浅谈计算机在自动控制中的应用

浅谈计算机在自动控制中的应用

摘要： 计算机自动化控制在钢铁行业、电力、自动驾驶、印刷造纸、纺织、化工、医药、食品等行业得到了广泛的应用，取得了显著的效果。本文简述计算机自控的特点、组成以及在化工行业中的应用。

abstract： the computer automation control is widely used in the steel industry， electricity， autopilot， printing and paper， textile， chemical， pharmaceutical， food and other industries， and has achieved significant results. this paper describes the features and composition of computer automation control， as well as its application in the chemical industry.

关键词： 计算机专家系统；自动控制；化工应用

key words： computer expert system；automatically control；chemical applications

中图分类号：tp39 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）05-0192-02 0 引言

化工行业体现一个国家的综合实力，在当今各个国家都有相对重要的地位，甚至是关系到某些以化工产业为支撑的国家的经济命脉产业。化工行业以高速的发展、种类繁多、工艺复杂且可能对操作过程有毒副作用以及对环境也有较大冲击，因此计算机的飞速发

展，以其可以自动化远程精准控制，降低操作和监控的复杂性，计算机的使用使得在化工行业的自动控制变成了可能。 1 计算机的自动控制系统特点

自动控制对于各个行业的发展越来越重要。自动控制技术加上计算机技术犹如锦上添花，实现了常规控制解决不了的难题。由于计算机在自动控制系统中拥有大量储存能力，强大的自动运算和逻辑判断，具有绝佳的性能指标。归纳起来最为突出的计算机控制系统特点如下：①控制灵活、随时可以更改、形式多样。②控制与管理监控并行处理，自动化程度得到进一步提升。③可以实现最优化的控制。④投资相对较少却能得到最大收效。 2 计算机控制系统分类

计算机的自动化控制主要可以分为以下几类：①数据处理系统。数据本身没有可控性，但是一个控制系统离不开数据的采集和处理，计算机的数据处理系统对生产过程大量参数的几类和实时分析，以达到对生产过程各种趋势分析。②监督控制。监督控制中计算机根据生产过程工艺参数和数学模型给出工艺参数的最佳值，作为模拟调节器或数字调节器的比例中项定值，监督控制系统分级控制计算机。

3 对象特性的影响

①对象放大系数对控制性能的影响。动通道的放大系数kn尽可能的小就能减小控制误差，控制精度也就越高。其次控制通道的放大系数km对系统性能没有影响，因为km完全可以由调节器的比例

系数来补偿。

②对象的惯性时间常数对控制性能的影响。设扰动通道的惯性时间th，控制通道的惯性时间常数tm经过推导可知：当tn加大或惯性环节的阶次增加时，可以减少超调量。当tm越小反应越灵敏，控制越及时性能也越好。

③对象的纯滞后时间对控制中的影响体现在扰动通道纯滞后时间没有影响而控制通道纯滞后时间表使系统的超调量加大，调节时间加长，纯滞后时间越大控制性能越差。 4 计算机自动控制在化工中的应用

4.1 化工生产特点 化工是化工行业里的一种典型，化工生产的计算机自动控制技术也在不断发展，现就计算机在化工生产中对于安全管理的应用来简述计算机自动控制系统的应用过程。化工同其他类似行业一样，通过人员的常规管理已经很难做到安全生产，其具有以下多个特点：①无仪表盘的crt化。②信息量大，处理高度化。③操作的集中化。④远距离控制。⑤复杂工艺工序。⑥体统特别庞大。

4.2 化工安全管理的实现 为保证化工行业的安全生产与管理，计算机的自动控制在化工生产中的投入可以实现安全管理。 4.2.1 计算机对事故信息数据库的设计 为保证融合新技术后的安全生产，事故信息数据库的设计是很好的手段，对事故信息进行收集、处理和使用hat（隐患、事故、故障）信息管理系统。其事故信息搜集流程见图1。为便于生产与管理人员使用搜集到的信

息，一般在办公室或者操作站设置有信息室，里面有可以查阅用的计算机，存入详细信息的文本和图表、事故参数与案例。 4.2.2 事故原因分析和计算机专家系统的设计 当一定数量的事故发生和采集数据库建成后，采用人工类比法，防止类似事故发生。该对比是由计算机的专家体统完成的。专家库的设计需要有足够多的事故实例详细信息，发生原因和时间地点以及状况等等。专家系统的一个重要组成是建立if-then规则为知识形态的知识库，如图2。

搜集的数据库总是有限的，不能够涵盖左右的事故事例，但是专家库可以通过模拟组合分析，经过简单计算，推论出供参考的“直接原因”来。

在计算时，首先设因子a发生时的事例集合为a，因子b发生时事例集合为b，则因子a和b的相关度rab=（a∩b）/（a∪b），a和b的关系越强其关系度越接近1，反之则接近0。

利用相关度建立的专家系统概念如图3。由图3不难看出，0.621最大，因此误操作被推论为火灾事故的直接原因。然而因误操作对各项目诸因子有较大的相关度值，因此被推论直接原因的概率高，而管理不良则不然，可以用p/q的修正值来作为衡量依据，如检查不良0.605为该事故的第一候补原因。诊断型专家系统的结构图4。 过去很多大事故都是刚出现异常时做出错误判断而引起的，因此计算机的专家系统在化工生产的安全监控中可以起到极大的作用，它可以及早作出计算判断出一个可能造成事故的参数，只要管

理和操作者对于数据的观察就能察觉到一些难以人为干涉到的工艺工序环节，即使在密封环境内生产，对于气压、温度等等细微的变化都可以通过专家系统看出是否偏离正常控制范围需要注意，何时到达报警值需要停止生产进行调整，如何调整，调整的地点在哪里都可以在专家库系统里清晰反映出来。 5 结语

化工业的迅速发展也带动了计算机技术在该项领域的扩展使用，无论从生产过程控制到调节、检测，还是到生产事故以及安全判定都有参与其中。计算机的自动控制可以实现常规控制中人的不足，做到远程操作，简化按键，拥有超强的自学习功能的专家系统进行比较计算，预判或者查找出问题出处和直接原因。从本文中参考的化工和白酒工业勾兑生产环节都体现了计算机自动控制在应用中的极大优势。 参考文献：

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[3]贾宝瑞.季树太.张建强.化工自动控制系统应用分析[j].应用技术，2012.