工业生产过程控制与优化技术

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1、工业生产过程控制与优化技术【摘要】随着计算机科学、人工智能、微电子学等学科的迅速发展，人类对自身智能活动机理的认识也逐渐深化。1971年Fu提出以控制理论与人工智能相结合为主体的智能控制概念，从而掀起了应用人工智能方法解决工业过程优化控制问题的高潮。经过国内外学者多年的努力,在理论及实际应用中取得了大量研究成果。本文将围绕工业生产过程的控制和优化技术进行探讨。【关键字】工业生产控制技术优化中图分类号：TD223文献标识码：A文章编号：一、工业自动化的内涵工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制目的，实现各种过程控制，在整个工业生产中，

2、尽量减少人力的操作,而能充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作，即称为工业自动化生产，而使工业能进行自动生产之过程称为工业自动化。1、工业自动化控制系统组成自动化控制是一种现代工业、农业、制造业等生产领域中机械电气一体自动化集成控制技术和理论。工业控制系统指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制的自动化技术工具的总称。2、工业自动化控制系统产品(1)可编程序控制器(PLC)：按功能及规模可分为大型PLC,中型PLC及小型PLC。(2)分布式控制系统(DCS)：按功能及规模亦可分为多级分层分布式控制系统、中小型分布式

3、控制系统、两级分布式控制系统。(3)工业PC机：适合工业恶劣环境，配有各种过程输入输出接口板组成工控机。(4)嵌入式计算机及OEM产品，包括PID调节器及控制器二、工业自动化控制的现状1、PLCPLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时,计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。2、DCSDCS在国内自控行业又称之为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监

4、控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。DCS具有髙可靠性、灵活性和开放性。DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。3、工业PC工业PC主要包含两种类型：IPC工控机和CompactPCI工控机以及它们的变形机。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，IPC将占据管理自动化层。多种不同的工业PC机能够兼做服务器和客户机，并形成了

5、按区域划分的工业PC机群，依靠网络形成了集管理和控制为一体的综合系统，实现了企业内部之间的信息交换和沟通。三、自动化工业的发展趋势1、智能化从工业自动化仪表的发展趋势看.智能化是其核心部分.所谓智能化表现在其具有多种新功能。如一台智能化执行器.由于具有多种自诊断功能.使维修预报成为可能。如当执行器调节阀的阀杆行程累计超过一定长度时.就会发出信号通知维修人员进行密封填料的换；又当阀门的动作过于频繁时也可通知工作人员进行干预，以免发生事故；当用于具有蚀性的介质时，如超过一定流量及工作时间时，也能发出信号。以便及时更换.因为绝不会发生腐蚀的

6、材质是没有的。在工业控制力面.过去控制的算法.只能由调节器或DCS米完成.如今一台智能化的，变送器或者执行器.只要植入PID模块.就可以与现场有关的仪表在一起，在现场实现自主调节，从而实现控制的彻底分散，从而减轻了DCS主机的负担.使调节更加及时.并提高了整个系统的可靠性。2、高精度化由于工业生产对成品质量的要求日益提高.国家的政策和法令对节能减排也有具体的要求和规定.因此提高测量仪表与控制系统的精度就被提上了议事日程。例如变送器的精度.普遍从百分之零点七五提高到百分之零点零四。用于贸易交换计量的科氏质量流量计，精度已达到百分之零点零

7、五.部分气体超声波流量计精确度已达到百分之零点五.同时新一代的DCS也以此作为一个重要的指标。3、工业无线化现场总工业无线技术能够实现非接触传输，特别适用于恶劣环境或振动、髙速旋转对象的监控，而且降低了安装成本、持续降低运行维护成本.同时更换方便，方便升级，还能够减少接插件故障，移动自由且不受限制，工业无线技术是工厂测控模式的变革.传统认为成本过高，无法使大规模部署传感器进行监侧的应用成为可能。工业生产要求高产.稳定.优质.低耗.安全.环保。如果现场仪表能够现场通信无线化，电缆和维护的工人量都会大大减少.因此研发低功耗可靠的无线通信是

8、当前的一个重要课题。4、数字化以往绝大多控制系统的被控蟹是连续时问信号.随着数字信号处理技术的成熟和大规模集成芯片的推广，数字信号的处理方式越来越得到了推崇MD和D/A构成了机算机与自动控制系统其它部分联系的桥梁.数字计