先進控制里的自由度往往指被控變量和操縱變量的個數(shù)。如果被控變量比操縱變量多就是個約束控制問題，需要考慮放棄哪些被控變量的控制如何放棄。如果被控變量比操縱變量少，除了控制還應該考慮優(yōu)化問題，以利用多余的自由度。
當有兩個比如流量控制一個總流量時，有的設計成一個被控變量：總流量，兩個操縱變量：兩個分流量。認為兩個模型一樣權重一樣應該有同樣的控制動作。這樣設計是有問題的。
還有一個常見瑕疵，在先進控制方案里有的會有高低限一樣的多個被控變量，類似裂解爐有多個一樣的汽烴比，操作上往往要一起修改。其實是有辦法只修改一次的，關鍵是認知。這些技巧和經(jīng)驗都是技能層面的東西，格局和認知到了才能發(fā)現(xiàn)問題解決問題。
本文的自由度和上面不同，自由度指的是裝置中可以被操縱的變量，在流程工業(yè)不管是設定值還是閥位只要需要被操縱的都是自由度。
例如在一個精餾塔中，再沸器流量調(diào)節(jié)閥是一個自由度。設計一個流量控制回路流量調(diào)節(jié)閥，這個自由度因為不再能操縱就被消耗掉了。但是流量控制回路的自動重構了過程，流量的設定值也需要根據(jù)情況進行操縱。在滿足流量控制的前提下其實即使是投自動后，流量調(diào)節(jié)閥仍有一定的優(yōu)化自由度，這一點往往被忽視。
使用塔釜溫度或者提餾段溫度和流量控制組成串級控制是實現(xiàn)組分控制的常見替代方法。如果溫度不能代替組分則需要再組成組分到溫度再到流量的三串級。當組分是工藝指標而且不需要修改是我們認為組分維持在設定值就處于最優(yōu)工作點，此時這個自由度才被充分利用充分而且不需要人工干預。如果溫度可以代表組分直接使用溫度控制也可以，這要具體情況具體分析。
如果塔頂有溫度控制回路，再沸器流量控制后，流量設定值的自由度如何使用呢？
很多時候這個流量會被忽視掉，工業(yè)上再沸器流量或者回流單回路的存在，是對自由度的不理解和控制手段的浪費！
如果塔頂有溫度控制回路，再沸器流量可以用于優(yōu)化回流比，當回流比優(yōu)化和塔釜損失需要找個能耗和產(chǎn)品損失的最優(yōu)點時，回流比控制回路的設定值也應該被修改。當回流比在高負荷會引起液泛時則要考慮回流比和壓差的超馳控制。在人造系統(tǒng)中充分利用自由度挖潛增效是一種持續(xù)改進。
如果使用內(nèi)回流進行回流比計算也可以找到更多機會成本降低方法。
設定值也是自由度，投自動了但是設定值存在優(yōu)化機會或者需要操作都說明控制方案有改進的機會?！安灰粯拥脑O定值”里提到存在自由度的設定值，過度消耗自由度的設定值和自優(yōu)化的設定值，悟者自悟！
對問題要有看不慣的精神和解決困難的勇氣，立志成為一個稱職而體面的工程師。有下面兩點認識是解決問題的起點。第一個認識：要通過工藝、設備、儀表、控制的一起努力解決穩(wěn)定問題，第二個要通過多變量協(xié)調(diào)約束優(yōu)化、機理模型優(yōu)化和數(shù)據(jù)驅(qū)動優(yōu)化來解決優(yōu)化問題。一定要步步為營先完成第一步，基礎不牢地動山搖。第一步關系安全、人效和效率，沒有完成第一步其他美好的理想就照不進現(xiàn)實！
1、持續(xù)減少操作和報警
2、設定值和閥位也是自由度
作者：馮少輝博士
