過程控制的總概述

摘要：自動化技術(shù)的發(fā)展由來已久，設(shè)計方方面面。在本文主要講述了自動化技術(shù)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，以及其重要性。

關(guān)鍵詞：過程控制；反饋原理；工業(yè)生產(chǎn)

自動化技術(shù)的發(fā)展是一個漫長而又有規(guī)律的過程，其經(jīng)歷了主要的五個階段。其中包含：工匠技巧階段，技術(shù)化階段，理論化階段，還有系統(tǒng)化和智能化方法階段。在工匠技巧階段，有許多發(fā)明可以發(fā)現(xiàn)較為簡易的自動化裝置的影子，例如：始于西漢甚至是更早的中國的指南車。還有記里鼓車，以及著名科學(xué)家張衡發(fā)明的水運氣象臺，渾天儀。還有希臘人發(fā)明的水鐘等等，很多的發(fā)明創(chuàng)造都可以看到自動化的影子。以及種種暗算機關(guān)，以及機器獅等。在技術(shù)化和理論化階段，瓦特于1788年發(fā)明的蒸汽機標志著人類的社會工業(yè)革命新階段的開始。在系統(tǒng)化和智能化方法，由維納發(fā)表的《控制論》一書，標志著控制論的正式誕生，它也是現(xiàn)如今自動化知識的理論基礎(chǔ)。并且自動控制的應(yīng)用有四個方面：在工程方面，在社會方面，在經(jīng)濟方面以及生物控制論。錢學(xué)森教授在1954年發(fā)表的《工程控制論》標志著工程控制學(xué)科的誕生。

在現(xiàn)代生活中，自動化裝置也得到了廣泛的應(yīng)用。深入的滲透到我們衣，食，住，行等各個方面。例如我們生活中空氣調(diào)節(jié)器，電冰箱，洗衣機，電飯煲的使用，食品藥品的工業(yè)化生產(chǎn)，化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，機械自動化，軍事自動化，航空航天等的過程控制等

在現(xiàn)代生活中，有很多機器或者是裝置應(yīng)用了自動化裝置，例如：空氣調(diào)節(jié)器，電冰箱，洗衣機，電飯煲，還有很多其他的生活用品。并且在工業(yè)生產(chǎn)中還有很多利用自動控制系統(tǒng)來代替或者節(jié)省人力勞動的裝置。

還有，在信息處理，生物系統(tǒng)，以及社會經(jīng)濟系統(tǒng)中也有著自動控制。例如生物個體就是一高級生物鐘存在著許多比目前人類可以實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)還要復(fù)雜的綜合智能自動化系統(tǒng)。例如，37攝氏度是人的體溫，而人類可以較為準確的控制此溫度，就是有著自己的自動化的反饋系統(tǒng)。

在過程控制中應(yīng)用了反饋原理，其中最經(jīng)常應(yīng)用的是負反饋原理。負反饋原理是使系統(tǒng)輸出信號趨于穩(wěn)定或者說使系統(tǒng)的被控變量與給定值之差減小的反饋，它是一種可以修復(fù)的反饋原理，而正反饋原理是使系統(tǒng)輸出變量單調(diào)變化趨于極限或者說使系統(tǒng)的被控變量與給定值之差不斷增大的反饋，它是是一種基于破壞的原理?；谡答佋碛校赫◤棻?，電子震蕩，軍備競賽等。

在工程控制中有很多基本概念，并且過程控制可以被多種分類規(guī)則分程很多不同的種類。1.按照調(diào)節(jié)規(guī)律分，可以分為比例積分控制系統(tǒng)，比例微分控制系統(tǒng)，比例積分微分控制系統(tǒng)以及混合控制系統(tǒng)等控制系統(tǒng)。2.按照被控變量分類，其可以分為對溫度（T）的控制，壓力（P）的控制，液位（L）的控制，成分（A）的控制等控制系統(tǒng)。3.按照系統(tǒng)傳遞信號的所用的介質(zhì)分，可以分為機械式的，液動的，氣動的，電動的等。4.按照系統(tǒng)所控制的對象分類，可以將設(shè)備分為傳熱設(shè)備，干燥塔，吸收塔，化學(xué)反應(yīng)器，流體傳送設(shè)備等控制系統(tǒng)。5.按照系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)分類，可以分為簡單和復(fù)雜等控制系統(tǒng)。6.按照給定值的變化情況分類，可以分為定值控制，隨動控制，程序控制等控制系統(tǒng)。

在控制系統(tǒng)的分析中，可以利用很多種方法。例如：方塊圖法，模型法，傳遞函數(shù)法，經(jīng)典途徑中涉及到的的根軌跡法，頻率特性法等等。在控制系統(tǒng)的構(gòu)成中，有簡單控制系統(tǒng)，其中包含四個部分：對象，調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)閥，檢測變送。而在自動化的設(shè)計中，有以下幾個步驟：明確基本要求，基本內(nèi)容（確定控制方案，選型，相關(guān)工程內(nèi)容的設(shè)計），基本程序。

在我們常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)中，有我們在本學(xué)期課程中深入了解的串級控制系統(tǒng)，均勻控制系統(tǒng)，選擇性控制系統(tǒng)，分程控制系統(tǒng)，比值控制系統(tǒng)，前饋控制系統(tǒng)以及多沖量控制系統(tǒng)等。在我們很少本學(xué)期涉及的先進控制系統(tǒng)領(lǐng)域中，有時滯補償控制系統(tǒng)，推斷控制，自適應(yīng)控制系統(tǒng)和預(yù)測控制系統(tǒng)，解耦控制系統(tǒng)，以及智能控制系統(tǒng)等等。

自動控制系統(tǒng)是基于可編程的控制系統(tǒng)，簡稱為plc。其發(fā)展史是：初始階段，擴展階段，通信階段和開放階段?？删幊炭刂破鞯奶攸c是：可靠性（硬件的可靠性，軟件的可靠性），易操作性（操作方便，編程方便，維修方便），靈活性（編程的靈活性，擴展的靈活性，操作的靈活性，機電一體化）。

可編程plc的主要功能是順序控制，開關(guān)邏輯，模擬量，通信和信號連鎖。其組成原理由硬件和軟件兩部分組成。在硬件部分：有基本控制單元（主機模塊，輸入模塊，輸出模塊，電源模塊，外圍接口模塊），擴展模塊，外部設(shè)備等。軟件部分包含；系統(tǒng)程序以及用戶程序。編程的語言有五種方法：指令語句表，梯形圖，數(shù)字邏輯設(shè)計法，狀態(tài)流程圖，高級語言。

中藥是我國自古以來的瑰寶，如今我國已經(jīng)將自動化裝置加入到了中藥的生產(chǎn)中。提取過程包含許多曉得單元操作，有濃縮，干燥，包裝等過程。濃縮的過程中，干燥過程控制系統(tǒng)以及包裝過程控制系統(tǒng)中。提取是以溶劑充分提取中藥材中的有效成分的操作，而自動化裝置的加入，省卻了很多勞動力并且提高了效率，以及增加了質(zhì)量。濃縮是將提取液水分蒸發(fā)，使其濃度達到生產(chǎn)要求，因此濃縮這一過程的好壞在很大程度上決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。而自動化裝置的加入，省卻了很多勞動力并且提高了效率，以及增加了質(zhì)量。在各個環(huán)節(jié)中生產(chǎn)所需的物料，如原料、中間產(chǎn)物，最終成品等都含有一定的水分。干燥是除去物料中的部分非平衡水分，已達到工藝規(guī)定的濕度含量的單元操作過程。而自動化裝置的加入，省卻了很多勞動力并且提高了效率，以及增加了質(zhì)量。中藥生產(chǎn)的最后環(huán)節(jié)是進行包裝，包裝是將中藥產(chǎn)品進行密封且包裝，因此實現(xiàn)對包裝這條生產(chǎn)線的可編程控制顯得尤為重要。而自動化裝置的加入，省卻了很多勞動力并且提高了效率，以及增加了質(zhì)量。

過程控制在我國的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，由于自動化的發(fā)展與振興，不但使得我們的生活水平得到了很大提高，而且使我國的經(jīng)濟，政治，科技，文化，軍事等也迅猛發(fā)展。我們當(dāng)代大學(xué)生，作為祖國的棟梁之才，更加有責(zé)任和義務(wù)去努力學(xué)習(xí)，刻苦專研，把我國建設(shè)成為科技強國，使我國屹立于世界強國之林永盛不衰！

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作者簡介：聶媛媛，出生年月：1995.07.23，性別：女，民族：漢，籍貫（精確到市）：山西省太原市，學(xué)歷：本科在讀，研究方向：藥學(xué)