導(dǎo)語：工業(yè)過程控制自動化與智能控制探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：社會從工業(yè)1.0時代發(fā)展到4.0工業(yè)深度自動化階段，對于工業(yè)生產(chǎn)過程采用PID、分類、回歸、聚類等算法，實行自動化控制，并衍生了不少智能控制手段。未來工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)電技術(shù)的智能化發(fā)展還會更加深入，衍生出更加先進(jìn)、更加智能的應(yīng)用。文章分析了工業(yè)過程控制自動化、智能化等，探索目前工業(yè)過程控制自動化中的智能控制應(yīng)用，展望未來從自動化到智能化的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：工業(yè)過程控制自動化；智能控制；技術(shù)

隨著時代的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)制造正在朝高度集成化、深度自動化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。通過多種精確度極高的電子感應(yīng)元件設(shè)備，加上精妙的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對工廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的實時采集和分析；通過編寫好的生產(chǎn)邏輯對工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行自動化控制。而今工業(yè)自動化已經(jīng)越來越成熟，正朝著智能化大步邁進(jìn)。“過程控制”是一個專屬名詞，通常和自動化放在一起來說，指的是從項目開始到項目結(jié)束，關(guān)注溫度、壓力、流量、液位和成分等工藝參數(shù)，使其符合生產(chǎn)要求。過程控制旨在提高產(chǎn)量和質(zhì)量、提高生產(chǎn)安全性、降低污染、達(dá)到綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、降低操作性、降低勞動量等等。整個控制過程通過精密的檢測設(shè)備，再加上自動化控制及管理系統(tǒng)，依據(jù)設(shè)定好的生產(chǎn)邏輯運(yùn)行，利用計算機(jī)及時采集檢測數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生許多智能化應(yīng)用，即過程控制與自動化（見圖1）。而智能化則是在自動化基礎(chǔ)上衍生的智能應(yīng)用，工業(yè)生產(chǎn)要先會爬，再會走，然后會跑。所謂會爬，是指最基本的自動化、信息化；會走是指數(shù)字化；會跑是指智能化，這是一個循序漸進(jìn)的過程。PID控制是一套控制算法，即從比例、積分、微分3個方面計算控制，更加精確，更加協(xié)調(diào)。

1智能控制應(yīng)用

1.1自動化運(yùn)行

將基于機(jī)電控制裝置和電子計算機(jī)編程機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行邏輯作為指令操作，讓工廠生產(chǎn)設(shè)備按照設(shè)定好的編程邏輯來執(zhí)行控制命令，讓整個工作得以在自動化控制下進(jìn)行。自動化運(yùn)行控制邏輯大多為PID控制算法，而實現(xiàn)的手段由上位組態(tài)、集散控制系統(tǒng)DCS、PLC等自動化系統(tǒng)來管理。最為常見的是PLC系統(tǒng)，也叫作可編程控制器[1]。PLC系統(tǒng)大致分為以下模塊：（1）輸入采樣。接受被控設(shè)備的信號，作為自動化控制的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)，對象是工業(yè)生產(chǎn)的溫度、壓力、流量、液位和成分等工藝參數(shù)。所采集的信號按性質(zhì)的不同可分為模擬量、開關(guān)量、脈沖量、數(shù)碼量、相關(guān)量、計算量等。（2）程序執(zhí)行。按照生產(chǎn)經(jīng)營所需，設(shè)定自動化控制邏輯，讓工廠生產(chǎn)按照自動運(yùn)行的邏輯執(zhí)行。（3）輸出刷新。在一定周期內(nèi)進(jìn)行輸入采樣，通過PID、分類、聚類、關(guān)聯(lián)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法，分析被控機(jī)電設(shè)備運(yùn)行信息是否符合邏輯，無異常數(shù)據(jù)則通過，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)則停止?？偠灾?，通過PLC系統(tǒng)和PID算法，大大提高了機(jī)電設(shè)備的集中管理和自動控制（見圖1）。

1.2實時監(jiān)控并智能報警

在輸入采樣、輸出刷新的過程中，工業(yè)生產(chǎn)自動化系統(tǒng)通過精良的電子傳感器、感應(yīng)元件等，對目標(biāo)物進(jìn)行安全監(jiān)控。包括設(shè)備開停機(jī)過程監(jiān)視、運(yùn)行監(jiān)視、異常工況、故障處理等監(jiān)視，收集溫度、壓力、流量、液位和成分等工藝參數(shù)。通過算法分析，如發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，第一時間智能報警，將信息反饋給相關(guān)工作人員[2]。

1.3智能診斷

工業(yè)生產(chǎn)自動化系統(tǒng)還有智能診斷的功能，通過被控生產(chǎn)設(shè)備的日常運(yùn)行日志、維修日志等，給出一定的維修診斷意見，幫助相關(guān)工作者第一時間找出問題，立刻解決問題，避免造成過多影響。

1.4智能決策

基于工業(yè)生產(chǎn)的眾多行為被數(shù)據(jù)化改造，數(shù)據(jù)能夠反映工業(yè)生產(chǎn)的大多數(shù)情況，因此在數(shù)據(jù)采集與處理背景下，可以發(fā)掘數(shù)據(jù)背后的價值，從而有利于工作者展開智能決策。結(jié)合圖1來看，網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字化通過總集成和終端屏幕將工廠生產(chǎn)運(yùn)行過程可視化。通過采集而來的運(yùn)行過程大數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)車間、人員分配決策、精細(xì)化維修決策、能效管理等[3]。

2未來智能化發(fā)展趨勢

2.1更加深入的自動化領(lǐng)域

自動化是智能化的基礎(chǔ)，很多智能化應(yīng)用都是在自動化的基礎(chǔ)上衍生出來。目前很多工業(yè)生產(chǎn)的自動化都不能稱為深度自動化，大多處于半自動化階段。未來進(jìn)入深度自動化領(lǐng)域，每一個設(shè)備都將加入計算機(jī)監(jiān)控的電子標(biāo)簽，保證集每一個數(shù)據(jù)的跟蹤、查詢、監(jiān)測、調(diào)度于一體。

2.2人工智能

人工智能是工業(yè)智能化的重要特點，深度利用人工智能，包含人工智能語音識別、人工智能掃描等關(guān)鍵技術(shù)組建人工智能機(jī)器人，將人工智能機(jī)器人投入工業(yè)生產(chǎn)過程。例如物流行業(yè)中的智能分揀機(jī)器人，能夠自主完成移動、暫停、躲避障礙物、投放快遞等操作，基本上可以替代人工，也可將人工智能機(jī)器人投入危險工作場景[4]。

2.3微型化

未來電子機(jī)械硬件會越做越小，朝著微型化的方向發(fā)展。產(chǎn)品具備體積小、耗能低、運(yùn)動靈活等特點，可以適用于更多場景、更復(fù)雜環(huán)境中。收集到設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)之后，能夠立刻反應(yīng)立刻處理。發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，第一時間智能報警，反饋給相關(guān)工作者。但數(shù)據(jù)的刷新仍會有周期限制，未來工業(yè)生產(chǎn)自動化、智能化，刷新率必然會越來越高，精細(xì)到每分每秒，實現(xiàn)對被控設(shè)備的實時檢測。

2.4數(shù)據(jù)模擬與前饋控制

對機(jī)電設(shè)備的信息進(jìn)行精準(zhǔn)收集，分析設(shè)備的特性?；谧詣踊瘷C(jī)電設(shè)備運(yùn)行大數(shù)據(jù)，進(jìn)一步對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納，科學(xué)構(gòu)建模型，具備運(yùn)行邏輯或運(yùn)行條件，模擬自動化機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。盡管這只是模擬數(shù)據(jù)，但有較高的參考價值。前饋控制指的是收集運(yùn)行數(shù)據(jù)，掌握規(guī)律，預(yù)測趨勢，進(jìn)而做出最科學(xué)正確的判斷。數(shù)據(jù)模擬能夠為前饋控制提供便利。

2.5遠(yuǎn)程操控

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，可以實時掌握每一個自動化機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)異常問題之后，工作人員可以遠(yuǎn)程在線處理。對故障精準(zhǔn)定位，較輕的故障由設(shè)備自行檢修，較重的故障由工作人員發(fā)出指令，讓智能機(jī)器人迅速處理故障，更加方便，更加智能。

3結(jié)語

綜上所述，基于工業(yè)過程控制自動化，衍生出很多智能控制應(yīng)用，未來工業(yè)生產(chǎn)還會朝著深度自動化、智能化的方向發(fā)展。機(jī)電設(shè)備會越來越先進(jìn)，不斷推動社會發(fā)展，具有非常積極的現(xiàn)實意義。

[參考文獻(xiàn)]

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

[2]景立云.工業(yè)過程控制自動化中智能控制的應(yīng)用研究[J].民營科技，2015（6）：121.

[3]王丹.關(guān)于工業(yè)過程控制自動化中智能控制應(yīng)用的探討[J].工程技術(shù)（全文版），2016（7）：249.

[4]黃恩令.工業(yè)電氣自動化的重要性和發(fā)展趨勢[J].科學(xué)與財富，2012（5）：412.

作者：陳永生 單位：中科（廣東）煉化有限公司