淺談過程工業自動化

張懷仁

（山東海富科技有限公司，威海 264200）

過程控制是當前工業自動化的主要組成部分，在進行生產過程中起著十分重要的作用，近年來，工業的過程控制取得了十分良好的效果，無論是大規模的工業生產還是進行工業性的經營生產，或是在傳統的工業生產中，過程控制的技術都是非常有效的，可以不斷的提升產品的質量，也可以減少成本的使用。過程控制技術要進行不斷的完善和發展，全面促進工業的發展進程。

1 過程工業自動化概述

所謂工業自動化就是在進行工業生產時，使用各項參數作為控制，在全面的工業生產過程中，使用相關的能源和材料進行工作，進行系統的生產和發展，不斷的進行完善，這則是工業的自動化生產，進而不斷的進行自動化生產施工，被稱為工業的自動化。所謂的過程控制就是在整個自動控制理論的基礎上進行發展的，既包括理論，又具有工程的實踐。

2 過程自動化的歷程

（1）自從20世紀40年代以來，進行工業過程控制就使用了反饋控制來進行生產，主要是使用PID 來進行相應的控制，并向輸入單的地方進行輸出反饋控制，而負的反饋控制則作為過程控制的核心，它的基礎主要是經典控制論，采取的是頻域分析的方式，對控制系統進行合理的設計和研討。

（2）到20世紀50年的代中期，子開始發展有關的氣動或者電動的單元組合儀表，有效的促進了控制方案的完善。而這時，經典控制理論已經十分成熟了，有許多的書上有著明確的記載。在當時的維納，諸多學者就提出了相關的控制論基本思想，而且還在不斷的優化當中。

（3）到了20世紀60年代，伴隨著我國航天航空事業和計算機網絡技術的不斷發展，控制理論不斷的進行改革和創新，特別是前蘇聯數學家提出的相關理論，主要包括：極大值理論、動態規則以及空間狀態法等，這些理論的提出充分的推動了現代控制化理論的進步和發展，為以后的《控制論》奠定了良好的基礎。

（4）1975 年～1985 左右，全球范圍內一部分較有能力的儀表以及計算機的制作廠家進行相應的研發和生產DCS 技術。到1995年左右，已有大約近多種不同類型的DCS，并且我國也出現了很多實力比較雄厚的企業，從而促進了我國過程工業化的發展。從1995年到現在，隨著DCS 的不斷發展，許多的大中型企業都應用到了DCS 技術，尤其是石油和化工企業，而中小型企業也應用了有關的數據采集監控系統等，諸多的企業還應用了先進的控制算法技術，建立了相關的計算機網絡信息技術。

3 過程控制系統的特點

3.1 被控過程的多樣化

在進行過程工業化生產時，一定會涉及到許多的工業化部門，所以進行物料加工時形成的產品也是豐富多樣的。但是生產出來的工藝卻有著很大的不同，比如，在石油化工進行生產的過程中。冶金的過程中還伴隨著化工反應的過程，這是因為這些過程使用的機械的生產原理有所不同，執行的機構不同，所產生的作用也是不同的。為此，過程控制系統的被控制對象是十分多樣的，和運動的控制系統大不相同。

3.2 控制方案的多樣化

進行過程工業的特征和被控的過程具有多樣化的特點，這也使得進行過程控制系統所具有的控制方案是很不相同的。多樣的特征中包括了主要的系統硬件組成和進行算法控制等軟件組成的設計。根據相應的控制方法而言，具有單變量的過程控制的系統和多變量過程控制的系統兩大系統，另外，控制算法也是十分多樣的，主要依靠PID 進行控制，其中主要包括智能控制的先進控制方法。

3.3 被控過程屬慢多成

連續的工業過程生產的特征決定了被控過程稱為慢過程，被控的過程主要是物流進行變化的過程，伴隨著物流的不斷發展和改變，致使信息變化的狀態參數也出現了變化，也就是說過程控制系統的被控制量會發生變化。

4 過程工業的特點

進行過程控制主要憑借連續的過程工業進而進行有效控制。因此過程工業的特點也就是連續過程工業的特點。

過程工業進行生產時會出現一系列的反應，進而使得能量出現轉換，這是一個十分復雜的大系統，存在著很大的不確定性、時變性和非線性等因素。所以，過程控制的難度是十分明顯的，要解決過程控制相關問題就要采取相關的方式和措施進行。

在現代化的工業控制當中，過程控制技術發展歷程比較久遠，從20世紀30年代就開始進行應用，并且相應的過程控制技術能夠發展到今天，也是因為在進行控制方式上經歷了由人工控制再到自動控制的兩項階段。

由過程控制采取的相應技術和理論而言，可以將過程控制分成三個階段：第一項階段，是由70年代初開始。另外第二階段由70年代到約90年代。第三階段則為90年代的初期階段。70年代是為進行古典控制應用的最為昌盛的時期，是現代控制應用進行發展的初級，90年代開始則是現代控制應用的鼎盛時期，并且也是高級控制應用發展的初級。古典的控制主要依靠人工來進行測試，對于進行生產當中所產生的溫度、氣壓差等進行有效的控制，主要是依靠PID 技術為主，根據不同的要求和目標，完備出了有關的控制系統。

在進行自動控制過程中，過程控制系統主要經歷了三個進步階段，主要是：分散控制的階段，集中控制的階段以及集散控制的階段。分散的控制系統把計算機技術和控制技術以及通訊技術等進行結合，采用相關的方式進行管理，以完成對于過程工業的監管和調控。通俗而言，這是過程工業化進行發展的一個重要舉措。

5 結束語

現階段，伴隨著社會的不斷發展，目前的市場競爭愈發激烈，為了有效的減少成本，過程工業化不斷的朝著大眾化、大型化發展，因此在進行化工生產中所產生的反正也越來越明顯。與此同時，人們對于過程工業化所產出的產品提出了更高的要求，需要順應時代的發展，不斷的進行優化和升級。為此，過程工業化的發展在未來的發展過程中，發展前景十分的廣闊。