自動化過程控制系統在工業中的應用研究

摘 要：隨著現代科技的快速發展，先進的科學理念有效的應用到工業生產當中，尤其是工業自動化對于現代工業的發展起到了巨大的推動作用，是工業現代化發展的重要基石。根據當今發展的趨勢，工業自動化控制將對未來的自動化發展起到重要的引領作用。文章就是針對自動化控制的發展策略展開深入的探究，旨在研究我國自動化發展當中的控制和應用。

關鍵詞：自動化控制；發展趨勢；提升策略

前言

伴隨著信息化時代的降臨，我國工業化發展得到了大力的提升，并且使得傳統的工業化生產模式無法適應現代企業的生產需求，不能夠有效滿足人們對于物質的使用要求。因此為了應對社會的需求，工業化大力發展就必須順應經濟利益的趨勢，利用現代信息化實現工業的自動化控制，使得工業生產的產量和質量大幅度的提升。

1 自動化控制的定義

自動化控制指的是在沒有人類參與的條件下，有效地利用外界的設施和設備，從而使得工業生產的機械按照一定的程序進行運行作業。自動化系統所涉及的學科非常廣泛，主要包括科學理論、計算機科技以及其他的一些信息技術，利用這些技術有效的結合，能夠促使生產過程當中的檢測、優化和調度，確保生產效率的快速提升。并且隨著我國經濟的快速發展，自動化控制所應用到的領域也越來越廣泛，并且發揮的作用也越來越顯著。工業生產是推進我國經濟發展的重要驅動力，我國作為一個工業化大國，只有在工業生產當中有效的引入自動化，才能更符合人們對工業產品生產的質量和使用要求。

2 自動化過程控制系統在工業領域中的應用以及組成部分

在當今的工業生產過程當中，自動化控制系統被廣泛應用到工業生產的各個領域當中，工業生產當中的控制系統自變量主要包括溫度、流量、液位以及材料成分等。比如說對于溫度控制能夠有效地說明自動化在工業生產中的控制作用，如果想要保持一個恒定的溫度環境，首先應當對其進行測量，當測量溫度低于所要求的溫度時，這就會激發自動化系統采取交流的方式提高環境里的溫度，當加熱的溫度達到標準要求時，自動化系統就會調節加熱器停止工作。所以說自動化系統對于溫度的調節屬于可控的過程，在這一調節過程當中應當本著恒溫的標準。在自動化控制系統當中經常用到成邏輯控制器，這一控制器能夠根據輸入的數字信號前的程序設定，確保模擬信號的輸出，最后有效地操控各執行元件進行過程控制。自動化控制系統當中的組成元素主要有以下幾種類型：（1）檢測元件：主要用于檢測設備控制元件的物理量。（2）控制器：控制器的主要作用是用于對設定值和測量信號進行數據的比擬，從而有效地比較出兩者存在的偏差，并且按照設定好的規律進行數值計算，并且將最終得到的數值計算結果傳送到執行裝置當中，有效地指導控制系統執行信號操作。（3）執行器：執行器對于控制器傳輸的信號進行良好的接收，并且對信號進行下一步的操作，確保具體的工藝操作程序的實現。

3 工業自動化過程控制系統的特點

根據最近幾十年的發展，使得我們清楚認識到工業自動化過程控制系統具備了連續性、方案多樣性、自動化過程控制系統的適時性和復雜性的特點，下面就針對這些特點詳細的分析：（1）連續性。工業生產的過程當中，只有具備了連續性，才能夠確保生產效率的提升，因此，自動化過程控制系統有效地實現了連續性的特點。也就是說在工業自動化生產的過程當中，通過自動控制系統的有效聯結作用，能夠實現生產過程的不間斷和經常性運行狀態，大部分運行步驟都是循環進行的，這就確保了生產的效率，實現了工業生產過程中的連續性。（2）方案多樣性。不同種產品或者是同種產品之間，其自動化控制過程的方案也是不盡相同的，這就造成了自動化生產過程當中方案多樣性的特點。（3）自動化過程控制系統的實時性。自動化控制系統需要根據外界因素的影響而改變，這就是自動化過程控制系統的實時性。（4）復雜性。由于自動化控制系統在進行的過程當中所涉及的范圍較廣，并且控制變量較多，這就增加了控制過程中復雜性，也就是說各個影響因素都會增加控制過程當中的復雜程度。

4 自動化控制系統面臨的安全問題

工業化生產所涉及的范圍較廣，主要包括電力、水利、石油、天然氣等眾多行業，并且這些行業是推進我國經濟快速發展的重要驅動力，但是對于這些行業的自動化控制面臨著諸多的安全問題，將會導致控制系統出現故障，下面就針對這些安全問題進行分析：（1）由于對控制系統的不規范使用，可能造成人員的生命財產損失，導致各種不良事件的發生。（2）可能會給工業生產企業造成巨大的經濟損失，嚴重時還會波及我國整體經濟的向前推進發展，影響我國可持續經濟發展戰略的進一步實現。（3）對當地人的生活情況造成惡劣的影響，從而影響我國良好形象的樹立。（4）在自動化控制過程當中如果不能夠嚴格地按照規范進行，可能會引發環境問題，對生態文明的建設，甚至是子孫后代的正常生活安全隱患。

5 自動化過程控制系統在工業當中的應用

5.1 過程控制的自動檢測系統

在工業生產的過程當中，往往會涉及到對一些產品工藝參數的檢驗，因此有效地引入自動化檢測系統，不僅能夠提高檢測的精度，還能夠實現對記錄數據的收集，方便后期的計算使用。比如說在對溫度、流量、液位以及材料成分工藝參數進行檢測時，傳統的檢測方法往往不能夠達到規范的要求，因此有效的引入過程控制當中的自動保護系統，自動的發散相應的信號，從而有效地避免自動化系統受到外界的干擾。在自動化控制過程當中，往往會面臨一些外界信號的影響，這是有效的引入過程控制當中的多重沖量控制系統，能夠有效地保障各工藝變量的整體質量。

5.2 分程控制系統的主要應用

分程控制系統能夠有效地將控制信號傳送給兩個或兩個以上的控制器當中，通過不同控制器的協調工作，能夠有效地實現工業生產當中的協調配合，達到整體的增產效果。利用分程控制系統才能夠有效的增加工業生產當中的安全性，從而在整體上起到提高產品質量的效果。

5.3 自動操作和開車停車系統

通過自動化控制系統，能夠對生產設備進行預先的從重順序設定，盡量降低外界干擾對工業生產的影響，尤其是針對一些關鍵性的參數來說，應當確保其穩定性，才能夠有效地實現工業生產的整體質量。因此有效地利用自動操作和開車停車系統，能夠確保設備進行周期性的運行，提升工業生產效率的同時，提高工業生產每個環節的嚴密性，避免由于誤差的出現，導致產品質量受到影響。同時通過有效的開車停車命令，能夠確保預先規定的操作順序有條不紊的實現，提升系統化過程控制程序運行的效率。

6 結束語

通過上述分析，使得我們對自動化過程控制系統在工業領域當中的廣泛應用進行了充分的了解，并且隨著近些年的發展使得我國的自動化過程控制系統取得了一個階段的進步，但是隨著人們對產品質量要求的不斷提高，自動化過程控制系統也需要進行不斷的完善，才能夠確保我國可持續發展這一戰略目標的有效實現。

參考文獻

[1]黃宜慶.《過程控制系統》課程教學和實踐環節的改革與創新探索[J].科技視界，2014（05）.

[2]紀志祥.深化《過程控制系統》課程教學改革的幾點思考[J].山東紡織經濟，2009（03）.

[3]趙正天，李煒，段曉燕，等.自動化專業實踐教學改革的思考與探索[J].電氣電子教學學報，2009（S2）.

[4]花皚.西門子公司和美國米德來克斯公司聯合開發過程控制系統[J].工業加熱，2003（06）.

[5]王妍，李晶，金曉熒.有限課內提高“過程控制系統”教學質量的有效途徑[J].廣州化工，2015（22）.

[6]李天華，施國英，侯加林.改革過程控制系統課程提高學生應用能力[J].實驗室研究與探索，2013（01）.

[7]沈亞斌，趙濤.基于工程應用的“過程控制系統“課程的教學重構[J].安徽電子信息職業技術學院學報，2013（05）.