過程控制技術在結構復雜的工業(yè)生產過程至關重要

時間:2009-12-21

來源:中國傳動網(wǎng)

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

      在現(xiàn)代工業(yè)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(fā)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(fā)展時期。在自動控制時期內,過程控制系統(tǒng)又經歷了三個發(fā)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(fā)展的鼎盛時期,又是現(xiàn)代控制應用發(fā)展的初期,90 年代初既是現(xiàn)代控制應用發(fā)展的繁榮時期,又是高級控制發(fā)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(guī)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(tǒng)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(chuàng)造了一些專門的控制系統(tǒng),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(wěn)定系統(tǒng),實現(xiàn)定值控制。這與當時生產水平是相適應的。
     第二階段是發(fā)展階段,以現(xiàn)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(yè)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(xiàn)了大量的先進控制系統(tǒng)和高級控制策略,如克服對象特性時變和環(huán)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(tǒng)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(tǒng)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(yè)過程的操作、監(jiān)視、控制。由于采用了分散的結構和冗余等技術,使系統(tǒng)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(tài)、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(fā)展,它已日臻完善,在眾多的控制系統(tǒng)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(tǒng)是過程控制發(fā)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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