過程控制:管理術語-中文百科頻道

過程控制

　　用計算機對工藝過程的溫度、壓力、流量、成分、電壓、幾何尺寸等物理量和化學量進行的控制，全稱工藝過程自動控制。過程控制的主要作用是：保證生産過程穩定，防止發生事故；保證産品質量；節約原料、能源消耗，降低成本；提高勞動生産率，充分發揮設備潛力；減輕勞動強度，改善勞動條件。

工藝過程分連續和不連續兩大類。①連續型過程:從輸入原料到輸出成品，基本上是連續的，大部分在管道和反應釜中進行，如石油化工工藝過程。②不連續工藝過程又稱斷續工藝過程，如機械制造中的生産過程。

生産技術的發展使得生産規模越來越大，生産速度和強度越來越高，從單一參數的局部測量逐漸發展到多參數或間接指标的檢測和計算、巡回檢測和數據處理;在控制方面由簡單的順序控制、單回路反饋控制逐漸發展到集中管理、相互關聯的反饋控制、前饋控制和最優化控制等。單純采用常規儀表已難于取得預期的效果，因而在儀表控制技術的基礎上出現了應用電子計算機的過程控制。計算機過程控制的優點是：①能達到常規儀表控制達不到的速度和質量；②計算機具有分時操作功能，一台計算機能代替多台常規過程控制儀表；③計算機過程控制能夠綜合過程情況，在環境或工藝參數變化時能及時作出判斷，選擇優化的方案和對策；④對于大滞後和相關聯多參數複雜的工藝過程，采用計算機控制可以達到儀表控制所不能得到的結果。

工作原理

應用電子計算機控制工藝過程時，首先由檢測儀表對工藝過程參數如溫度、壓力、流量等進行檢測，經變送器變換為計算機所要求的電流或電壓等模拟量信号。這些信号由采樣器根據需要采入，并經放大器、模-數轉換器放大轉換為相應的數字量信号,送入電子計算機作為反映工藝過程的原始信息。計算機利用這些原始信息，按事先确定的描述工藝過程規律的數學模型進行計算。計算的結果由輸出通道輸出，通過調節儀表或執行機構去調節和控制工藝過程（圖1）。

數學模型可分為理論解析模型、經驗歸納模型和混合模型三類。過程控制用的數學模型的作用是：①預測工業生産對象的，尤其是大滞後對象的未知狀态；②求多變量系統的最優解；③不用直接測量方法而用推斷方法求出目标函數或狀态變量；④模拟複雜的系統等。

一般工藝過程的工藝參數錯綜複雜，往往不能用單純的數學理論和工具建立模型，必須總結操作人員的現場經驗，并從工藝過程的内在機理出發，建立數學模型的基礎，并通過多次試驗加以修正完善。

應用方式

計算機過程控制常見的有五種。以企業整體優化為目标（市場營銷、生産計劃調度、原材料選擇、産品分配、成本管理、工藝過程控制與優化），以計算機和網絡為主要技術實現管理與控制一體化。

①　計算機數字程序控制：特點是控制規律較簡單，速度要求不高，專用性較強。這種方式廣泛應用于各工業領域，如數字程序控制線切割機、數學程序繡花機等。

②　計算機數據采集和數據處理。

③　計算機直接數字控制(DDC):DDC是計算機用于工業過程控制最普遍的一種方式。計算機通過輸入通道對一個或多個物理量進行巡回檢測，并根據規定的控制規律進行運算，然後發出控制信号，通過輸出通道直接控制調節閥等執行機構。

④　過程最佳控制：控制計算機的功能是測量工藝過程的參數，進行工藝狀況的分析、綜合、判斷、數據處理，并按照預先給定的最佳化數學模型進行運算，根據運算的結果調整調節器的給定值，改變工藝狀況的參數，實現過程的最優控制，使生産過程達到某項指标最佳,或綜合性指标最佳。

⑤　計算機分級控制系統：許多大型工業企業已經采用計算機分布式控制，即用一台或數台中央控制室的計算機指揮若幹台現場設備的控制計算機。圖2為一鋼鐵廠的分級控制系統。它的分級控制系統由 4級組成。最高級中央計算機接受顧客的定貨單，并根據市場分析、商品目錄和工廠的反饋信息決定鋼鐵的生産計劃。第二級計算機接受總的計劃并把它分解為局部的命令。在第三級，對于具體的生産過程（如煉鐵、煉鋼、錠闆控制、冷卻還原控制等）有各自的過程控制計算機。在最低一級有溫度、壓力、電氣傳動等的直接數字控制計算機，或順序控制器，大都應用微型機。

程序的重要性的毋庸置疑的。但由于程序的計劃和控制工作單調枯燥，看似簡單平凡，所以主持其事的人往往得不到最高主管部門人員的關心和支持。在我國，真正對程序的計劃和控制持認真态度的企業或其他組織還不多，即使在這些組織中，有的也隻是“認真”過一個時期，後來因為各種原因而流于形式。所以，真正實行程序化、标準化管理并不是件容易的事。不過，我們也應當看到，随着改革開放的深入進行，随着各方面管理工作的不斷完善以及引進、吸收、消化國外先進的管理方法、技術、手段等，有不少組織也已真正開始重視并認真對待其管理當中有關程序的制訂和控制工作，并已取得良好的效果。實踐經驗證明，推行管理的程序化和标準化，是改革傳統管理方式，實現管理現代化的重要步驟。

參考書目

汪義超、孫仲美編：《工業控制計算機》，機械工業出版社，北京，1977。

顧興源編：《計算機控制系統》,冶金工業出版社,北京，1981。