过程控制

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核电厂的过程控制系统

过程控制是在工业系统中,为了控制过程的输出,利用统计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

举例[编辑]

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量,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量,。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,则是受控变量。过程控制的控制变量通常是温度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量及目标值的差异,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。

实务上的分类[编辑]

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):

全电脑化工厂的概念
  • 离散:在许多制造、运动或包装应用中会用到离散的过程控制。如汽车生产中常见的机器手臂自动组装,即为离散过程控制的例子。大部份这类的应用都是生产一个产品中个别的零件,如金属冲压成形。
  • 批次:有些应用需要以特定的量,以特定的方式及时间混合原枓。像是制造胶水,一般需要在加热的容器中混合原料一段时间。类似的例子包括食物、饮料或药品。批次程序大约用在年产量从几公斤到几千吨的产业。
  • 连续:一般一个物理系统可以由一些连续,不随时间有剧烈变化的变量所表示。例如加热器中的水温控制即为一个连续过程控制的例子。像石油、化学品或塑胶的制造就属于连续的过程控制。连续过程控制一般用在年产量从几千吨到几百万吨的产业。

统计过程控制[编辑]

统计过程控制(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。

相关条目[编辑]

参考资料[编辑]

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