制造业数字化转型典型案例一:内蒙古伊泰化工有限责任公司

为加快推动制造业数字化转型，引导企业学习借鉴成功案例和先进经验，结合实际运用，制定切实可行的数字化转型方案，提升企业综合实力，市工信局开设“制造业数字化转型典型案例”专栏，分期详解案例转型具体做法，为更多企业提供清晰可行的转型路径与方法参考。

内蒙古伊泰化工有限责任公司：基于PID+APC+RTO全流程一体化控制的煤化工生产数字化转型实践

案例摘要：为响应石化化工行业数字化转型政策要求，解决煤化工装置自控率低、操作依赖人工、多参数干扰、效益优化不足等问题，伊泰化工实施PID整定+APC先进控制+RTO实时优化全流程一体化控制系统建设。通过软硬件部署、机理模型开发、系统闭环联动，实现装置自控率提升至99.22%，有效气产量、产品收率显著提高，能耗大幅降低，年创效益超2689万元，同时强化本质安全，为煤化工行业数字化转型提供可复制方案

内蒙古伊泰化工有限责任公司是一家以煤化工为主业的大型企业，聚焦水煤浆气化、粉煤气化、变换净化、费托合成、加氢精制等核心业务，致力于打造绿色、智能、高效的现代化工生产基地。公司生产规模位居行业前列，产品覆盖油品、化工原料等多个品类，是自治区煤化工行业高质量发展的标杆企业之一。为响应国家数字化转型战略，公司以技术创新为驱动，着力推进生产过程智能化升级，构建全流程一体化控制体系。

在项目实施前，公司面临多重业务痛点：一是生产装置自控率仅65%，部分回路投用后波动较大，关键操作依赖人员经验，难以适应原料性质、装置负荷频繁变化的动态生产场景；二是全厂工况复杂，装置间协调优化不足，多参数相互干扰，无法实现卡边操作；三是缺乏基于经济效益和市场价格变化的实时优化机制，生产调整依赖管理人员经验测算，效益潜力未充分释放；四是政策层面要求石化煤化工企业主要生产装置自控率达到95%以上，推进全流程自动化改造成为硬性要求。为解决上述问题，公司确立转型目标：通过搭建PID+APC+RTO全流程一体化控制系统，实现装置自控率≥99%，提升有效气产量、产品收率，降低能耗和操作风险，最终达成“机械化换人、自动化减人、智能化无人”的发展目标。

1.软硬件部署与网络架构搭建：设计并部署全流程控制优化网络架构，配置PID服务器2台、APC服务器4台、RTO服务器2台、实时数据库服务器2台，以及工程师站、OPC服务器等配套设备，通过交换机、防火墙实现与HONEYWELLPKS、中控ECS700等现有DCS系统的安全互联，构建稳定可靠的硬件基础。

2.PID整定优化：针对水煤浆气化、粉煤气化、变换净化等10大装置共1975个PID回路，开展全面整定工作，解决回路波动大、控制效果差的问题，为后续先进控制和实时优化奠定基础。

3.APC先进控制器开发：基于中控技术APC-Suite软件，结合各装置工艺特点，开发25个APC控制器，覆盖被控回路（CV）161个、操作回路（MV）137个。采用模型预测控制（MPC）、自适应控制等策略，解决复杂工况下多参数耦合干扰问题，实现装置平稳运行。例如，在粉煤气化装置开发尾气处理、气化炉温度控制等控制器，在净化装置开发低温甲醇洗、酸性器控制等模块。

4.RTO实时优化系统开发：采用基于联立方程（EO）的严格机理流程模拟软件APEX，构建各装置机理模型，通过InPlantRTO实时优化平台实现与APC系统闭环联动。RTO每1-3小时进行一次优化计算，基于原料性质、市场价格等数据，输出最优操作指导，APC系统每分钟执行一次动态控制，确保优化目标落地。

5.系统集成与调试：完成PID、APC、RTO与DCS、实时数据库的深度集成，开发统一的DCS操作画面，实现控制参数、优化目标、运行状态的可视化监控。通过分阶段调试（2024年1-12月），完成各装置系统上线、培训及效果考核，确保系统稳定投用。

1.控制效能显著提升：全厂PID自控率从65%提升至99.22%，其中水煤浆尾气转化、硫回收、加工等装置自控率达到100%，装置运行平稳率提升至96.81%，大幅减少人工干预和误操作，降低工艺安全事件发生率。

2.生产效益持续增长：量化指标全面超额完成目标：1#粉煤气化炉有效气产量提升0.93%，水煤浆气化C炉提升1.18%；净化装置蒸汽消耗降低2.92%；费托合成产品收率提升0.46%；加工精制粗液体蜡收率提高2.39%；加氢精制加热炉燃料气消耗降低1.5%，加氢裂化降低3.9%。

3.经济收益稳步增长：通过产量提升、能耗降低实现年综合效益2689.5万元，其中原煤节省效益651.5万元，蒸汽节能及发电效益71.5万元，产品收率提升效益259.2万元，燃料气节省效益150.8万元，费托合成产品增收2208万元，投资回报周期短，效益显著。

4.安全与合规水平提升：实现高危工艺自动化控制全覆盖，减少人员与危险岗位接触，本质安全水平大幅提升；满足“十四五”石化化工行业数字化转型政策要求，自控率远超95%的政策标准，顺利通过安全专项整治“清零”行动验收。

本案例的核心经验在于构建“PID整定筑基+APC平稳控制+RTO效益优化”的全流程一体化模式，通过机理模型与实时数据的深度融合，实现从“稳定运行”到“最优运行”的跨越。该模式不依赖单一技术突破，而是强调软硬件协同、多系统闭环联动，适用于煤化工、石化等流程工业领域。其可复制性在于：立足行业共性痛点，以政策为导向，以效益为目标，通过模块化部署、分阶段实施降低转型风险，为同类企业数字化转型提供了清晰的路径参考。