可控性问题：是否可通过操作控制，或需要多少个控制作用，可使生产装置的运行状态达到要求，就是可控性问题，显然，这是任何一个生产装置设计时必须考虑的问题。可控性有不同的定义，Kalman首先给出的状态可控性定义是<62>：若控制作用可使描述系统状态的所有状态变量从任意的不为零的初值运动到原点，则是状态可控的，否则为不可控的。状态可控性已成为很多系统设计的基本条件。其特点是可用较少的(甚至一个)控制作用使较多的状态变量可控，这是因为考虑了系统的动态，用稳态关系是无法解释的。状态可控性的缺点是没有限定状态运动的轨线和控制作用的幅值，因而对某些情况不适用。输出函数可控性(Output Functionally Controllability)考虑了对输出变量运动轨线的要求，但限于线性系统，且仍无对控制作用幅度的限制。对于非线性，有时滞和对控制作用有约束的石油化工过程系统，目前还很难给出可控性的充分且必要的条件，因而有关于结构可控或可控性必要条件的研究，作为设计的指导。
可操作性问题：可控性只给出状态或输出变量是否可控的条件，可操作性则是操作控制的难易程度的衡量。显然，可控性是可操作的必要条件。例如催化裂化装置中，用掺渣比作操作变量使再生温度处于高限但不超高限，常常是提高掺渣比从而效益的一个手段，显然这是能控的，但目前大多工艺流程是这样设计的，渣油与蜡油混合后进入原料油罐，再经换热进入提升管反应器，由于原料油罐中停留时间较长，加上管线输送和催化剂藏量引起的时间滞后和响应滞后，调整掺渣比后，再生温度要经过二十分钟左右才开始有响应，使保持再生器不超温下掺渣比最大的操作控制难于进行，容易造成再生温度和掺渣比的来回波动，可操作性较差。如果在工艺流程和设备设计时考虑到这一动态特性，将渣油直接打入提升管反应器，可大大缩短时间滞后，可避免这一问题。可操作性取决于被控过程动态特性，有很多值得研究的问题<63>。
可观性问题：由实测过程变量，或者需要在何处安置多少个测点，可根据这些实测信息，在线实时计算不可实测的变量，如产品质量指标，物料组成，塔器内部流量等，就是可观性问题。例如催化裂化装置中，需要那些测点可在线计算再生催化剂上的含碳量？需要那些测点可计算主分馏塔内回流量，组分分率，汽油干点，柴油凝固点等。可观性与可控性具有对偶性，利用动态数学模型，可以由较少的测量值计算较多的不可实测的变量；但当系统具有不可测输入时，如主分馏塔进料组成为不可测输入，则可测变量的维数不能少于不可测变量的维数，主分馏塔才是可观的。如果在设计时对此未加考虑，装置投运后，进行修改或补充都比较困难，要等到检修停工是才能进行。
先进控制与闭环实时优化系统的设计： 包括目标(一般为多目标)、系统结构(一般为多级递阶系统)、变量(含被控变量、操作变量、前馈变量、状态反馈变量等，可是实测的或在线实时计算的)及其约束限(含上下限、切换限，均可是以上变量的函数)、适应市场和环境要求的协调优化规则等，使先进控制和闭环实时优化系统发挥效益的基本问题的解决，没有对过程的深入了解，没有过程控制与设计的一体化，没有机理动态数学模型的支持，是不会或很难成功的。近年来，从机理动态模型出发，讨论催化裂化装置控制方案的文章有增多的趋势。
设计成果应体现在提供先进控制和闭环实时优化的实施方案(在DCS还是上位机上实现，及其具体结构)与相应软件，包括开工过程的控制，达到在装置开工的同时交付使用，并可使装置尽快达到设计水平。同时，基于动态数学模型，提供一套计算机仿真器，在装置开工前，可用于系统的演示、培训及分析；在开工后，可进 行在线仿真，随时对生产过程进行分析，对系统进行调整，取得更大的效益。
关键因素尽快实现上述历史赋于我们的使命，其关键因素在於：
1．迅速建立研究，设计，开发和系统分析员队伍，适应科技发展和学科交叉的要求，需从大学教育，研究生培养和在职培训各方面加强。
2．坚持立足国内，适当引进，发展适合我国情况的先进技术方针；制定并落实扶持本国科技，调动科技和操作人员积极性的政策；建立和建全推动高新技术迅速转化为生产力的体制。
3．坚持不懈和强度足够人力和资金投入，是发展我国石油化工过程先进控制与闭环实时优化这一高新技术和相应的软件的必要条件，投入越多，产出更多。
4．先进控制与闭环实时优化和许多方面高新技术一样，是建立在生产过程基础工作之上，并与其他技术的发展密切相关，如工艺，设备，机泵，一次仪表与执行机构的改进与可靠运行，控制计算机系统性能的提高；生产调度，计划管理与信息系统的建立等；高新技术在实施过程中，必将与不适应发展的旧的生产管理制度发生矛盾，需要从高新技术将促进各方面发展的高度来认识实施中可能出现的各种问题，从而促进生产的全面发展。
结束语
使石油化工生产过程适应市场变化和环境要求，具有高效率，高效益，迫切需 要进一步提高先进控制和实时优化的技术水平，实现过程控制与设计的一体化。关 键技术是生产过程的机理动态数学模型及其应用，特别需要发挥石油化工界已有的 优势，并与系统控制相结合，抓紧我国国民经济调整改革的大好时机，从人才，科技开发，制度，生产管理等各方面入手，加大投入力度，使我国石油化工过程的设计和操作控制迎头赶上世界先进水平，这是时代的要求，也是时代赋于我们的使命。
