在进行控制方案设计中，我们总是强调在现有条件下以至简方式至优解决问题。到底什么才是至简至优呢？

至简方式的极致就是控制方案全部都是单回路。控制方案设计就是尽可能将工艺需求和操纵变量配对成单回路。控制方案设计中经常犯的错误就是没有坚持MV从一而终的原则。

控制方案设计过程就是多CV多MV的控制问题结构重构过程。结构化的第一步简单化，是和工艺工程师一起，按装置按工艺按需求将控制方案拆分成多CV单MV或者单CV多MV的简单方案，结构化的第二步至简化，是将简单的方案转化成单回路的至简控制方案。

很多时候需要被解决的控制问题，是被拆解的简单问题。但是如果拆解的不合理，需要更高维度的分析更麻烦。

01 至简  结构化

第一步的简单化拆分需要对工艺的本质理解和操作经验。在人造系统中，大部分设计都具有可操作性。将复杂多变量拆分成简单方案，是操作的基本方法。

第二步简单方案至简成单回路。实际上第二步设计过程简单说就是多了少，少了多。多了就合并减少，少了就扩展增加。

例如多CV单MV至简化，容易想到使用超驰控制，但是实际上超驰控制是安全策略，并不是控制策略，用超驰控制进行控制方案设计，本质上是不能实现多CV控制的。此时控制方案至简成单回路的办法包括：1）将多CV合并成新CV，例如回流比、总流量等；2）用串级或者删除低优先级CV的方法将多CV减少为单CV；3）一定不能合并的方案可以考虑超驰控制；4）如果超驰控制也不能解决控制问题，则要考虑增加操作手段。再强调一遍超驰控制是安全策略不是控制策略。

如果是单CV多MV至简化，容易想到分程控制，但是分程控制是为按固定顺序使用MV准备的，并不是唯一选项。此时控制方案至简成单回路的办法包括：1）扩张CV，将CV设计成不同设定值CV和使用阀位扩张CV以形成多个单回路是常见方法。2）使用分程或者比例合并MV，将多MV合并成单MV。

02  至优 重构

至简的极致就是单回路，一个CV只和一个MV配对。在控制方案设计至简的基础上必须根据实际情况进行必要的至优改进才能解决实际问题。至优原则就是满足控制要求并挖潜设备潜力。当至简控制方案不能满足控制要求时，必须进行至优改进。至优改进的策略包括：1）如果有单回路控制因为条件限制失效则要考虑重新配对；2）如果单回路控制性能不满足要求，首先想到的是PID参数整定然后才是前馈和（或）串级等变结构改进；3）挖掘设备潜力包括充分使用阀位和缓冲。

至优原则首先是为了解决控制问题，但是也要充分认识到找到操纵变量的能力天花板的重要性。

条件变方案也要随机应变。

03 控制方案设计

过程控制的核心是PID，作为本质上是单回路的控制形式，要发挥其作用还是要尽可能回到单回路。人们的工程经验也是将复杂问题简单化，等简单知识都自动化提升了装置的安全效率和效率后，就可以考虑总体的安全效益和效率了。实际装置往往还没有完成零手动操作和知识自动化，错误的组态和不合理的PID参数普遍存在。