為了使一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程或一個(gè)企業(yè)良好、高效地運(yùn)行，都離不開對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程物料、能源、人力等的管理、組織和運(yùn)作。要達(dá)到目的，必須對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)和控制。因此，生產(chǎn)調(diào)度、安全穩(wěn)定地生產(chǎn)與操作等，都離不開自動(dòng)化技術(shù)。其中生產(chǎn)過程是由有關(guān)的生產(chǎn)過程工藝設(shè)備如容器、泵、機(jī)器、管道等組成。不同的產(chǎn)品由不同的生產(chǎn)設(shè)備來生產(chǎn)，一般工業(yè)生產(chǎn)過程的設(shè)備是不變的，但是，由于腐蝕、老化等原因，這些設(shè)備需進(jìn)行定期檢修或更換。常規(guī)控制層是由生產(chǎn)過程工藝參數(shù)的測(cè)量變送儀表、儀器、自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)如控制閥、電磁閥、電動(dòng)執(zhí)行器以及顯示、記錄、控制器(有時(shí)稱調(diào)節(jié)器)等組成。先進(jìn)控制層是由計(jì)算機(jī)(或DCS)和有關(guān)軟件及控制算法等組成，該層的功能是實(shí)現(xiàn)常規(guī)控制層無法做到的多變量控制。優(yōu)化層是由計(jì)算機(jī)和有關(guān)優(yōu)化軟件及優(yōu)化算法等組成，它的功能是為先進(jìn)控制層提供優(yōu)化給定值、優(yōu)化控制軌跡或生產(chǎn)方案控制。

　　一、? 常規(guī)控制

　　所謂常規(guī)控制是指有采用經(jīng)典的PID(比例十積分+微分)控制算法或其他簡(jiǎn)單的控制算法，如雙位控制、比例控制以及比較復(fù)雜的前饋控制、串級(jí)控制、比值控制等，使工業(yè)生產(chǎn)過程的被控變量，如溫度、液面、壓力、流量等關(guān)系安全運(yùn)行的重要參數(shù)，在遭受到外來擾動(dòng)情況下，穩(wěn)定地維持在預(yù)設(shè)的給定值上。這種控制系統(tǒng)最典型的是單回路(單個(gè)參數(shù)的控制)負(fù)反饋控制系統(tǒng)(或叫反饋控制回路)，如圖1—1所示。如果外來的擾動(dòng)是可以測(cè)量的，則可組成如圖1—2所示的單回路的反饋加前饋控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)只要前饋補(bǔ)償器設(shè)計(jì)合理，前饋補(bǔ)償作用完全可以抵消擾動(dòng)對(duì)生產(chǎn)過程被控變量的影響。

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　　工業(yè)生產(chǎn)過程穩(wěn)定控制是工業(yè)生產(chǎn)過程控制的基礎(chǔ)，是安全生產(chǎn)的前提。一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程只有常規(guī)控制層設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行正常，才能進(jìn)行優(yōu)化操作與控制。