基于智能控制的工業過程控制自動化研究

西安科技大學高新學院　李　容

基于智能控制的工業過程控制自動化研究

西安科技大學高新學院李容

工業是我國國民經濟發展的重要支柱，在科學技術不斷發展的背景下，如何利用先進的科學技術促進工業的進一步發展至關重要。智能控制技術是先進的信息技術產物，應用智能控制技術實現工業過程控制的自動化、智能化對于促進現代工業發展有著積極的意義。基于以上，本文簡要從智能控制和工業過程控制分析入手，簡要研究了基于智能控制的工業過程控制自動化。

智能控制；工業過程控制；自動化；應用

前言

就目前來看，傳統的工業過程控制自動化已經難以滿足工業發展的需求，智能控制技術的發展和應用則能夠有效解決上述問題，其不僅能夠提升工業產品質量，還能夠提供工業生產效率?；谝陨?，本文簡要研究了基于智能控制的工業過程自動化。

1.智能控制概述

對于工業過程控制自動化來說，智能控制就是不需要人工操作和干預，通過智能系統來實現對智能工業機器的操作和控制。智能控制技術是信息技術、電子技術、控制技術、計算機技術等融合發展的產物，其以專家系統、神經網絡控制系統等形式應用到各個領域中［1］。對于工業過程控制自動化來說，智能控制技術的應用能夠有效提升控制的精準性，實現工業生產控制模式的優化，對于提升工業產品質量和工業生產效率有著積極的意義。

2.工業過程控制分析

顧名思義，工業過程控制指的就是對工業生產整個過程的控制，在進行工業生產的過程中，根據生產需要，以電子計算機、相關儀表等為基礎，結合產品自身需求和相關控制理論，對工業生產過程控制系統進行設計和研發，從而是實現工業過程的有效控制［2］。自動化技術的應用則實現了工業過程控制的自動化，其能夠實現對工業生產流程、設備等的有效控制，從而控制工業生產時間，通過儀表面板實現對整個生產流程的監控，避免在工業生產過程中出現停滯、等待和錯誤，對于工業生產效率的提升至關重要。

3.智能控制在工業過程控制自動化中的應用探討

3.1在信息獲取中的應用

我國工業過程控制信息化水平低是客觀存在的事實，隨著經濟的發展和社會的進步，在工業生產中用工與機械自動化之間的矛盾逐漸凸顯出來，要想實現工業過程以及生態建設的自動化控制，減少工業用工勢在必行。就目前來看，我國工業過程控制產品加工效率地下，相較于發達國家工業而言，我國工業過程自動化的發展還處于起步階段，發展潛力巨大，如何應用先進的智能技術來配合管理知識是促進我國工業過程自動化發展的關鍵［3］。

在工業生產過程中，智能控制技術的應用能夠實現工業生產設備運行信息的自動獲取，通過智能控制系統的運算和處理能夠實現對生產設備的智能化控制，這就有效降低了對工業用工的需求。信息化技術是智能控制技術中的關鍵，應用信息技術能夠實現工業過程控制系統的優化，促進工業控制系統的智能化發展，以信息技術為基礎實現工業生產過程對生產信息的實時獲取。

3.2在系統建模中的應用

智能控制在系統建模中的應用主要體現在兩個方面：①在數據采集中的應用：應用智能控制可以實現數據的自動化、智能化采集，計數器可以實現對采集脈沖信號的累計記錄，并將記錄到的數據存儲到數據寄存器中，從而實現數據采集，此外可以采用A/D轉換單元來進行數據采集，通過模數轉換器將模擬信號轉換為數字信號，之后將數字信號在數據寄存器中存儲，實現數據采集。此外，可以通過PLC（可編程邏輯控制器）的應用來實現數據打印和讀出，將小型打印機配置到PLC中，通過打印機來講數據寄存器中的數據打印出來，同時可以將PLC與計算機實現通信，通過計算機讀出數據寄存器中的數據，并通過計算機上的相關軟件來實現數據的處理，在此過程中，可編程邏輯控制器相當于計算機的數據端，其主要功能就是將數據傳輸到計算機中［4］。②在監控中的應用：有效的監控是保證工業生產流程安全、有序進行的基礎，應用智能控制技術能夠實現對整個工業生產系統的自動監控，在應用的過程中主要也依賴于PLC，通過PLC來對工業過程個各個環節及各個設備的運行狀態和運行進程進行監視，一旦出現異常狀況，PLC會及時發現，并產生報警和記錄，在有需要的情況下可以自動終止相關設備的運行，PLC可以將故障數據傳輸給計算機中，計算機中有著工業過程故障數據庫，通過相關軟件的處理能夠明確故障位置及故障原因，從而可以及時發布在線調整指令，或對控制程序中的定時器、計數器等相關數值進行修改，或強制調整為I/O狀態，實現故障在線處理，如果計算機處理不了，則終止運行，并告警給工作人員，進行人工故障處理。

3.3在動態控制中的應用

工業過程控制技術智能化的發展趨勢已經取得了人們的共識，在生產的過程中，應用智能控制技術可以實現智能控制與生產設備、PLC以及生產總控部門的通訊，從而實現生產信息數據的實施傳輸和共享，將工業生產過程與智能控制系統結合，工作人員通過智能控制系統能夠實時監視工業生產設備，根據生產需求可以實時、遠程、動態的對工業生產設備的運行狀態進行有效的處理和調整。就目前來看，智能控制技術在工業領域的應用越來越廣泛，更多的工業企業享受到了智能控制技術所帶來的便利，但需要注意的是，許多新的智能控制技術在應用的過程中并沒有得到良好的技術管理，限制了其應用推廣，除了工業加工之外，更多的工業過程控制仍然沒有擺脫人工［5］。智能控制技術是近年來發展起來的新興技術，在應用的過程中，智能控制規律往往難以與工人的實踐經驗結合。這就要求工業過程控制自動化應用智能控制技術的過程中要加強技術管理，盡快適應智能控制技術，只有這樣才能夠進一步促進智能控制技術在工業過程控制自動化中的進一步應用和發展。

4.基于智能控制的工業過程控制自動化的發展趨勢

未來基于智能控制的工業過程自動化有著兩個重要的發展方向，一個是智能工廠，重點對工業生產系統及工業過程的智能化進行研究，實現網絡化分布式生產設施，第二個是智能生產，其中涉及到整個工業企業的物流管理、人機互動以及3D技術在工業過程控制中的應用。下面從幾個方面來探討基于智能控制的工業過程控制自動化發展趨勢。

首先，是PLC的發展，微型化、網絡化是PLC發展的重要趨勢，而PLC的應用則智能控制技術在工業過程控制自動化中的重要形式，早期PLC有著體積大、價格高的缺陷，但近年來，微型PLC逐漸出現，且價格較低，隨著軟PLC控制組態軟件的發展，PLC越來越向微型化、網絡化發展，這對于促進基于智能控制工業過程控制自動化的發展有著積極的意義［6］。

第二，是控制系統的發展，當前工業過程控制系統逐漸向現場總線方向發展，能夠將工業過程控制分散到現場設備中，現場總線技術的應用又能夠提升工業過程自動壞系統的開放性、互操作性和數字化水平。但需要明確的是，以現場總線為基礎的工業過程自動化還有著眾多工作要做，例如標準的統一、儀表智能化等等，因此現場總線自動化控制系統要取代傳統的控制系統還任重道遠。

第三，是數控技術的智能化發展，智能化、網絡化、柔性化是數控技術重要的發展趨勢，信息技術與機床的結合、機電一體化、數控裝備、數控工藝、虛擬制造等技術的發展必將提升數控技術智能化的發展水平。

5.結論

綜上所述，本文從智能控制和工業過程自動化控制入手，分析了智能控制技術在工業過程控制自動化中的具體應用，并探討了基于智能控制的工業過程控制自動化的發展趨勢，旨在為促進我國工業過程控制自動化的進一步發展作出貢獻。

［1］雷會峰，殷碩.智能控制在工業過程控制自動化中的應用［J］.科技風，2012（1）：83.

［2］朱雪璇.工業過程控制自動化中智能控制的應用研究［J］.無線互聯科技，2012（9）：121.

［3］柴天佑，丁進良，王宏，蘇春翌.復雜工業過程運行的混合智能優化控制方法［J］.自動化學報，2008（5）：505-515.

［4］黃飛翔，蔡啟仲.智能控制在工業過程控制自動化中的應用［J］.山東工業技術，2015（24）：17.

［5］郭晨，朱紹廬，傅光永.智能控制及其在工業過程控制與船舶自動化中的應用［J］.大連海運學院學報，1991（2）：163-169.

［6］謝英杰，蔣月靜.工業過程控制自動化中智能控制的應用研究［J］.黑龍江科技信息，2015（7）：30.