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過程控制技術在結構復雜的工業生產過程至關重要

時間:2009-12-21

來源:中國傳動網

導語:過程控制是工業自動化的重要分支。幾十年來,工業過程控制取得了驚人的發展,結構復雜的工業生產過程、傳統工業過程改造中過程控制技術對于提高產品質量以及節省能源等均起著十分重要的作用。

      在現代工業控制中, 過程控制技術是一歷史較為久遠的分支。在本世紀30 年代就已有應用。過程控制技術發展至今天, 在控制方式上經歷了從人工控制到自動控制兩個發展時期。在自動控制時期內,過程控制系統又經歷了三個發展階段, 它們是:分散控制階段, 集中控制階段和集散控制階段。
     從采用的理論與技術手段來看,可以粗略地把它劃為三個階段:開始到70 年代為第一階段,70 年代至90 年代初為第二階段,90 年代初為第三階段開始。其中70 年代既是古典控制應用發展的鼎盛時期,又是現代控制應用發展的初期,90 年代初既是現代控制應用發展的繁榮時期,又是高級控制發展的初期。第一階段是初級階段,包括人工控制,以古典控制理論為主要基礎,采用常規氣動、液動和電動儀表,對生產過程中的溫度、流量、壓力和液位進行控制,在諸多控制系統中,以單回路結構、PID 策略為主,同時針對不同的對象與要求,創造了一些專門的控制系統,如:使物料按比例配制的比值控制,克服大滯后的Smith 預估器,克服干擾的前饋控制和串級控制等等,這階段的主要任務是穩定系統,實現定值控制。這與當時生產水平是相適應的。
     第二階段是發展階段,以現代控制理論為主要基礎,以微型計算機和高檔儀表為工具,對較復雜的工業過程進行控制。這階段的建模理論、在線辨識和實時控制已突破前期的形式,繼而涌現了大量的先進控制系統和高級控制策略,如克服對象特性時變和環境干擾等不確定影響的自適應控制,消除因模型失配而產生不良影響的預測控制等。這階段的主要任務是克服干擾和模型變化,滿足復雜的工藝要求,提高控制質量。1975 年,世界上第一臺分散控制系統在美國Honeywell 公司問世,從而揭開了過程控制嶄新的一頁。

      分散控制系統也叫,它綜合了計算機技術、控制技術、通信技術和顯示技術,采用多層分級的結構形式,按總體分散、管理集中的原則,完成對工業過程的操作、監視、控制。由于采用了分散的結構和冗余等技術,使系統的可靠性極高,再加上硬件方面的開放式框架和軟件方面的模塊化形式,使得它組態、擴展極為方便,還有眾多的控制算法(幾十至上百種) 、較好的人—機界面和故障檢測報告功能。經過20 多年的發展,它已日臻完善,在眾多的控制系統中,顯示出出類拔萃的風范,因此,可以毫不夸張地說,分散控制系統是過程控制發展史上的一個里程碑。第三階段是高級階段,目前正在來到。

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