浅谈过程工业自动化

张怀仁

（山东海富科技有限公司，威海 264200）

过程控制是当前工业自动化的主要组成部分，在进行生产过程中起着十分重要的作用，近年来，工业的过程控制取得了十分良好的效果，无论是大规模的工业生产还是进行工业性的经营生产，或是在传统的工业生产中，过程控制的技术都是非常有效的，可以不断的提升产品的质量，也可以减少成本的使用。过程控制技术要进行不断的完善和发展，全面促进工业的发展进程。

1 过程工业自动化概述

所谓工业自动化就是在进行工业生产时，使用各项参数作为控制，在全面的工业生产过程中，使用相关的能源和材料进行工作，进行系统的生产和发展，不断的进行完善，这则是工业的自动化生产，进而不断的进行自动化生产施工，被称为工业的自动化。所谓的过程控制就是在整个自动控制理论的基础上进行发展的，既包括理论，又具有工程的实践。

2 过程自动化的历程

（1）自从20世纪40年代以来，进行工业过程控制就使用了反馈控制来进行生产，主要是使用PID 来进行相应的控制，并向输入单的地方进行输出反馈控制，而负的反馈控制则作为过程控制的核心，它的基础主要是经典控制论，采取的是频域分析的方式，对控制系统进行合理的设计和研讨。

（2）到20世纪50年的代中期，子开始发展有关的气动或者电动的单元组合仪表，有效的促进了控制方案的完善。而这时，经典控制理论已经十分成熟了，有许多的书上有着明确的记载。在当时的维纳，诸多学者就提出了相关的控制论基本思想，而且还在不断的优化当中。

（3）到了20世纪60年代，伴随着我国航天航空事业和计算机网络技术的不断发展，控制理论不断的进行改革和创新，特别是前苏联数学家提出的相关理论，主要包括：极大值理论、动态规则以及空间状态法等，这些理论的提出充分的推动了现代控制化理论的进步和发展，为以后的《控制论》奠定了良好的基础。

（4）1975 年～1985 左右，全球范围内一部分较有能力的仪表以及计算机的制作厂家进行相应的研发和生产DCS 技术。到1995年左右，已有大约近多种不同类型的DCS，并且我国也出现了很多实力比较雄厚的企业，从而促进了我国过程工业化的发展。从1995年到现在，随着DCS 的不断发展，许多的大中型企业都应用到了DCS 技术，尤其是石油和化工企业，而中小型企业也应用了有关的数据采集监控系统等，诸多的企业还应用了先进的控制算法技术，建立了相关的计算机网络信息技术。

3 过程控制系统的特点

3.1 被控过程的多样化

在进行过程工业化生产时，一定会涉及到许多的工业化部门，所以进行物料加工时形成的产品也是丰富多样的。但是生产出来的工艺却有着很大的不同，比如，在石油化工进行生产的过程中。冶金的过程中还伴随着化工反应的过程，这是因为这些过程使用的机械的生产原理有所不同，执行的机构不同，所产生的作用也是不同的。为此，过程控制系统的被控制对象是十分多样的，和运动的控制系统大不相同。

3.2 控制方案的多样化

进行过程工业的特征和被控的过程具有多样化的特点，这也使得进行过程控制系统所具有的控制方案是很不相同的。多样的特征中包括了主要的系统硬件组成和进行算法控制等软件组成的设计。根据相应的控制方法而言，具有单变量的过程控制的系统和多变量过程控制的系统两大系统，另外，控制算法也是十分多样的，主要依靠PID 进行控制，其中主要包括智能控制的先进控制方法。

3.3 被控过程属慢多成

连续的工业过程生产的特征决定了被控过程称为慢过程，被控的过程主要是物流进行变化的过程，伴随着物流的不断发展和改变，致使信息变化的状态参数也出现了变化，也就是说过程控制系统的被控制量会发生变化。

4 过程工业的特点

进行过程控制主要凭借连续的过程工业进而进行有效控制。因此过程工业的特点也就是连续过程工业的特点。

过程工业进行生产时会出现一系列的反应，进而使得能量出现转换，这是一个十分复杂的大系统，存在着很大的不确定性、时变性和非线性等因素。所以，过程控制的难度是十分明显的，要解决过程控制相关问题就要采取相关的方式和措施进行。

在现代化的工业控制当中，过程控制技术发展历程比较久远，从20世纪30年代就开始进行应用，并且相应的过程控制技术能够发展到今天，也是因为在进行控制方式上经历了由人工控制再到自动控制的两项阶段。

由过程控制采取的相应技术和理论而言，可以将过程控制分成三个阶段：第一项阶段，是由70年代初开始。另外第二阶段由70年代到约90年代。第三阶段则为90年代的初期阶段。70年代是为进行古典控制应用的最为昌盛的时期，是现代控制应用进行发展的初级，90年代开始则是现代控制应用的鼎盛时期，并且也是高级控制应用发展的初级。古典的控制主要依靠人工来进行测试，对于进行生产当中所产生的温度、气压差等进行有效的控制，主要是依靠PID 技术为主，根据不同的要求和目标，完备出了有关的控制系统。

在进行自动控制过程中，过程控制系统主要经历了三个进步阶段，主要是：分散控制的阶段，集中控制的阶段以及集散控制的阶段。分散的控制系统把计算机技术和控制技术以及通讯技术等进行结合，采用相关的方式进行管理，以完成对于过程工业的监管和调控。通俗而言，这是过程工业化进行发展的一个重要举措。

5 结束语

现阶段，伴随着社会的不断发展，目前的市场竞争愈发激烈，为了有效的减少成本，过程工业化不断的朝着大众化、大型化发展，因此在进行化工生产中所产生的反正也越来越明显。与此同时，人们对于过程工业化所产出的产品提出了更高的要求，需要顺应时代的发展，不断的进行优化和升级。为此，过程工业化的发展在未来的发展过程中，发展前景十分的广阔。