假如自动控制系统是个人？

1自动控制与自动化控制系统

在讲过程控制之前，首先要知道什么是自动控制。

所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器)，使机器、设备或生产过程(统称控制对象)的某个工作状态或参数(即被控量)自动地按照预定的规律运行。

其实自动控制离我们很近，比如，家居必备的抽水马桶就是一个很好的例子。放水冲刷后，水箱里水位降低，浮子随水面下降，进水阀打开。随着水位的升高，进水阀逐渐关闭，直到水位达到规定高度，进水阀完全关闭，水箱里面的水正好准备下一次使用。

能够完成自动控制任务的系统称为自动控制系统，它是由若干控制器和被控对象构成的一个整体。自动控制系统的核心是控制算法和解决方案。

自动控制系统包括

• 设备及网络的配置

• 控制范围及功能

• 控制策略的实施与规划等

2自动化控制系统结构拟人化

自动控制系统可以以人的意志为基础，来操作各种设备，既然自动控制系统能实现替代人的功能，那么它也应该具有类似人体的结构，如图下1所示。

图1 自动控制系统整体框架

1）数据采集及控制设备

数据的采集和设备的控制是两种相反的操作，但是在系统中处于同一地位，控制系统用它们来感知世界，完成指令，相当于人的五官、手、脚等，该部分完成各种温度、压力、流量等参数的采集，或者把控制中心的控制指令传达给现场执行设备，如电动门、电机、水泵、控制阀等。

对于不同的物理参量，我们会使用不同测量原理的传感器，经过某种转换后提供给下一级设备处理，对于千差万别的设备，大家都追寻同一标准，这样方便接入不同的系统，形成通用的设备。比如应用不同检测原理对温度的采集、对压力的采集、对流量的采集等，数据经过数字滤波、信号放大等处理以后，转换成4-20mA或者0-5V标准信号、脉冲、甚至数字信息等电信号，这样就为数据的传输打下了基础。

2）网络通信

网络通信及设备是循环系统，是输送各种养料的通道，它把身体的各部分机能联系起来，是数据传输的通道，类似人类的血液循环系统、神经系统。

3）监控系统

监控设备相当于人的大脑，实现控制方案的计算、故障判断及处理，完成与人的交互操作。它包括控制器、操作员站、服务器等。

4）控制方案

控制方案是现场工艺的实现方法，是人的思维的体现，是精神，是灵魂，甚至可以实现智能管理、故障判断、智能调节等功能。

图2控制系统硬件结构图

怎样，是不是人有的器官，控制系统都有呢？控制系统预留了越来越人性化的接口进行人机互动。

综上所述：基于生产过程控制工业的自动控制系统被称为过程控制系统。

过程控制系统的实现大概是这样的：

1. 根据不同行业的工艺要求，制订出控制方案

2. 把方案用直观的编程语言或流程框图描述正确

3. 下装到控制器里面，

4. 控制器通过强大的运算和记忆功能，根据当前现场的各种条件，比如温度、压力、流量的变化等(称为工况)，产生出运算结果(称为控制输出)，

5. 这些结果通过硬件设备转换及网络设备传送到控制阀或开关设备上，控制现场设备做出相应的动作

6. 最后实现控制工艺的要求，这样就达到了自动控制的目的。

3自动化控制系统范围和发展

一般过程控制系统主要应用在发电厂、化工、水泥、供热系统、水处理系统等注重流程的行业。这样的工业过程使用原始的材料，经过各种物理的或者化学变化，经过粉碎、高温、高压、催化、混合等工艺手段，生产出满足需要的产品，这些产品最终为人类所应用、消费。

由此可见，我们把原始资料经过若干处理产生出产品的过程称之为生产过程，面向这个过程而总结的控制理论叫过程控制理论，因此过程控制理论应该是概括的、复杂的、具有不确定性的一种科学体系。

那么自动控制设备、自动控制系统和过程控制系统三者存在以下关系。

图3 自动控制设备、自动控制系统和过程控制系统的关系

1. 自动完成某项工作的设备是自动控制设备

2. 若干自动控制设备互相协助，完成某项任务，被称为自动控制系统

3. 应用于过程工业的自动控制系统就叫做过程控制系统

因此，过程控制系统是自动控制系统在应用方向上的一个分类，当然，也有其他类型的自动控制系统，比如运动控制系统、飞行控制系统等。

进化论告诉我们，事物的发展是由低级到高级进化的过程。人的进化是这样，自动控制系统也是这样。

这张图片蛮有意思的。人类追求肢体解放的道路就是自动控制由低级向高级不断迈进的道路。

就拿交通工具发展历程来说，这个发展历程不是高级取代了低级，而是融合共生，分布满足人类不同情况的需求。

步行→独轮车→自行车→摩托车→汽车→火车→高铁→飞机→航天飞机...

【一个比一个快，一个比一个强，一个比一个远】这就是人类不断追求不断进步的方向。

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