过程控制

✍ dations ◷ 2025-04-26 10:54:14 #自动控制,控制论,产业

过程控制是在工业系统中,为了控制过程的输出,利用统计或工程上的方法处理过程的结构、运作方式或其演算方式。处理过程控制的系统可称为过程控制系统。

例如利用加热器调节房间的温度即可视为一个过程,因为其目的是要使一输出量(在此例中是温度)到达一理想值内(例如20度),且此输出量不随时间变化。在此例中温度是一个控制变数,不过若用温度计量测温度,决定是否加热,温度也同时是输入变数,。理想的温度(20度)为目标值,加热器的状态(如加热器控制热水流量的阀门)会随控制而改变,则是受控变数。过程控制的控制变数通常是温度T、压力P、流量F、液位L、成分A、PH值之等的过程变量。

常见的控制设备是可编程逻辑控制器,简称 PLC。PLC读取许多模拟或数字的输入,内部程式会根据输入产生模拟或数字的输出。若以上一段的例子延伸,房间的温度是 PLC 的输入,内部程式会比较输入变数及目标值的差异,再决定是否加热量要增加或是减少。PLC 的输出会用来改变加热器阀门开启的大小。更大(或更复杂)的系统可能会由分散式控制系统(Distributed Control System, DCS)或SCADA来加以控制。

实务上,过程控制可以用以下的方式分类(不过,有些应用会同时用到以下几类的过程控制):

统计过程控制(英语:Statistical process control)(SPC)是一个可以用控制图监控一个程序的有效方式。它特别之处是可以同时监控一个程序主要的输出及其变动。借着在程序中不同的点收集数据找到会影响品质的程序变异,设法加以检测及修正,以减少不良品到客户端的比率。统计过程控制强调早期检测问题及问题的防范。

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