過程控制是工業(yè)生產(chǎn)自動化的核心，其發(fā)展深刻影響了制造業(yè)、能源、化工等關鍵領域。本文將綜述過程控制的歷史脈絡、基本特點，并重點探討其在計算機信息系統(tǒng)集成背景下的現(xiàn)代技術發(fā)展。

一、過程控制的歷史演進
過程控制的歷史可追溯至工業(yè)革命時期。早期控制依賴于人工操作和經(jīng)驗判斷，如瓦特蒸汽機中的離心調速器，可視為機械式自動控制的雛形。20世紀初，隨著反饋控制理論的建立（如奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)），以及氣動儀表和模擬電子控制器的廣泛應用，經(jīng)典控制理論時期到來，實現(xiàn)了對溫度、壓力、流量等單變量的有效調節(jié)。20世紀60年代后，以狀態(tài)空間法為代表的現(xiàn)代控制理論興起，計算機開始進入控制領域，推動了直接數(shù)字控制（DDC）和集散控制系統(tǒng)（DCS）的發(fā)展，實現(xiàn)了多變量、復雜系統(tǒng)的集中管理與分散控制。

二、過程控制的主要特點
過程控制通常針對連續(xù)或半連續(xù)的生產(chǎn)過程，其核心特點是：

1. 以反饋和前饋控制為核心，強調系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準確性和快速性。
2. 被控對象通常具有大慣性、純滯后、非線性、多變量耦合等復雜特性。
3. 控制目標多樣，包括保證產(chǎn)品質量、提高效率、降低能耗、確保安全與環(huán)保等。
4. 高度依賴精確的傳感器測量和可靠的執(zhí)行機構。

三、現(xiàn)代技術與計算機信息系統(tǒng)集成
隨著計算機、網(wǎng)絡和信息技術飛躍，過程控制已深度融入更廣泛的信息系統(tǒng)。現(xiàn)代過程控制技術呈現(xiàn)以下趨勢：

1. 系統(tǒng)架構集成化：傳統(tǒng)DCS、可編程邏輯控制器（PLC）與監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)正與制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃（ERP）深度融合，形成從底層設備到頂層管理的垂直集成。信息流貫穿控制層、操作層、管理層乃至決策層，實現(xiàn)生產(chǎn)全流程的可視化、優(yōu)化與協(xié)同。
2. 控制算法智能化：除了先進的PID整定與模型預測控制（MPC），人工智能技術如機器學習、深度學習正被用于過程建模、故障診斷、軟測量和優(yōu)化設定，以應對更復雜的工況和非線性問題。
3. 網(wǎng)絡與通信標準化：工業(yè)以太網(wǎng)、OPC UA（開放平臺通信統(tǒng)一架構）等技術的普及，打破了傳統(tǒng)控制網(wǎng)絡的信息孤島，實現(xiàn)了設備、系統(tǒng)與云端的安全、高效互聯(lián)，為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和“工業(yè)4.0”奠定基礎。
4. 軟件平臺開放化：基于組態(tài)軟件和開放式控制平臺，系統(tǒng)集成更加靈活，支持第三方應用開發(fā)和數(shù)據(jù)分析工具集成，賦能用戶進行定制化功能擴展和高級數(shù)據(jù)分析。
5. 安全與可靠性強化：在集成開放的功能安全與網(wǎng)絡安全（如IEC 62443標準）成為系統(tǒng)設計的重中之重，確保控制系統(tǒng)在復雜網(wǎng)絡環(huán)境下的韌性與可靠運行。

從簡單的機械調節(jié)到高度集成的智能系統(tǒng)，過程控制不斷吸收新的理論和技術成果。在計算機信息系統(tǒng)集成的框架下，現(xiàn)代過程控制已超越傳統(tǒng)的回路調節(jié)，成為連接物理世界與信息世界的樞紐，正朝著更加智能、開放、協(xié)同和安全的方向持續(xù)演進，驅動著現(xiàn)代工業(yè)的數(shù)字化轉型與智能化升級。