基于智能控制的工业过程控制自动化研究

2016-03-13西安科技大学高新学院

电子世界 2016年12期

西安科技大学高新学院　李　容

基于智能控制的工业过程控制自动化研究

西安科技大学高新学院李容

工业是我国国民经济发展的重要支柱，在科学技术不断发展的背景下，如何利用先进的科学技术促进工业的进一步发展至关重要。智能控制技术是先进的信息技术产物，应用智能控制技术实现工业过程控制的自动化、智能化对于促进现代工业发展有着积极的意义。基于以上，本文简要从智能控制和工业过程控制分析入手，简要研究了基于智能控制的工业过程控制自动化。

智能控制；工业过程控制；自动化；应用

前言

就目前来看，传统的工业过程控制自动化已经难以满足工业发展的需求，智能控制技术的发展和应用则能够有效解决上述问题，其不仅能够提升工业产品质量，还能够提供工业生产效率。基于以上，本文简要研究了基于智能控制的工业过程自动化。

1.智能控制概述

对于工业过程控制自动化来说，智能控制就是不需要人工操作和干预，通过智能系统来实现对智能工业机器的操作和控制。智能控制技术是信息技术、电子技术、控制技术、计算机技术等融合发展的产物，其以专家系统、神经网络控制系统等形式应用到各个领域中［1］。对于工业过程控制自动化来说，智能控制技术的应用能够有效提升控制的精准性，实现工业生产控制模式的优化，对于提升工业产品质量和工业生产效率有着积极的意义。

2.工业过程控制分析

顾名思义，工业过程控制指的就是对工业生产整个过程的控制，在进行工业生产的过程中，根据生产需要，以电子计算机、相关仪表等为基础，结合产品自身需求和相关控制理论，对工业生产过程控制系统进行设计和研发，从而是实现工业过程的有效控制［2］。自动化技术的应用则实现了工业过程控制的自动化，其能够实现对工业生产流程、设备等的有效控制，从而控制工业生产时间，通过仪表面板实现对整个生产流程的监控，避免在工业生产过程中出现停滞、等待和错误，对于工业生产效率的提升至关重要。

3.智能控制在工业过程控制自动化中的应用探讨

3.1在信息获取中的应用

我国工业过程控制信息化水平低是客观存在的事实，随着经济的发展和社会的进步，在工业生产中用工与机械自动化之间的矛盾逐渐凸显出来，要想实现工业过程以及生态建设的自动化控制，减少工业用工势在必行。就目前来看，我国工业过程控制产品加工效率地下，相较于发达国家工业而言，我国工业过程自动化的发展还处于起步阶段，发展潜力巨大，如何应用先进的智能技术来配合管理知识是促进我国工业过程自动化发展的关键［3］。

在工业生产过程中，智能控制技术的应用能够实现工业生产设备运行信息的自动获取，通过智能控制系统的运算和处理能够实现对生产设备的智能化控制，这就有效降低了对工业用工的需求。信息化技术是智能控制技术中的关键，应用信息技术能够实现工业过程控制系统的优化，促进工业控制系统的智能化发展，以信息技术为基础实现工业生产过程对生产信息的实时获取。

3.2在系统建模中的应用

智能控制在系统建模中的应用主要体现在两个方面：①在数据采集中的应用：应用智能控制可以实现数据的自动化、智能化采集，计数器可以实现对采集脉冲信号的累计记录，并将记录到的数据存储到数据寄存器中，从而实现数据采集，此外可以采用A/D转换单元来进行数据采集，通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，之后将数字信号在数据寄存器中存储，实现数据采集。此外，可以通过PLC（可编程逻辑控制器）的应用来实现数据打印和读出，将小型打印机配置到PLC中，通过打印机来讲数据寄存器中的数据打印出来，同时可以将PLC与计算机实现通信，通过计算机读出数据寄存器中的数据，并通过计算机上的相关软件来实现数据的处理，在此过程中，可编程逻辑控制器相当于计算机的数据端，其主要功能就是将数据传输到计算机中［4］。②在监控中的应用：有效的监控是保证工业生产流程安全、有序进行的基础，应用智能控制技术能够实现对整个工业生产系统的自动监控，在应用的过程中主要也依赖于PLC，通过PLC来对工业过程个各个环节及各个设备的运行状态和运行进程进行监视，一旦出现异常状况，PLC会及时发现，并产生报警和记录，在有需要的情况下可以自动终止相关设备的运行，PLC可以将故障数据传输给计算机中，计算机中有着工业过程故障数据库，通过相关软件的处理能够明确故障位置及故障原因，从而可以及时发布在线调整指令，或对控制程序中的定时器、计数器等相关数值进行修改，或强制调整为I/O状态，实现故障在线处理，如果计算机处理不了，则终止运行，并告警给工作人员，进行人工故障处理。

3.3在动态控制中的应用

工业过程控制技术智能化的发展趋势已经取得了人们的共识，在生产的过程中，应用智能控制技术可以实现智能控制与生产设备、PLC以及生产总控部门的通讯，从而实现生产信息数据的实施传输和共享，将工业生产过程与智能控制系统结合，工作人员通过智能控制系统能够实时监视工业生产设备，根据生产需求可以实时、远程、动态的对工业生产设备的运行状态进行有效的处理和调整。就目前来看，智能控制技术在工业领域的应用越来越广泛，更多的工业企业享受到了智能控制技术所带来的便利，但需要注意的是，许多新的智能控制技术在应用的过程中并没有得到良好的技术管理，限制了其应用推广，除了工业加工之外，更多的工业过程控制仍然没有摆脱人工［5］。智能控制技术是近年来发展起来的新兴技术，在应用的过程中，智能控制规律往往难以与工人的实践经验结合。这就要求工业过程控制自动化应用智能控制技术的过程中要加强技术管理，尽快适应智能控制技术，只有这样才能够进一步促进智能控制技术在工业过程控制自动化中的进一步应用和发展。

4.基于智能控制的工业过程控制自动化的发展趋势

未来基于智能控制的工业过程自动化有着两个重要的发展方向，一个是智能工厂，重点对工业生产系统及工业过程的智能化进行研究，实现网络化分布式生产设施，第二个是智能生产，其中涉及到整个工业企业的物流管理、人机互动以及3D技术在工业过程控制中的应用。下面从几个方面来探讨基于智能控制的工业过程控制自动化发展趋势。

首先，是PLC的发展，微型化、网络化是PLC发展的重要趋势，而PLC的应用则智能控制技术在工业过程控制自动化中的重要形式，早期PLC有着体积大、价格高的缺陷，但近年来，微型PLC逐渐出现，且价格较低，随着软PLC控制组态软件的发展，PLC越来越向微型化、网络化发展，这对于促进基于智能控制工业过程控制自动化的发展有着积极的意义［6］。

第二，是控制系统的发展，当前工业过程控制系统逐渐向现场总线方向发展，能够将工业过程控制分散到现场设备中，现场总线技术的应用又能够提升工业过程自动坏系统的开放性、互操作性和数字化水平。但需要明确的是，以现场总线为基础的工业过程自动化还有着众多工作要做，例如标准的统一、仪表智能化等等，因此现场总线自动化控制系统要取代传统的控制系统还任重道远。

第三，是数控技术的智能化发展，智能化、网络化、柔性化是数控技术重要的发展趋势，信息技术与机床的结合、机电一体化、数控装备、数控工艺、虚拟制造等技术的发展必将提升数控技术智能化的发展水平。