西安科技大學高新學院　李　容

基于智能控制的工業(yè)過程控制自動化研究

西安科技大學高新學院李容

工業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，在科學技術不斷發(fā)展的背景下，如何利用先進的科學技術促進工業(yè)的進一步發(fā)展至關重要。智能控制技術是先進的信息技術產(chǎn)物，應用智能控制技術實現(xiàn)工業(yè)過程控制的自動化、智能化對于促進現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展有著積極的意義?；谝陨希疚暮喴獜闹悄芸刂坪凸I(yè)過程控制分析入手，簡要研究了基于智能控制的工業(yè)過程控制自動化。

智能控制；工業(yè)過程控制；自動化；應用

前言

就目前來看，傳統(tǒng)的工業(yè)過程控制自動化已經(jīng)難以滿足工業(yè)發(fā)展的需求，智能控制技術的發(fā)展和應用則能夠有效解決上述問題，其不僅能夠提升工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，還能夠提供工業(yè)生產(chǎn)效率?；谝陨?，本文簡要研究了基于智能控制的工業(yè)過程自動化。

1.智能控制概述

對于工業(yè)過程控制自動化來說，智能控制就是不需要人工操作和干預，通過智能系統(tǒng)來實現(xiàn)對智能工業(yè)機器的操作和控制。智能控制技術是信息技術、電子技術、控制技術、計算機技術等融合發(fā)展的產(chǎn)物，其以專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)等形式應用到各個領域中［1］。對于工業(yè)過程控制自動化來說，智能控制技術的應用能夠有效提升控制的精準性，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)控制模式的優(yōu)化，對于提升工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和工業(yè)生產(chǎn)效率有著積極的意義。

2.工業(yè)過程控制分析

顧名思義，工業(yè)過程控制指的就是對工業(yè)生產(chǎn)整個過程的控制，在進行工業(yè)生產(chǎn)的過程中，根據(jù)生產(chǎn)需要，以電子計算機、相關儀表等為基礎，結合產(chǎn)品自身需求和相關控制理論，對工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)進行設計和研發(fā)，從而是實現(xiàn)工業(yè)過程的有效控制［2］。自動化技術的應用則實現(xiàn)了工業(yè)過程控制的自動化，其能夠?qū)崿F(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)流程、設備等的有效控制，從而控制工業(yè)生產(chǎn)時間，通過儀表面板實現(xiàn)對整個生產(chǎn)流程的監(jiān)控，避免在工業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)停滯、等待和錯誤，對于工業(yè)生產(chǎn)效率的提升至關重要。

3.智能控制在工業(yè)過程控制自動化中的應用探討

3.1在信息獲取中的應用

我國工業(yè)過程控制信息化水平低是客觀存在的事實，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，在工業(yè)生產(chǎn)中用工與機械自動化之間的矛盾逐漸凸顯出來，要想實現(xiàn)工業(yè)過程以及生態(tài)建設的自動化控制，減少工業(yè)用工勢在必行。就目前來看，我國工業(yè)過程控制產(chǎn)品加工效率地下，相較于發(fā)達國家工業(yè)而言，我國工業(yè)過程自動化的發(fā)展還處于起步階段，發(fā)展?jié)摿薮?，如何應用先進的智能技術來配合管理知識是促進我國工業(yè)過程自動化發(fā)展的關鍵［3］。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，智能控制技術的應用能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)設備運行信息的自動獲取，通過智能控制系統(tǒng)的運算和處理能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)設備的智能化控制，這就有效降低了對工業(yè)用工的需求。信息化技術是智能控制技術中的關鍵，應用信息技術能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)過程控制系統(tǒng)的優(yōu)化，促進工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展，以信息技術為基礎實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程對生產(chǎn)信息的實時獲取。

3.2在系統(tǒng)建模中的應用

智能控制在系統(tǒng)建模中的應用主要體現(xiàn)在兩個方面：①在數(shù)據(jù)采集中的應用：應用智能控制可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化、智能化采集，計數(shù)器可以實現(xiàn)對采集脈沖信號的累計記錄，并將記錄到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)寄存器中，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，此外可以采用A/D轉(zhuǎn)換單元來進行數(shù)據(jù)采集，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，之后將數(shù)字信號在數(shù)據(jù)寄存器中存儲，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。此外，可以通過PLC（可編程邏輯控制器）的應用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印和讀出，將小型打印機配置到PLC中，通過打印機來講數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)打印出來，同時可以將PLC與計算機實現(xiàn)通信，通過計算機讀出數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)，并通過計算機上的相關軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，在此過程中，可編程邏輯控制器相當于計算機的數(shù)據(jù)端，其主要功能就是將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中［4］。②在監(jiān)控中的應用：有效的監(jiān)控是保證工業(yè)生產(chǎn)流程安全、有序進行的基礎，應用智能控制技術能夠?qū)崿F(xiàn)對整個工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動監(jiān)控，在應用的過程中主要也依賴于PLC，通過PLC來對工業(yè)過程個各個環(huán)節(jié)及各個設備的運行狀態(tài)和運行進程進行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常狀況，PLC會及時發(fā)現(xiàn)，并產(chǎn)生報警和記錄，在有需要的情況下可以自動終止相關設備的運行，PLC可以將故障數(shù)據(jù)傳輸給計算機中，計算機中有著工業(yè)過程故障數(shù)據(jù)庫，通過相關軟件的處理能夠明確故障位置及故障原因，從而可以及時發(fā)布在線調(diào)整指令，或?qū)刂瞥绦蛑械亩〞r器、計數(shù)器等相關數(shù)值進行修改，或強制調(diào)整為I/O狀態(tài)，實現(xiàn)故障在線處理，如果計算機處理不了，則終止運行，并告警給工作人員，進行人工故障處理。

3.3在動態(tài)控制中的應用

工業(yè)過程控制技術智能化的發(fā)展趨勢已經(jīng)取得了人們的共識，在生產(chǎn)的過程中，應用智能控制技術可以實現(xiàn)智能控制與生產(chǎn)設備、PLC以及生產(chǎn)總控部門的通訊，從而實現(xiàn)生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)的實施傳輸和共享，將工業(yè)生產(chǎn)過程與智能控制系統(tǒng)結合，工作人員通過智能控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)視工業(yè)生產(chǎn)設備，根據(jù)生產(chǎn)需求可以實時、遠程、動態(tài)的對工業(yè)生產(chǎn)設備的運行狀態(tài)進行有效的處理和調(diào)整。就目前來看，智能控制技術在工業(yè)領域的應用越來越廣泛，更多的工業(yè)企業(yè)享受到了智能控制技術所帶來的便利，但需要注意的是，許多新的智能控制技術在應用的過程中并沒有得到良好的技術管理，限制了其應用推廣，除了工業(yè)加工之外，更多的工業(yè)過程控制仍然沒有擺脫人工［5］。智能控制技術是近年來發(fā)展起來的新興技術，在應用的過程中，智能控制規(guī)律往往難以與工人的實踐經(jīng)驗結合。這就要求工業(yè)過程控制自動化應用智能控制技術的過程中要加強技術管理，盡快適應智能控制技術，只有這樣才能夠進一步促進智能控制技術在工業(yè)過程控制自動化中的進一步應用和發(fā)展。

4.基于智能控制的工業(yè)過程控制自動化的發(fā)展趨勢

未來基于智能控制的工業(yè)過程自動化有著兩個重要的發(fā)展方向，一個是智能工廠，重點對工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)及工業(yè)過程的智能化進行研究，實現(xiàn)網(wǎng)絡化分布式生產(chǎn)設施，第二個是智能生產(chǎn)，其中涉及到整個工業(yè)企業(yè)的物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)過程控制中的應用。下面從幾個方面來探討基于智能控制的工業(yè)過程控制自動化發(fā)展趨勢。

首先，是PLC的發(fā)展，微型化、網(wǎng)絡化是PLC發(fā)展的重要趨勢，而PLC的應用則智能控制技術在工業(yè)過程控制自動化中的重要形式，早期PLC有著體積大、價格高的缺陷，但近年來，微型PLC逐漸出現(xiàn)，且價格較低，隨著軟PLC控制組態(tài)軟件的發(fā)展，PLC越來越向微型化、網(wǎng)絡化發(fā)展，這對于促進基于智能控制工業(yè)過程控制自動化的發(fā)展有著積極的意義［6］。

第二，是控制系統(tǒng)的發(fā)展，當前工業(yè)過程控制系統(tǒng)逐漸向現(xiàn)場總線方向發(fā)展，能夠?qū)⒐I(yè)過程控制分散到現(xiàn)場設備中，現(xiàn)場總線技術的應用又能夠提升工業(yè)過程自動壞系統(tǒng)的開放性、互操作性和數(shù)字化水平。但需要明確的是，以現(xiàn)場總線為基礎的工業(yè)過程自動化還有著眾多工作要做，例如標準的統(tǒng)一、儀表智能化等等，因此現(xiàn)場總線自動化控制系統(tǒng)要取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)還任重道遠。

第三，是數(shù)控技術的智能化發(fā)展，智能化、網(wǎng)絡化、柔性化是數(shù)控技術重要的發(fā)展趨勢，信息技術與機床的結合、機電一體化、數(shù)控裝備、數(shù)控工藝、虛擬制造等技術的發(fā)展必將提升數(shù)控技術智能化的發(fā)展水平。

5.結論

綜上所述，本文從智能控制和工業(yè)過程自動化控制入手，分析了智能控制技術在工業(yè)過程控制自動化中的具體應用，并探討了基于智能控制的工業(yè)過程控制自動化的發(fā)展趨勢，旨在為促進我國工業(yè)過程控制自動化的進一步發(fā)展作出貢獻。

［1］雷會峰，殷碩.智能控制在工業(yè)過程控制自動化中的應用［J］.科技風，2012（1）：83.

［2］朱雪璇.工業(yè)過程控制自動化中智能控制的應用研究［J］.無線互聯(lián)科技，2012（9）：121.

［3］柴天佑，丁進良，王宏，蘇春翌.復雜工業(yè)過程運行的混合智能優(yōu)化控制方法［J］.自動化學報，2008（5）：505-515.

［4］黃飛翔，蔡啟仲.智能控制在工業(yè)過程控制自動化中的應用［J］.山東工業(yè)技術，2015（24）：17.

［5］郭晨，朱紹廬，傅光永.智能控制及其在工業(yè)過程控制與船舶自動化中的應用［J］.大連海運學院學報，1991（2）：163-169.

［6］謝英杰，蔣月靜.工業(yè)過程控制自動化中智能控制的應用研究［J］.黑龍江科技信息，2015（7）：30.