一文了解过程控制，以及它在工业生产中的重要作用

在生产期间呈现出的自动化状态，表面上看好像距离普通大众十分遥远，然而实际上它却和我们每日都会用到的电力，以及日常所使用的燃料，还有各类化工产品的稳定性与安全性有着直接的关联。那么这项技术究竟是以怎样的方式从工厂朝着我们生活的各个方面进行延伸的呢，并且它的核心概念到底是什么呢？

针对工业生产里特定物理量而进行自动调节的系统，是过程控制系统，它主要应用于石油提炼、化工合成、火力发电以及钢铁冶炼等连续性很强的行业，在这些场景当中，生产一旦开启就不可以随便中断，对温度、压力等参数的稳定性有着极高要求。

自动化系统凭借持续的监控以及对这些参数的调整，以期使得生产流程能够依据预先设定的目标稳定地运行，举例而言，于大型炼油厂当中，借助精准地把控分馏塔的温度以及压力，能够把原油高效率地分离成为汽油、柴油等各异的产品，倘若此过程单单依靠人工来进行操作，那么几乎是难以达成高效以及安全的。

系统的控制目标常常是温度，压力，流量，液位，物质成分以及酸碱度等关键变量，这些变量直接体现了生产过程中物质与能量转换的状态给我，就拿火力发电厂的锅炉来说，其内部的燃气温度和压力必须严格把控，这直接关联着发电效率与设备安全。

“过程”于此处专门指代发生于设备内部的物理或者化学的变化，像是化肥生产期间的氨合成反应，需于特定压力以及温度状况下，使氮气跟氢气产生作用，控制系统的功能便是为这类反应营造并维系最优的环境条件。

自动化领域存在两个主要分支，分别是过程控制与运动控制，它们的根本区别在于控制对象，过程控制所关注的是例如温度、成分等这类状态量，其变化一般较为缓慢，所以需要进行持续且渐进的调节，而运动控制的对象乃是机械装置的位置以及速度，故而要求能够有快速而且精准的响应。

比如工业机器人（运动控制）跟反应釜温度调节（过程控制）的对照，这是个直观的例子。机器人手臂的轨迹得有毫秒级的快速定位，反应釜升温或者降温呢，可能是以分钟甚至小时计算，注重的是平稳过渡。

工业过程控制的首要目的是保证生产安全以及运行平稳，好多化工过程关联高温高压或者易燃易爆物质，自动控制系统可以做到24小时不间断实施监控，及时发出预警并且处理异常情况，切实防止重大安全事故的发生。其次，它能够明显提高产品质量的稳定性。

降低能耗以及原材料消耗这方面，过程控制系统所起作用特别显著，举例来说，于水泥生产线上，借助对窑炉燃烧过程进行精准优化，能够节省大量煤炭，并且减少氮氧化物等污染物排放，达成经济效益与环境效益的双方面共赢。

衡量一个国家工业现代化程度的重要标志，是过程自动化水平。从20世纪中期的简单仪表控制，发展到如今基于人工智能的预测性控制，其推动了整个工业体系的升级。它不但是企业提升竞争力的工具，还关乎国家资源利用效率以及基础工业安全。

在我国，伴随“中国制造2025”以及其他战略的不断推进，传统产业的智能化改造成为了重点内容。过程控制系统的升级属于这一改造的核心环节，它对于石化、冶金等高耗能行业的转型升级能否成功有着直接的影响。

当下，过程控制正跟大数据、云计算以及工业互联网深度交融，借助于在云端剖析全厂区的过往数据，能够找寻出优化生产的模型，达成更高级别的智能控制，边缘计算的运用使得现场设备的自主决策能力更为强大，响应更为迅速。

然而，新技术的集成带来了挑战，怎样确保网络信息安全，避免生产系统遭受恶意攻击，此外，如何培育既懂工艺又懂信息技术的复合型人才，这些都是行业面临的实际问题，系统的复杂化对其可靠性以及维护方面提出了更高要求。

知晓了过程控制系统是怎样作为现代工业的“神经中枢”去保障生产之后，你觉得在朝着智能制造迈进的进程里，最大的瓶颈会是处于技术层面，还是在人才与管理层面呢？欢迎来分享你的看法，要是认为本文有收获，请点赞予以支持。