前言 　　無論是先進控制還是優化控制（本文以下皆統稱優化控制），都是充分發揮控制系統潛力、獲得最優控制效果的最有效手段。優化控制曾一度是國外工藝專利保有者、DCS供應商、裝置總包商和專業軟件商的專利，高昂的軟件成本和人工服務費使國內很多用戶對其望而生畏，只有中石化、中石油、行業大型骨干企業有實力采用這種技術。 　　隨著控制系統開放化進程的加快，國內、國際從事優化控制研究的機構及高校開發的優化控制系統和理論獲得了更多在裝置上進行試驗的機會，在這個進程中，監控組態軟件也起到了很重要的作用。 　　總的來說，中國的優化控制研究多起步于DCS及其上位計算機上的軟件開發，這種開發存在諸多弊端： 　　1、 軟件成果高度依賴于計算機操作系統和DCS廠家、型號，軟件成果可移植性極差。雖然優化控制的理論是成熟的，存在移植上的可行性，但是作為投用到現場的控制產品，開發人員要解決的問題很多：人機界面問題、數據采集及通信問題、調試方法及手段、可借用的DCS資源問題，等等。 　　2、 DCS及其上位機提供的開發環境限制了研發人員能力的發揮。 　　3、 研發人員需要把更多的精力花在熟悉DCS及其上位計算機系統上面，而不是工藝、數學算法和參數的分析上面。 　　優化控制最早與組態軟件相結合，是HERISTICS（西雷）公司ONSPEC的軟件產品，該產品集組態軟件和優化控制算法與一身，用戶可以自行組態實現優化控制功能。 　　隨著通用監控組態軟件的普及，以及PC在自動控制中所占比例的增大，采用監控組態軟件+優化控制軟件模塊實現先進控制的應用例子開始增多。 　　下面的應用實例具有一定的代表性： 　　2000年，中國科技大學吳剛教授在日本橫河公司的CENTUM A型集散控制系統上,結合力控?組態軟件，對丙烯腈反應器在線操作優化軟件ANOpt進行了二次開發,擴充了系統的Web發布功能，也使升級后的ANOpt得到了方便的應用，且易于移植。 　　2000年至今，美國控軟（ControlSoft）公司的優化控制系統，以力控?組態軟件為平臺，先后在江西化學有限公司水合控制系統、蘭州化工乳膠中心橡膠生產控制系統、齊魯石化塑料廠循環水處理控制系統 、 廣東清遠環境再生資源有限公司酒精發酵控制系統、安徽蚌埠迎客松釀造有限公司酒精蒸餾控制系統、四川金路樹脂有限公司精餾裝置、江西武藏野藥業有限公司 生產控制系統、江陰雙良復合材料有限公司DCS系統中投運成功。 　　2001年韓志剛教授開發的無模型控制器軟件以力控?組態軟件為平臺，在富拉爾基電廠水處理項目的中，采用無模型控制算法，對水處理的加藥等控制環節進行了優化控制。 　　2006年，美國博軟公司使用該公司的無模型自適應控制軟件產品CyboCon，以力控?組態軟件為平臺，在大港油田自備電廠對污水陰陽床自動加藥系統進行了優化控制。 　　1． 在優化控制應用中，監控組態軟件所起作用 　　透過組態軟件而發揮優化控制軟件的作用，已經成為優化控制的重要形式。組態軟件能夠為優化控制軟件提供以下功能擴展： 　　1.1 人機界面 　　盡管很多優化控制軟件的人機界面能力很強，但與通用組態軟件相比仍有很多不足，其中工藝畫面顯示、操作畫面顯示、參數設定、報警顯示/確認/打印、報表打印等工作需要由組態軟件實現。 　　1.2 數據采集 　　優化控制需要采集足夠完整的數據，組態軟件豐富的驅動程序可以滿足這一要求。 　　1.3 控制命令傳送 　　優化控制軟件的運算輸出需要借助組態軟件的I/O驅動程序送給控制器或I/O，另外操作人員的控制臺命令也需要從人機界面上發出。 　　2． 優化控制應用對組態軟件在功能、技術提出的新要求 　　2.1 優化控制要求組態軟件具備完善、可靠的雙機熱備功能 　　優化控制的運算輸出需要借助組態軟件送給控制器或過程I/O，這種控制對可靠性的要求絲毫不低于DCS或PLC，組態軟件與優化控制軟件構成了新型的控制器，因此要求組態軟件提供完備的雙機熱備功能，支持設備冗余、控制網絡冗余、服務器冗余、管理網絡冗余、客戶端冗余等多種冗余模式，主機故障時從機應該在2秒內接管控制權，當主機恢復后如果從機故障可以回切。 　　2.2 優化控制要求組態軟件提供更廣泛的控制器通訊驅動程序 　　優化控制多借助常規控制器而發揮作用，或用于彌補常規控制器能力的不足，或用于解決常規控制器無法控制的控制回路。因此，組態軟件的I/O驅動是否兼容更多控制系統，決定了優化控制能否借助組態軟件在這些控制系統上發揮作用。 　　2.3 優化控制要求組態軟件具有快速、大容量的歷史數據存儲能力 　　優化控制軟件通過快速數據接口與組態軟件通訊，獲取建模所需的實時、歷史數據，把運算輸出通過組態軟件送回控制器或I/O。這種應用要求優化控制軟件與組態軟件實現無縫集成，使控制效率更高。 　　2.4 優化控制要求組態軟件支持快速、大容量實時、歷史數據接口，以便優化控制軟件與監控組態軟件之間實現快速數據交換。通過快速數據接口即可實現這一目標，另外快速數據接口應能滿足20000次/秒的吞吐率。 　　3． 影響優化控制、組態軟件的其他因素 　　3.1 優化控制軟件與軟PLC（軟邏輯）軟件密切結合，無論是桌面軟邏輯軟件還是嵌入式軟邏輯軟件，都是優化控制軟件的優良宿主。 　　3.2 標準化技術對優化控制軟件的推廣提供了很多便利條件，如OPC標準等。 　　3.3 隨著新型傳感器的不斷發明、現有傳感器精度的不斷提高、可再生資源的減少，用戶對控制精度、控制質量的要求將逐漸提高，優化控制將逐漸成為重要的控制手段。 　　展望 　　以優化控制、調度指揮、數據挖掘、決策支持為特征的高端應用，是自動控制系統價值挖掘的主要方向，也是自動化程度達到一定程度后的必然趨勢，20年前重在普及自動化，提高市場的自動化程度；而今天我們面臨的主要任務是提高自動控制系統的控制質量，雖然大工業的DCS和其他控制設備的普及率很高，但是多數卻只發揮著單回路的效果。在我們的控制系統中，復雜回路比例其實很少，復雜回路甚至某些單回路的控制效果都不理想，甚至長期投手動。要改變這種局面，只有選擇使用優化控制方法。 　　當然，任何優化控制都伴隨著工藝的改進與優化，核心技術存在于工藝知識中，信息技術只是工藝控制的實現手段。只有吃透工藝過程，優化控制才能夠發揮作用。 　　國家發改委宏觀經濟研究院課題組2006年1月發表的研究報告顯示，國內石化、冶金、電力等行業優化控制投用3年內的投入產出比約為1:10至1:30,可見以優化控制軟件、監控組態軟件、實時數據庫為支撐平臺的信息技術對于提高經濟效益的帶動作用是其他手段無法相比的，其對改造傳統產業的意義還體現在節能降耗、減少污染物排放等作用，發展前景遠大。