模型预测控制在处理复杂过程方面比传统PID控制更精确。APROL APC方案证明其也一样易于使用。
机器和系统进程的复杂性在过去几年中显著增加，因此传统PID控制器已经遇到到了它们的极限。通过使用模型预测控制器，复杂过程可以实现更高精度的控制。然而，许多系统运营商还在犹豫是否要采用该项技术，因为他们认为这些控制器过于耗费开发人力资源 – 贝加莱APROL APC解决方案最终消除了这一误解。
“自从上世纪90年代中期以来，先进过程控制（APC）就已经被用来处理拥有许多控制量的复杂过程，”贝加莱过程自动化事业部经理Martin Reichinger解释道。例如，一个现代化炼油厂及其无数控制量将几乎不再可能由传统PID控制器得到处理。在过去，不仅外部处理需要通过使用APC方案来实施，而且还需要有专门致力于该领域的工程师。“当谈及先进过程控制时，这些经验都要归咎于系统运营商的负面评价，如今他们的解决方法是使用模型预测控制器。”
接近使用极限
不可否认的事实是，即使较不复杂的过程也能够从使用模型预测控制器中受益。“如果使用预测控制，那么系统和机器将能够运行至接近各自的使用极限，”Reichinger解释道。为了在竞争激烈的环境中生存下来，生产过程和能源消耗必须自始至终得到优化。“先进控制技术为系统和机器运营商提供了广泛而显著的优势，”Reichinger说道。
传统PID控制器会在没有真正了解受控系统内部特性的情况下对控制偏差做出专门响应。相比之下，模型预测控制是基于过程模型，它被用来优化MPC控制器上的操纵量，从而提高了对尚未发生的事件的预测能力。这包括生产计划数据以及设定点变化和干扰量。其结果是，控制质量得以显著提高，尤其是在耦合MIMO系统上。
减少磨损，节约压缩空气
基于过程模型的优点众多，不仅使产量增加，所需资源和原材料也更少，甚至还可以节约气动应用中昂贵的压缩空气。由于控制程序更稳定，振荡更少，因此还减少了整体磨损。
污水处理设施中使用的螺旋挤压机就是众多MPC应用之一。“我们有一个案例，带PID控制器的螺旋挤压机运行远低于其使用极限，”Reichinger回忆道。尽管如此，挤压机中的压力仍然升高至启动安全关机的压力点，并使系统停止运行了几个小时。自从改用了采用APROL APC方案的模型预测控制器之后，安全关机现象就再也没有出现过。
和PID控制器一样简单
“该方案的优点是，我们的MPC控制器和普通PID控制器一样操作简单，”Reichinger说道。模型预测控制器也可以与标准硬件一起使用。贝加莱APROL过程控制系统自带的过程自动化库是对模型预测控制器的补充，使它能够在考虑到一个干扰输入的情况下控制一个控制量和一个操纵量（MPC 1x1x1）。这样就可以替换掉低效的PID控制器，并节省花费在额外接线上的成本。
由于MPC的控制特性还考虑到了极限，因此所计算出的轨迹也是正确的。MPC模块也可以使用多达10个控制量、干扰量和操纵量（MPC 10x10x10），方便地在一个模块中实现高度复杂的、多层面的控制方案如精馏塔控制。
使用MPC控制器，过程将能够在不增加安全关机几率的情况下运行得更接近其使用极限。
贝加莱的模型预测控制器和PID控制器一样操作简单。
完美控制死区时间
MPC控制器尤其适用于控制死区时间。“在采矿业中，为磨矿厂输送矿石的长距离传送带很常见，”Reichinger说道。如果只有在其一端需要更多材料才增加传送带速度，那么它需要相当长的时间恢复其最佳运行状态。有时候也需要有较大缓冲以使速度恢复并再次运行。这可以由模型预测控制器在控制偏差发生之前做出响应相抵消。
模型预测控制不仅仅针对APROL过程控制系统应用。作为一个紧凑型、完全配置的系统 – 包括一个带预装过程控制系统的工业PC，一个MPC模块和控制器 - APROL MPC可以作为一个交钥匙方案被轻松地集成到任何现有的过程控制系统中。剩下要做的就是通过任意现场总线连接输入和输出并配置MPC模块。使用现成模块意味着操作MPC不需要专业Know-how。含趋势和报警系统的面板便于用户交互。
SP=设定点，CV=控制量，PID=传统PID控制器，MPC=模型预测控制
尽管PID控制器一次只能控制一个值，但是MPC控制器还在它的计算中考虑到了受控系统之间的相互作用（耦合）。