過程控制的總概述

摘要：自動化技術的發展由來已久，設計方方面面。在本文主要講述了自動化技術在生產和生活中的應用，以及其重要性。

關鍵詞：過程控制；反饋原理；工業生產

自動化技術的發展是一個漫長而又有規律的過程，其經歷了主要的五個階段。其中包含：工匠技巧階段，技術化階段，理論化階段，還有系統化和智能化方法階段。在工匠技巧階段，有許多發明可以發現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，以及著名科學家張衡發明的水運氣象臺，渾天儀。還有希臘人發明的水鐘等等，很多的發明創造都可以看到自動化的影子。以及種種暗算機關，以及機器獅等。在技術化和理論化階段，瓦特于1788年發明的蒸汽機標志著人類的社會工業革命新階段的開始。在系統化和智能化方法，由維納發表的《控制論》一書，標志著控制論的正式誕生，它也是現如今自動化知識的理論基礎。并且自動控制的應用有四個方面：在工程方面，在社會方面，在經濟方面以及生物控制論。錢學森教授在1954年發表的《工程控制論》標志著工程控制學科的誕生。

在現代生活中，自動化裝置也得到了廣泛的應用。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節器，電冰箱，洗衣機，電飯煲的使用，食品藥品的工業化生產，化工產品的生產，機械自動化，軍事自動化，航空航天等的過程控制等

在現代生活中，有很多機器或者是裝置應用了自動化裝置，例如：空氣調節器，電冰箱，洗衣機，電飯煲，還有很多其他的生活用品。并且在工業生產中還有很多利用自動控制系統來代替或者節省人力勞動的裝置。

還有，在信息處理，生物系統，以及社會經濟系統中也有著自動控制。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的自動控制系統還要復雜的綜合智能自動化系統。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。

在過程控制中應用了反饋原理，其中最經常應用的是負反饋原理。負反饋原理是使系統輸出信號趨于穩定或者說使系統的被控變量與給定值之差減小的反饋，它是一種可以修復的反饋原理，而正反饋原理是使系統輸出變量單調變化趨于極限或者說使系統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則分程很多不同的種類。1.按照調節規律分，可以分為比例積分控制系統，比例微分控制系統，比例積分微分控制系統以及混合控制系統等控制系統。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。3.按照系統傳遞信號的所用的介質分，可以分為機械式的，液動的，氣動的，電動的等。4.按照系統所控制的對象分類，可以將設備分為傳熱設備，干燥塔，吸收塔，化學反應器，流體傳送設備等控制系統。5.按照系統功能和結構分類，可以分為簡單和復雜等控制系統。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。

在控制系統的分析中，可以利用很多種方法。例如：方塊圖法，模型法，傳遞函數法，經典途徑中涉及到的的根軌跡法，頻率特性法等等。在控制系統的構成中，有簡單控制系統，其中包含四個部分：對象，調節器，調節閥，檢測變送。而在自動化的設計中，有以下幾個步驟：明確基本要求，基本內容（確定控制方案，選型，相關工程內容的設計），基本程序。

在我們常用的復雜控制系統中，有我們在本學期課程中深入了解的串級控制系統，均勻控制系統，選擇性控制系統，分程控制系統，比值控制系統，前饋控制系統以及多沖量控制系統等。在我們很少本學期涉及的先進控制系統領域中，有時滯補償控制系統，推斷控制，自適應控制系統和預測控制系統，解耦控制系統，以及智能控制系統等等。

自動控制系統是基于可編程的控制系統，簡稱為plc。其發展史是：初始階段，擴展階段，通信階段和開放階段。可編程控制器的特點是：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，外部設備等。軟件部分包含；系統程序以及用戶程序。編程的語言有五種方法：指令語句表，梯形圖，數字邏輯設計法，狀態流程圖，高級語言。

中藥是我國自古以來的瑰寶，如今我國已經將自動化裝置加入到了中藥的生產中。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，干燥過程控制系統以及包裝過程控制系統中。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，以及增加了質量。濃縮是將提取液水分蒸發，使其濃度達到生產要求，因此濃縮這一過程的好壞在很大程度上決定了最終產品的質量。而自動化裝置的加入，省卻了很多勞動力并且提高了效率，以及增加了質量。在各個環節中生產所需的物料，如原料、中間產物，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，以及增加了質量。中藥生產的最后環節是進行包裝，包裝是將中藥產品進行密封且包裝，因此實現對包裝這條生產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，以及增加了質量。

過程控制在我國的各個領域得到了廣泛的應用，由于自動化的發展與振興，不但使得我們的生活水平得到了很大提高，而且使我國的經濟，政治，科技，文化，軍事等也迅猛發展。我們當代大學生，作為祖國的棟梁之才，更加有責任和義務去努力學習，刻苦專研，把我國建設成為科技強國，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，學歷：本科在讀，研究方向：藥學