先进控制及预估平台(先进过程控制)

多变量控制与质量估算

横河电机的APC平台是与壳牌（Shell）联合开发的。壳牌是全球能源行业中先进控制技术开发与应用的先驱之一。

我们最新推出的先进控制及预估平台是一套行业先进的解决方案套件，旨在快速部署并维持先进控制应用，从而在整个工厂生命周期内持续创造效益。

设计时

设计时环境为以下工作提供一站式的工作空间：过程数据管理、过程动态建模、处理器与序列设计，以及基于场景的仿真——所有这些均基于先进过程控制部署的良好实践。

设计时与运行时之间的信息无缝共享，使控制工程师能够快速开发复杂的应用。

初步控制器设计

由受控变量（CV）和操纵变量（MV）组成的初步控制矩阵，用于在运行时环境下自动执行工厂阶跃响应测试。

稳健的模型辨识

工厂阶跃响应数据将被导入设计时环境。随后使用多种工具（如不良数据切片、数据钳位和基于规则的清洗等）对数据进行清洗，以进行模型辨识。

借助模型统计数据和指示模型稳健性的信号灯指示，可在宽广的操作范围内辨识多个线性动态模型。支持单个输入/输出对的多个模型元素，以及非线性增益公式。

复杂应用开发

在同一个工作空间内，利用多种类型的处理器（如包含多个子系统的全厂控制器、估算器、实时优化接口和自定义处理器等），即可开发复杂的全厂级应用。

控制模型传递函数支持在线修改。此外，支持切换多个模型元素，以应对具有非线性动态特性的过程。

此外，自定义处理器提供了多功能的计算能力，可使用VB或C#构建自定义计算和/或逻辑。

运行时

运行时环境支持两种运行模式：暂存（Staged，只读）和在线（Live，读写）。并行运行这两种模式，可使控制工程师在将暂存版本切换为在线版本之前，验证所做的修改。

人机界面（HMI）面板采用分层结构设计，便于直观显示过程工况和控制系统状态。操作员和工程师可通过点击图标、导航树和面包屑导航，快速便捷地获取相关信息。

自动阶跃测试

自动阶跃测试可基于初步控制器设计，自动启动工厂阶跃响应测试。工厂阶跃响应数据将存储在嵌入式历史数据库（Historian）中。

平铺式趋势图有助于验证过程响应，以支持动态模型辨识。

带关键绩效指标（KPI）面板的新型人机界面

人机界面采用带有健康状态指示的新型关键绩效指标面板，改善了与操作员和控制工程师的交互体验。

人机界面面板通过变量集进行定义，旨在将变量战略性地组织为相关组。它集成了强大的趋势分析工具和动态关系面板，以支持日常操作和应用维护——这对于超大型应用尤为重要。

在线整定

在将应用投入在线主动控制之前，在线整定功能支持控制工程师利用实时过程数据，验证集成的估算器模型和控制器整定参数。

灵活的控制器整定结合全面的仿真，使工程师能够并行测试不同工况下的整个运行时应用。

引入全新概念“最佳性能值（BPV）”：BPV被定义为在不可行情况下被控变量（CV）最期望的运行点。控制器会优化MV的动作计划，以减缓CV偏离其BPV的速度——从而为控制器带来卓越的瞬态动态性能。

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在与客户共创价值的过程中培育的优良技术和解决方案，它涵盖了横河电机IA产品、服务和解决方案整个范围。该品牌包含以下七大类：OpreX信息、OpreX控制、OpreX测量、OpreX咨询、OpreX执行、OpreX生命周期和OpreX集成解决方案。作为 OpreX信息类别下的解决方案，先进控制及预估平台能够在企业的各项活动中（从生产到供应链优化，以及风险与业务管理）实现稳健的运营。

借助该品牌，横河电机将提供综合解决方案，以满足客户的特定需求，并支持客户实现业务转型与增长。

先进调节控制

先进调节控制（ARC）是经过现场验证、用户友好且开箱即用的标准功能库，旨在稳定基础层控制。它可与多变量优化控制和稳健的质量估算功能结合使用，以实现预期的控制与运行目标。

壳牌缓冲容量控制（SSVC）

SSVC旨在充分利用工厂现有的缓冲容量，以实现更稳定的运行。SSVC模块可将缓冲容器的液位控制在指定范围内，同时尽可能减小进入或流出该容器的流量波动。该算法不仅适用于单个缓冲容量控制，还适用于缓冲容量级联的情况（如精馏塔级联）。该算法会利用无大扰动的时段，将液位恢复至理想设定值，从而为吸收下一次大扰动储备足够的容量。

加热炉炉管流量均衡（BALANCE）

BALANCE模块旨在将多管程加热炉中各炉管吸收的热能进行均匀分配。BALANCE模块通过向热回收率较高的炉管分配更多流量，并平衡各炉管的出口温度，从而提高加热炉的整体效率。每个BALANCE模块最多可管理两台加热炉，每台加热炉最多包含两个炉膛/燃烧室。每个炉膛最多可包含16个炉管（盘管），每根炉管最多可采集5个管壁温度读数。此外，BALANCE模块还能管理加热炉的总流量，是加热炉管理的得力工具。

测量验证与比较（MVC）

MVC算法旨在对同一过程输出变量的两个现场测量值进行验证与比较。当这两个测量值之间的偏差超过参考值时，系统会持续累积该偏差；当累积值超过设定的上限时，系统便会触发报警。

高级监控与诊断

高级监控与诊断功能旨在维持并提升先进过程控制（APC）应用及基础层控制回路的性能。

分层性能监控

• 在分层性能监控中，Web查看器提供了一个基于浏览器的监控与报告界面，用于访问在线数据库。
• 监控视图会按照日期、控制性能和操作员干预情况，针对所选资产类型及自定义的资产层级结构，对信息和数据进行汇总。
• Web属性页面支持从层级结构的顶层到底层（或反向）进行导航。此外，Web属性页面还能提供从位置配置到单个标签（Tag）的所有数据项的属性信息。

报告

• 实时报告工具利用当前数据，突出显示基础层或高级控制回路中需要操作员立即处理的“表现不佳的回路”。
• 管理层报告利用优选层级结构中的资产，对整个工厂/厂区的性能进行总结。
• 针对每种监控类型的上报报告均可进行自定义。
• 报告可通过电子邮件发送、打印，或导出为Excel文件以供使用。

交互式性能分析

离线诊断工具采用统计学方法提取关键的控制性能信息，并提供交互式分析界面，以帮助找出控制问题的根本原因。

• 利润变量计算
• 效益预测
• 响应测试
• 受控变量误差分解
• 自由度分析
• 约束条件分析
• PID整定功能