論述生產過程自動化控制的發展與應用前景

姚遠洋

摘 要：在開展生產體系構建工作的時候，技術人員將自動化的新型控制技術與生產系統進行融合，主要是為了實現提升生產效率，減輕生產人員的工作壓力的目的。自動化技術在現代生產系統之中的具有極高的應用價值。然而自動化技術的成熟也經過了一個相對比較漫長的過程，當前應用的自動化程度極高的控制技術也是經過了多次實踐驗證。本文生產環節之中應用的自動化技術的過去發展歷程以及未來應用前景進行研究。

關鍵詞：生產過程；自動化控制；發展；應用前景

生產工作的效率直接決定著生產活動的價值，隨著生產技術與現代科技的飛速發展，原來在生產工作之中應用的控制技術出現了變化，從生產需求的角度來看，生產需求激增，如果只采用人工生產模式，常常會存在難以按時完成生產任務的問題，而將自動化控制技術有效應用之后，不僅僅生產活動的效率有所提升，同時生產出的產品的品質也逐漸轉好。從這種應用效果可以發現自動化控制技術的必要性。

1 發展情況分析

從控制技術在不同的生產時期的應用情況來看，其發展狀況主要可以被劃分為以下三個階段：

1.1 第一發展階段

早在20世紀我國的生產活動就已經展露出自動化的生產特點，在這個階段之中，自動化控制技術并不成熟。在對自動化技術進行闡述的時候，主要是從數學學科的角度，其指令傳輸一般都是借助函數計算的方式獲取的。頻率計算法是其計算的理論基礎。將計算與生產結合，在實際的生產活動之中找出操作規律，這階段的自動控制技術具有的自動化程度比較低，同時還需要付出大量的人工力量，雖然過于依賴生產經驗，但是這一時期出現的計算方式卻具有極高的先進程度，也為后續的自動化操作發展提供了一定的理論基礎。

1.2 第二發展階段

十年后是自動化發展的第二階段，在50年代的末期的時候，結束戰爭開始擴大生產。而且眾多的都達到生產的最大化。隨著生產規模的擴大，對生產的控制也開始走向集約。如果依舊使用老舊的生產理論，已經不能適應生產的步伐，因此要采用自動化的控制，也正是這個時候出現了自動控制理論，在這種理論的支持下，取得的成就很大。在上個階段主要是分析了外部的規律，但是現在研究的對象轉為內部數據。通過對數據的分析，來判斷自動化控制的可行性。在分析數據的時候，要保證數據是正確的，這樣才能將去運用到生產環節中。在最開始階段對生產的控制主要是控制流程，而現在更多的是控制細節，甚至是從局部的生產出發，采用分區的方式控制生產。在實現控制生產全局的時候，先從重點位置開始，由控制該位置開始，近而控制局部位置，從而使控制理論得到升華。在控制理論剛出現的時候，因為科技有限，而且生產工藝還比較落后，所以理論沒有確定，但是在不斷發展的今天，控制理論已經確定。人們對于控制的工作也不再盲目，而是在理論的指引下，完成對生產的自動化控制。也是在這一時期，出現了很多的電子產品，而且用于電子產品的研究也增多，計算機就是在這一時期出現的，計算機的出現是控制理論的一種發展形式。

1.3 第三發展階段

20世紀70年代時期是生產過程自動化的第三個階段，在這一階段當中，生產自動化的發展的到了質的飛躍，這是他們成為第三階段的明顯標志，主要體現在以下兩個方面上。就第一個方面，在七十年代成型的電子計算機設備已經開始投入應用，并針對性的開發出了適合生產模式的電子設備。大規模的集成路線與設備的開發，不僅降低了電子計算機的成本，還相應提高了其適用的范圍，從而因為價格的降低，被更為廣泛的開發與應用。尤其是在機械監控上，徹底擺脫了以前復雜且實際效果低的監控設備，提高了機械自我診斷的功能，加強了儀表盤自我檢測的強度。

在這一時期，針對電子計算機，有分析除了具體的工程參數，并將這些參數與計算機的系統相結合，最終通過計算即的運算的出這些參數的準確性，并加以調整，減少了其參數多控制回路多的麻煩，這也就是所謂的“分布式控制系統”，又稱集散控制系統，它是集計算機技術、控制技術、通訊技術和圖形顯示等技術于一體的計算機系統，一經問世，就受到青睞。這種系統在結構上的分散，即將計算機分布到車間或裝置一級，不僅使系統危險分散，消除了全局性的故障點，增加了系統的可靠性，而且可以靈活方便地實現各種新型控制規律和算法，便于系統的分批調試和投運。顯然這種分布式系統的出現，為實現高水平的自動化提供了強有力的技術工具，給生產過程自動化的發展帶來深遠的影響，使生產自動化進入了計算機時代。第二個特點是控制理論與其它學科相互交叉，互相滲透，向著縱深方向發展，從而開始形成了所謂的第三代控制理論，即大系統理論和智能控制理論。

2 應用前景

自動化控制技術與生產活動存在著相互促進的關系，全新的生產需求推動著自動化控制技術的研發工作，而新型的控制技術改變了生產活動的開展狀態。從當前的生產需求來看，生產者在生產效率逐漸穩定之后，加大了對生產環境的安全度的重視，主要是需要通過自動控制技術來對生產環境進行控制，當生產環境出現危險因素之后，控制系統就可以自動將危險因素消除。除了這種系統改進工作之外，技術人員還將研發重點放置在與控制系統相連的計算機系統之中，借助計算機系統來直接對各種生產過程之中的各種生產行為加以控制，為了將使生產系統與自動化控制系統具有更好的契合度，技術人員還需要對兩種系統的融合方式展開持續性研究。智能控制是一種生產控制活動的新需求，技術人員可以將與生產工作相關的專家系統添加到生產體系之中，在提升生產專業化程度的同時，還需要對生產流程進行優化。

隨著自動化的腳步不斷加深，整個生產過程當中出現了良好的循環，以前人為造成的一些失誤或者誤差都以悄然消失，增加了產品出產率以及質量的同時，還降低了一些事故的發生，減少了不必要的損失，所以生產自動化已經成了一項生產當中不可卻少的只能程序。

3 結束語

采用人工生產的方式進行生產的時候，生產者不僅僅需要耗費較多的生產時間，同時人工生產出的產品還會存在細節性的瑕疵問題，而在應用當前比較成熟的自動化技術時，自動控制系統不僅將生產速度提升，同時還減少多種產品生產問題，生產者也不必承擔過多的生產風險，生產活動的虧損也被降低。本文主要從發展階段的角度對生產過程中使用的自動控制技術的發展歷程進行了研究，最后又根據其在現有的生產體系之中的應用情況對其未來應用前景進行了積極地展望。技術人員應當根據不同類型的生產體系研發更具有針對性特點的自動控制技術。

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