
過程控制是指通過實時監測和調節生産或操作流程中的關鍵參數,使其按照預定标準穩定運行的技術手段。這一概念在工業自動化領域具有重要地位,其核心在于通過閉環反饋系統實現動态平衡。
從學科構成來看,過程控制融合了控制理論、儀器儀表技術及計算機科學三大基礎領域。《自動控制原理》(胡壽松主編,科學出版社)指出,典型的過程控制系統包含傳感器、控制器和執行器三大模塊,通過數學建模建立被控對象與調節量之間的函數關系,常用傳遞函數表示為: $$ G(s)=frac{Y(s)}{X(s)} $$ 其中$Y(s)$為輸出變量,$X(s)$為輸入變量。
根據《現代漢語詞典》(第7版)的釋義,"過程"指事物發展所經過的程式、階段,而"控制"則強調通過特定方法使對象處于可調節狀态。兩者結合形成的專業術語,在石油化工、電力生産、食品加工等行業體現為溫度、壓力、流量等物理量的精準調控。中國自動化學會的研究數據顯示,優化後的過程控制系統能使能源利用率提升15%-30%,産品質量合格率提高20%以上。
“過程控制”是工業自動化領域的核心概念,指通過實時監測和調整生産過程中的物理量(如溫度、壓力、流量等),确保系統穩定運行并達到預定目标的技術體系。以下是詳細解析:
被控對象
指需要調節的工業設備或流程,如化工反應釜、發電鍋爐等。其狀态通過傳感器實時監測(如熱電偶測溫度、壓力變送器測壓力)。
控制器
根據設定值與實際值的偏差進行計算,常用PID控制算法(比例-積分-微分),公式為:
$$
u(t) = K_p e(t) + K_i int_0^t e(tau)dtau + K_d frac{de(t)}{dt}
$$
其中$e(t)$為誤差,$K_p$、$K_i$、$K_d$為調節參數。
執行機構
如調節閥、變頻電機等,根據控制器指令調整操作量(如開度、轉速)。
該技術直接影響生産效率與安全性,例如在乙烯生産中,先進控制可将收率提升2%-5%,同時降低能耗。隨着工業4.0推進,過程控制正從局部優化向全生命周期管理演進。
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