El control multivariable sempre s'explica utilitzant una terminologia molt complexa que inclou conceptes com ara models de processos detallats, optimització-en temps real i matemàtiques de matrius. Això vol dir que poques persones que no siguin els enginyers de control avançat de processos (APC) ho entenen. Una millor comprensió del control multivariable en les operacions de processos industrials ha portat més persones al negoci de l'automatització de processos, alhora que aporta beneficis operatius, com ara oportunitat, coherència i menys alarmes.
Popularització del coneixement ARC
Moltes persones implicades en projectes poden estar en un estat de confusió, sovint acceptant projectes d'APC sense entendre completament els objectius, els beneficis, els impactes i les taxes d'èxit. A més, aquesta situació fa que la indústria confiï una vegada més als enginyers d'APC per explicar les moltes mancances inesperades d'APC, com ara costos elevats, cicles de vida curts i costos de manteniment més elevats, que en la majoria dels casos no s'han explicat de manera satisfactòria.
Amb gairebé 40 anys d'experiència amb el control multivariable, ha sorgit una comprensió més intuïtiva i qualitativa del control multivariable i el seu paper en les operacions industrials. Això pot tenir diversos efectes beneficiosos sobre l'APC i l'automatització de processos, incloses eines de programari més senzilles i potents, aplicacions millor definides i una major implicació de totes les parts interessades.
Què és el control multivariant?
El control multivariable es pot definir com l'automatització dels ajustos de la consigna i de la sortida del controlador de bucle únic-que, d'altra manera, es deixarien a l'equip d'operacions per dur a terme manualment. Si el personal d'operacions realitza els ajustos del punt de consigna i de la sortida durant el cicle de treball, es tracta d'un control multivariable manual. Les tècniques de control multivariable automàtic, com ara el control predictiu del model (MPC) o el control multivariable lliure del model-, automatitzen aquesta tasca.
El control multivariable automàtic (o multivariable de-bucle tancat) ofereix els mateixos avantatges que els controls de bucle tancat-individuals, com ara més oportunitat i coherència, menys alarmes i excedències de límits i una millor optimització. Sovint es tradueix en millores operatives importants i beneficis econòmics.
Paper en les operacions de procés
El paper del control multivariable en les operacions industrials es pot entendre com la diferència entre el control multivariable automatitzat i el control multivariable manual. El control multivariable manual sempre ha existit a la indústria perquè gairebé totes les operacions de procés són una proposta de control multivariable. Només cal que pregunteu a qualsevol persona d'operacions i ho veureu.
El control multivariable automàtic automatitza o assumeix la tasca d'ajustar la consigna i la sortida per al grup associat de controladors. Normalment, això comporta ajustos més coherents i oportuns, menys alarmes i límits superats i més optimització. Aquests avantatges també es poden entendre com a inherents al control de-bucle tancat versus control de-bucle obert. En l'àmbit del control de bucle únic-, aquests avantatges sempre han estat fàcils d'entendre i, de fet, això també s'aplica al control multivariable.
El diagrama de restriccions tradicional il·lustra les seves diferències. Amb el control multivariable manual, l'operador pot mantenir una quantitat adequada de buffer o marge d'error entre l'operació en curs i els límits en cas de canvis inesperats o pertorbacions en el procés. El buffer normalment es tradueix en pèrdues econòmiques relatives a una operació totalment optimitzada.
En els manuals, si es produeix un canvi o una pertorbació inesperada del procés, l'operador manté un buffer o un marge d'error entre l'operació en curs i els límits de restricció. El buffer normalment es tradueix en pèrdues econòmiques relatives a una operació totalment optimitzada.
Utilitzant un control multivariable de bucle{0}}automàtic o tancat, les operacions es poden mantenir més a prop dels límits reals i les zones d'amortiment es poden utilitzar com a avantatge de control avançat. Això és possible perquè el control multivariable significa que es pot confiar en les respostes automàtiques per actuar quan canvien les condicions del procés. De la mateixa manera, el control multivariable pot retrocedir automàticament dins dels límits de restricció, la qual cosa permet obtenir majors beneficis perquè pot operar en ambdues direccions.
Les aplicacions de control multivariable romanen "sota el radar" del paradigma MPC de matriu gran convencional perquè l'elevat cost de MPC no s'ha justificat amb èxit i és massa gran per a les limitacions del Control Regulatori Avançat (ARC).
L'exemple "Radar de baixa altitud" mostra una aplicació de control multivariant que ha estat "sota el radar" de MPC. Mostra el nombre d'intervencions realitzades per l'operador a la consola en resposta a un canvi de consigna, sortida o mode en un període de temps determinat. Mostra els 25 pitjors "rols", és a dir, aquells controladors que requereixen més intervenció de l'operador. Aquest és un gràfic fàcil de dibuixar per a qualsevol consola de sistema de control modern.
Les mètriques efectives proporcionen mesures significatives que visualitzen el progrés al llarg del temps. La indústria ha estat descuidant mètriques que poden justificar controls multivariables automatitzats? Els 25 pitjors controladors (els que requereixen la intervenció del personal més operativa) es poden traçar fàcilment per a qualsevol consola de sistema de control modern.
Microgestió APC
Sens dubte, la majoria d'aquestes intervencions representen escenaris de control multivariable manual, on l'equip d'operacions es veu desbordat amb la microgestió del grup de controladors en qüestió.
L'objectiu del control multivariant és automatitzar l'esquema de control multivariant manual i tancar el bucle multivariant alhora que es redueix el nombre de variables.
Falten mètriques APC
Recentment, el sector ha adoptat pràctiques recomanades similars almenys dues vegades - per gestionar manualment bucles (a més dels bucles multivariants manuals dels quals estem parlant ara) i per gestionar alarmes per a "funcions dolentes" (a més dels rols dolents de què parlem ara que requereixen una intervenció freqüent del personal d'operacions). rols).
Els bucles multivariants manuals i les intervencions freqüents del personal d'operacions tenen una sèrie de conseqüències indesitjables, com ara més alarmes i superació de límits, i menys enfocament i optimització per part del personal d'operacions en tasques de -nivell superior. Les intervencions manuals solen ser inconsistents, inoportunes i sub-òptimes.
Les mètriques efectives proporcionen mètriques significatives que visualitzen el progrés al llarg del temps. La figura 2 compleix aquests criteris i reflecteix els aspectes fonamentals de l'automatització de processos amb èxit i la qualitat de les operacions de la consola. La indústria passa per alt aquesta mètrica natural i potencialment important?