过程控制发展史：从人工调节到DCS与智能控制

过程控制系统是工业生产中不可或缺的一部分，它通过自动化手段确保生产过程按照预设目标进行，从而提高效率、安全性以及经济效益。选择合适的控制器类型取决于被控过程的特性和系统控制质量的需求。以下是根据过程特性分类的一些关键点： 1. 对象特性与性能要求： - 广义对象：如果控制通道时间常数较小且负荷变化不大，可以选用允许有余差的简单控制，如比例(P)调节器。 - 同样的广义对象，若不允许余差，则应选择比例积分(PI)控制器，它能消除静态误差。 - 对于时间常数较大或容量滞后较大的情况，可以考虑比例微分(PD)控制器，即使存在负荷变化也能提供较好的响应。 - 如果负荷变化非常大，可能需要复杂的控制方式，如比例积分微分(PID)控制器，它可以综合前面两种控制器的优点。 2. 控制系统的演进： - 20世纪40年代至60年代，基础的基地式仪表控制系统开始发展，集成测量、变送、显示和控制功能，以人工调节为主。 - 60年代的单元组合仪表控制系统（如DDZ-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）引入标准化信号接口，提高了系统灵活性。 - 70年代，计算机集中式控制系统(CCS)出现，一个计算机可以替代多个模拟控制器，实现了控制的集中管理。 - 80年代，集散式控制系统(DCS)诞生，控制功能分散，但管理集中在上层，实现了分级分布式的控制。 3. 控制理论的发展： - 早期以反馈为中心的经典控制理论主导，随着科技的进步，现代控制理论如状态空间法、极小值原理和动态规划被应用，推动了从单输入单输出(SISO)向多输入多输出(MIMO)系统的转变。 - 20世纪70年代以后，智能控制理论、模糊控制、专家系统控制和模式识别技术成为研究热点，非线性分布式参数控制、解耦控制等先进方法也逐渐融入过程控制。 选择过程控制系统的关键在于理解被控过程的特性，同时根据系统的性能需求和科技进步，合理选用相应的控制器类型和控制理论。过程控制系统的发展历程反映了技术的不断迭代和优化，以适应日益复杂的生产环境和更高的控制精度要求。