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摘 要：新时期下，精细化工过程控制要采用先进技术，改善综合自动化控制水平偏低的现状，推进精细化工过程控制技术步入新的发展阶段。本文分析了精细化工生产控制需求，提出了精细化工过程控制技术发展动向，期望对促进精细化工行业转型发展有所帮助。
关键词：精细化工;过程控制技术;集成控制;智能化
精细化工是以高新技术为支撑，生产附加价值高且具备特定功能产品的化工行业。随着我国经济社会发展对精细化工产品需求量的扩增，为精细化工行业发展迎来了崭新机遇。但是，传统的精细化工生产模式已经难以适应批量化生产、精准控制、快速交货、产品更新的需求，必须引入先进的技术手段，实现精细化过程控制系统的创新发展，提高精细化工过程控制的集成化、柔性化、自动化、智能化水平。
1精细化工生产控制需求分析
1.1柔性生产控制需求
精细化工产品具备种类繁琐、生产批量小、更新换代快、市场寿命短等特点，在生产过程中需要采用更加高效的生产工艺，提高生产速度，增强生产装置的灵活性和通用性，满足市场对化工产品的需求变化[1]。这就要求精细化工必须运用先进的数据采集手段，研究和开发控制系统，借助计算机集成控制批量生产配方，便于迎合市场需求快速开发设计适应性产品，建立起相应的工艺流程和标准化生产程序，实现柔性生产。
1.2先进控制策略需求
精细化工生产采用间歇式生产或者半连续式生产模式完成批次生产任务，每一批次生产都需要重新投入物料，重新设定工艺参数，使得生产过程工况呈现出动态化的特点。同时，精细化工产品的纯度越高，附加值越大，需要采用更加精密的生产工序，并且生产过程具有不可逆性、操作约束条件多的特点，增加了精细化工生产控制难度。为满足精细化工工艺不断改良的需求，必須采用迭代学习控制、人工智能控制等先进控制策略适应精细化工生产发展需要。
1.3实时化集成控制需求
精细化工生产工艺流程繁杂，操作步骤多，在生产中需要经历多种化学反应，同步产生主产物和多种副产物，而副产物可能是有毒有害物质，必须进行特殊处理[2]。同时，精细化工的工艺介质相态多样，在生产过程中若出现操作失误，不仅会导致化工产品质量不合格，甚至会酿成生产安全事故。为解决上述问题，要求精细化工必须集成控制生产过程，连续测量生产数据，实现对生产过程的实时管控。
2精细化工过程控制技术的发展动向
基于上述精细化工生产控制需求变化，精细化工过程控制技术要向集成化、自动化、实时化、智能化控制技术过渡，促进精细化工产业高质量发展。
2.1集成控制技术
精细化工过程控制采用集成控制策略，综合考虑生产过程中的各项技术指标、经济指标、安全指标，按照生产工艺流程执行离散控制、顺序控制、调节控制、程序控制、安全保护控制等多种控制方式，将所有控制集成到统一的控制系统之中，形成一体化的过程控制体系。如，精细化工过程控制引入计算机技术、总线式模块以及组态监控软件，实时采集和监控精细化工生产信息;精细化工过程控制采用可编程控制器、通信技术和触摸屏操控技术，可视化展示各生产单元的控制信息，满足控制信息集成管理的需求。
2.2自动生产控制技术
在精细化工间歇生产过程中，要采用柔性生产控制系统，根据生产计划和生产品种的变化，及时调整生产控制配方，实现精细化工产品的自动化批量生产控制。从未来发展动向上来看，精细化工企业既可以直接引入I/A Batch、Simatic Batch商品化控制配方软件，也可以基于当前控制系统进行改良，构建自动批量生产控制系统。如，精细化工企业在分散控制系统上采用结构化编程语言、连续控制功能图，或者在PLC系统上采用梯形图编程语言开发批量生产控制配方，满足间歇生产过程的批量生产控制[3]。
2.3实时统计过程控制技术
精细化工生产采用统计过程控制（SPC）方法，通过数理统计分析对生产过程进行评价，及时发现生产过程中的异常数据，制定有效应对策略，以保证精细化工生产始终处于受控状态。精细化工采用SPC建立起过程实时数据库，在数据挖掘中运用多变量统计过程控制技术，能够满足生产运行状况数据的在线实时监测需求。从精细化工过程控制发展动态来看，综合性统计过程控制在精细化工工况监控、复杂工艺参数测量、生产环节监测、产品质量检测、故障诊断等方面具有广阔的应用空间。如，精细化工在过程控制系统开发SPC模块，结合采用PCA和PLS方法开发多变量统计控制功能，能够从历史生产批次中建立起最佳生产工艺模型，设置报警线，实时监控精细化工产品生产过程和产品质量[4]。
2.4智能化生产控制技术
在数字化、网络化时代下，精细化工即将步入以分散智能和全局协同优化为特征的智能过程控制阶段，推进精细化工生产转型发展。如，精细化工领域引入数字化设计的生产设备，借助仿真软件平台全面优化生产流程，提高生产设备运行效率，实现生产设备过程控制;精细化工引入在线分析技术，包括拉曼光谱检测技术、近红外光谱检测技术等技术，对生产产品质量、有害物质排放进行检测分析，实现对精细化工生产过程的智能化控制，不断提高生产工艺水平;在精细化工过程控制中，采用迭代学习优化控制策略的自学习特性，跟踪控制生产工艺参数运行轨迹，利用总结的控制经验和输出误差对当前控制系统参数进行修正，不断优化生产控制过程，动态监控和改进精细化工生产状态。
3结论
综上所述，精细化工企业要结合批量小、品种多、产品更新换代快、工艺流程复杂、安全性要求高等生产特点，引入先进的科学技术，优化改良传统过程控制系统的不足，推进精细化工生产过程控制向自动化控制、集成化控制、智能化控制方向发展，不断提高精细化工过程控制水平，助力精细化工行业转型发展。
参考文献：
[1]董瑞华.精细化工过程控制技术的发展动向[J].化工管理，2017（3）：98-98.
[2]顾帅帅.探究精细化工过程控制安全技术的发展动向[J].军民两用技术与产品，2018（6）：232-232.
[3]吴震.精细化工生产过程控制系统分析与设计[J].化工设计通讯，2020（7）：189-189，194.
[4]袁庆，康光禄.精细化工过程控制技术的发展动向[J].化工设计通讯，2017（43）：164-165.
（江苏中丹化工技术有限公司，江苏 泰兴 225400）
关键词：精细化工;过程控制技术;集成控制;智能化
精细化工是以高新技术为支撑，生产附加价值高且具备特定功能产品的化工行业。随着我国经济社会发展对精细化工产品需求量的扩增，为精细化工行业发展迎来了崭新机遇。但是，传统的精细化工生产模式已经难以适应批量化生产、精准控制、快速交货、产品更新的需求，必须引入先进的技术手段，实现精细化过程控制系统的创新发展，提高精细化工过程控制的集成化、柔性化、自动化、智能化水平。
1精细化工生产控制需求分析
1.1柔性生产控制需求
精细化工产品具备种类繁琐、生产批量小、更新换代快、市场寿命短等特点，在生产过程中需要采用更加高效的生产工艺，提高生产速度，增强生产装置的灵活性和通用性，满足市场对化工产品的需求变化[1]。这就要求精细化工必须运用先进的数据采集手段，研究和开发控制系统，借助计算机集成控制批量生产配方，便于迎合市场需求快速开发设计适应性产品，建立起相应的工艺流程和标准化生产程序，实现柔性生产。
1.2先进控制策略需求
精细化工生产采用间歇式生产或者半连续式生产模式完成批次生产任务，每一批次生产都需要重新投入物料，重新设定工艺参数，使得生产过程工况呈现出动态化的特点。同时，精细化工产品的纯度越高，附加值越大，需要采用更加精密的生产工序，并且生产过程具有不可逆性、操作约束条件多的特点，增加了精细化工生产控制难度。为满足精细化工工艺不断改良的需求，必須采用迭代学习控制、人工智能控制等先进控制策略适应精细化工生产发展需要。
1.3实时化集成控制需求
精细化工生产工艺流程繁杂，操作步骤多，在生产中需要经历多种化学反应，同步产生主产物和多种副产物，而副产物可能是有毒有害物质，必须进行特殊处理[2]。同时，精细化工的工艺介质相态多样，在生产过程中若出现操作失误，不仅会导致化工产品质量不合格，甚至会酿成生产安全事故。为解决上述问题，要求精细化工必须集成控制生产过程，连续测量生产数据，实现对生产过程的实时管控。
2精细化工过程控制技术的发展动向
基于上述精细化工生产控制需求变化，精细化工过程控制技术要向集成化、自动化、实时化、智能化控制技术过渡，促进精细化工产业高质量发展。
2.1集成控制技术
精细化工过程控制采用集成控制策略，综合考虑生产过程中的各项技术指标、经济指标、安全指标，按照生产工艺流程执行离散控制、顺序控制、调节控制、程序控制、安全保护控制等多种控制方式，将所有控制集成到统一的控制系统之中，形成一体化的过程控制体系。如，精细化工过程控制引入计算机技术、总线式模块以及组态监控软件，实时采集和监控精细化工生产信息;精细化工过程控制采用可编程控制器、通信技术和触摸屏操控技术，可视化展示各生产单元的控制信息，满足控制信息集成管理的需求。
2.2自动生产控制技术
在精细化工间歇生产过程中，要采用柔性生产控制系统，根据生产计划和生产品种的变化，及时调整生产控制配方，实现精细化工产品的自动化批量生产控制。从未来发展动向上来看，精细化工企业既可以直接引入I/A Batch、Simatic Batch商品化控制配方软件，也可以基于当前控制系统进行改良，构建自动批量生产控制系统。如，精细化工企业在分散控制系统上采用结构化编程语言、连续控制功能图，或者在PLC系统上采用梯形图编程语言开发批量生产控制配方，满足间歇生产过程的批量生产控制[3]。
2.3实时统计过程控制技术
精细化工生产采用统计过程控制（SPC）方法，通过数理统计分析对生产过程进行评价，及时发现生产过程中的异常数据，制定有效应对策略，以保证精细化工生产始终处于受控状态。精细化工采用SPC建立起过程实时数据库，在数据挖掘中运用多变量统计过程控制技术，能够满足生产运行状况数据的在线实时监测需求。从精细化工过程控制发展动态来看，综合性统计过程控制在精细化工工况监控、复杂工艺参数测量、生产环节监测、产品质量检测、故障诊断等方面具有广阔的应用空间。如，精细化工在过程控制系统开发SPC模块，结合采用PCA和PLS方法开发多变量统计控制功能，能够从历史生产批次中建立起最佳生产工艺模型，设置报警线，实时监控精细化工产品生产过程和产品质量[4]。
2.4智能化生产控制技术
在数字化、网络化时代下，精细化工即将步入以分散智能和全局协同优化为特征的智能过程控制阶段，推进精细化工生产转型发展。如，精细化工领域引入数字化设计的生产设备，借助仿真软件平台全面优化生产流程，提高生产设备运行效率，实现生产设备过程控制;精细化工引入在线分析技术，包括拉曼光谱检测技术、近红外光谱检测技术等技术，对生产产品质量、有害物质排放进行检测分析，实现对精细化工生产过程的智能化控制，不断提高生产工艺水平;在精细化工过程控制中，采用迭代学习优化控制策略的自学习特性，跟踪控制生产工艺参数运行轨迹，利用总结的控制经验和输出误差对当前控制系统参数进行修正，不断优化生产控制过程，动态监控和改进精细化工生产状态。
3结论
综上所述，精细化工企业要结合批量小、品种多、产品更新换代快、工艺流程复杂、安全性要求高等生产特点，引入先进的科学技术，优化改良传统过程控制系统的不足，推进精细化工生产过程控制向自动化控制、集成化控制、智能化控制方向发展，不断提高精细化工过程控制水平，助力精细化工行业转型发展。
参考文献：
[1]董瑞华.精细化工过程控制技术的发展动向[J].化工管理，2017（3）：98-98.
[2]顾帅帅.探究精细化工过程控制安全技术的发展动向[J].军民两用技术与产品，2018（6）：232-232.
[3]吴震.精细化工生产过程控制系统分析与设计[J].化工设计通讯，2020（7）：189-189，194.
[4]袁庆，康光禄.精细化工过程控制技术的发展动向[J].化工设计通讯，2017（43）：164-165.
（江苏中丹化工技术有限公司，江苏 泰兴 225400）