(yù)測(cè)控制、自整定PID等；跟蹤生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)態(tài)優(yōu)化計(jì)算出的生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)態(tài)操作點(diǎn)；抑制過(guò)程中的干擾；保證生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)最優(yōu)化；并在卡邊操作時(shí)；實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)；如產(chǎn)量、能耗等指標(biāo)。主要功能u 預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)模型具有展示系統(tǒng)未來(lái)動(dòng)態(tài)行

16、為的功能。因此；可以利用預(yù)測(cè)模型為預(yù)測(cè)控制進(jìn)行優(yōu)化提供先驗(yàn)知識(shí)；從而決定采用何種控制輸入；使未來(lái)時(shí)刻被控對(duì)象的輸出變化符合預(yù)期的目標(biāo)。u 滾動(dòng)優(yōu)化先進(jìn)控制算法是通過(guò)某一性能指標(biāo)的最優(yōu)來(lái)確定未來(lái)的控制作用；這一性能指標(biāo)涉及到系統(tǒng)未來(lái)的行為；例如；通?？扇?duì)象輸出在未來(lái)的采樣點(diǎn)上跟蹤某一期望軌跡的方差最小等。但也可取更廣泛的形式；例如要求控制能量為最小而同時(shí)保持輸出在某一給定范圍內(nèi)等等。性能指標(biāo)中涉及到的系統(tǒng)未來(lái)的行為；是根據(jù)預(yù)測(cè)模型由未來(lái)的控制策略決定的。u 反饋校正過(guò)程控制算法采用的預(yù)測(cè)模型通常只能粗略描述對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性；由于實(shí)際系統(tǒng)中存在的非線性、時(shí)變、模型失配、干擾等因素；基于固定預(yù)測(cè)模型

17、的預(yù)測(cè)無(wú)法做到與實(shí)際情況完全相同；因此；反饋策略是必不可少的。滾動(dòng)優(yōu)化只有建立在反饋校正的基礎(chǔ)上；才能體現(xiàn)出它的優(yōu)越性。因此；預(yù)測(cè)控制算法在通過(guò)優(yōu)化確定了一系列未來(lái)的控制作用后；為了防止模型失配或環(huán)境干擾引起控制對(duì)理想狀態(tài)的偏離；并不是把這些控制作用逐一全部實(shí)施；而只是實(shí)現(xiàn)本時(shí)刻的控制作用。到下一采樣時(shí)刻；首先監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際輸出；并通過(guò)各種反饋策略；修正預(yù)測(cè)模型或加以補(bǔ)償；然后再進(jìn)行新的優(yōu)化。u 模型測(cè)量為了獲取預(yù)測(cè)模型；必須在實(shí)際生產(chǎn)裝置上測(cè)量模型。一般情況下；在不違反生產(chǎn)正常操作的原則下；根據(jù)先進(jìn)控制的具體算法；測(cè)量過(guò)程模型；如階越響應(yīng)模型或脈沖響應(yīng)模型。并需對(duì)獲取的模型；進(jìn)行離線數(shù)據(jù)校正

18、等工作；以獲取真實(shí)模型。u 離線仿真由于先進(jìn)控制算法的可調(diào)參數(shù)比較多；且為了保證投運(yùn)時(shí)無(wú)擾動(dòng)切換；盡量不影響現(xiàn)有生產(chǎn)過(guò)程該算法；在系統(tǒng)投運(yùn)前；必須針對(duì)獲取的實(shí)際模型做離線仿真；調(diào)整控制參數(shù)。u 在線調(diào)試在離線仿真的基礎(chǔ)上；投運(yùn)先進(jìn)控制系統(tǒng)；在投運(yùn)時(shí)；必須無(wú)擾動(dòng)切換；并在投運(yùn)過(guò)程中；在線調(diào)整控制參數(shù)。9. 軟測(cè)量對(duì)能夠在線檢測(cè)的重要過(guò)程變量；采用軟測(cè)量技術(shù)提供檢測(cè)冗余；可以大幅度提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精度和可靠性；也減小了測(cè)量滯后對(duì)控制的負(fù)面影響；用軟測(cè)量值來(lái)診斷儀表故障并在儀表出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)取代儀表輸出值作為反饋信號(hào)；可以大大提高控制系統(tǒng)的可靠性；高精度的軟測(cè)量可以節(jié)省昂貴的硬件設(shè)備費(fèi)用。主要功能u

19、二次變量選擇二次變量選擇針對(duì)特定的生產(chǎn)過(guò)程和選定的主導(dǎo)變量；如何確定其對(duì)應(yīng)的輔助變量。二次變量選擇包括變量類型、變量數(shù)目、檢測(cè)點(diǎn)位置的選擇。u 數(shù)據(jù)預(yù)處理輸入數(shù)據(jù)的正確性和可靠性關(guān)系到軟測(cè)量的精度；而任一數(shù)據(jù)的失效都會(huì)導(dǎo)致整體性能的大幅度下降；因此對(duì)輸入數(shù)據(jù)處理十分重要。輸入數(shù)據(jù)處理包含兩個(gè)方面；即換算（scaling） 和數(shù)據(jù)校正（data rectification）。u 軟測(cè)量模型建立軟測(cè)量建模是軟測(cè)量技術(shù)的核心；它不同于一般意義下的數(shù)學(xué)模型；強(qiáng)調(diào)的是通過(guò)二次變量來(lái)獲取對(duì)主導(dǎo)變量的最佳估計(jì)。如：1) 機(jī)理建模2) 基于對(duì)象數(shù)學(xué)模型的方法3) 基于回歸分析的方法4) 基于模式識(shí)別的方法5)

20、 基于計(jì)算智能的方法6) 混合建模u 模型校正10. 控制系統(tǒng)性能評(píng)估隨著設(shè)備的老化和生產(chǎn)條件的變化；控制器的性能可能會(huì)嚴(yán)重惡化；影響整個(gè)DCS系統(tǒng)的運(yùn)行。控制回路性能評(píng)估（Control Loop Performance Assessment）就是利用回路的例行運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)獲取回路的控制性能信息；判斷控制器是否運(yùn)行在期望的控制特性上；是否存在過(guò)調(diào)或欠調(diào)等問(wèn)題；以及確定其進(jìn)一步改善的潛力有多大；從而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制、監(jiān)視和維護(hù)；以及控制器的診斷和改造提供指導(dǎo)性信息。主要功能u 最小方差基準(zhǔn)(Minimal variance benchmark)及方差分析主要運(yùn)用控制回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)和先驗(yàn)的遲后時(shí)間

21、常數(shù)來(lái)確定DCS控制回路所能達(dá)到的輸出方差的絕對(duì)下界。u 離散傅里葉變換將離散時(shí)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻域數(shù)據(jù)；用于控制回路信號(hào)的功率譜分析。u 譜分析技術(shù)(Spectral techniques)通過(guò)比較控制回路的實(shí)際輸出信號(hào)的功率譜與其最小方差基準(zhǔn)譜；確定回路控制器的過(guò)調(diào)（over-tuned）或欠調(diào)（under-tuned）。u 測(cè)量信號(hào)的相關(guān)性分析用于完成控制回路的各測(cè)量信號(hào)的相關(guān)性分析與檢驗(yàn)。u 控制回路的故障檢測(cè)與診斷用于分析控制回路性能惡化的原因；確定是控制器的問(wèn)題；還是回路設(shè)備問(wèn)題；如設(shè)備老化、粘閥等。11. 迭代學(xué)習(xí)控制R2R學(xué)習(xí)控制是智能控制的重要組成部分，其通過(guò)與控制對(duì)象和環(huán)境的交

22、互作用，根據(jù)過(guò)去獲得的經(jīng)驗(yàn)信息，在控制過(guò)程中不斷完善自己，逐步改進(jìn)自身的未來(lái)性能，以使控制效果越來(lái)越好。作為學(xué)習(xí)控制的一個(gè)重要分支，迭代學(xué)習(xí)控制以極為簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)算法，在給定的時(shí)間區(qū)間上實(shí)現(xiàn)未知被控對(duì)象以任意精度跟蹤一給定的期望軌跡這樣一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題12。由于其在運(yùn)行過(guò)程中不需要辯識(shí)系統(tǒng)的參數(shù)及其算法結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性，使得它自提出以后就受到了許多學(xué)者的關(guān)注并已取得了一系列研究成果。例如，在中藥生產(chǎn)過(guò)程中提取工段，采用魯棒性強(qiáng)且易于實(shí)施的迭代學(xué)習(xí)控制策略，以較低的開發(fā)成本，在提取工段實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)控制，取得了良好的控制效果，提高了中藥提取率，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。影響提取工段過(guò)程的主要參數(shù)很多，包括溫度、蒸汽壓力、物料液位、罐內(nèi)壓力。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)