淺談?dòng)?jì)算機(jī)控制的論文(2)
淺談?dòng)?jì)算機(jī)控制的論文篇二
《淺談工業(yè)計(jì)算機(jī)控制》
【摘要】計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其可靠性是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用成敗的關(guān)鍵，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)必須具有完善的人機(jī)聯(lián)系方式，隨著被控生產(chǎn)過(guò)程的不同。常常要求采用不同的控制方案或控制算法，要求計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)能夠靈活地組成用戶所需要的各種控制方案。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、減少環(huán)境污染的必由之路，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已成為生產(chǎn)設(shè)備及過(guò)程控制等重要的組成部分，它代替人的思維成為工業(yè)設(shè)備及工藝過(guò)程控制、產(chǎn)品質(zhì)量控制的指揮和監(jiān)督中心。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)計(jì)算機(jī)控制 組成 重要意義 應(yīng)用
引言
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展是人類科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，科技的進(jìn)步與發(fā)展，技術(shù)的創(chuàng)新與改善，對(duì)控制系統(tǒng)的要求逐漸提高，精密儀器的生產(chǎn)過(guò)程以及微電子技術(shù)的制造都要求一套成熟而縝密的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要有處理復(fù)雜程序、進(jìn)行精密控制的能力，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展需要依托先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、強(qiáng)大的自動(dòng)化控制為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)具有開(kāi)拓意義。企業(yè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，將會(huì)為公司擴(kuò)大生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率。
一、工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成
工業(yè)自動(dòng)化體系主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)主要解決生產(chǎn)效率與一致性問(wèn)題。自動(dòng)化系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)信息科學(xué)的緊密結(jié)合，給工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)了新的技術(shù)革新。
工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(CCS)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由控制部分和被控對(duì)象組成，其控制部分包括硬件部分和軟件部分，這不同于模擬控制器構(gòu)成的系統(tǒng)只由硬件組成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件一般包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序和服務(wù)性程序等，它們通常由計(jì)算機(jī)制造廠為用戶配套，有一定的通用性。應(yīng)用軟件是為實(shí)現(xiàn)特定控制目的而編制的專用程序，如數(shù)據(jù)采集程序、控制決策程序、輸出處理程序和報(bào)警處理程序等。它們涉及被控對(duì)象的自身特征和控制策略等，由實(shí)施控制系統(tǒng)的專業(yè)人員自行編制。
二、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)在工業(yè)自動(dòng)化中的重要意義
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)技術(shù)是開(kāi)放式的系統(tǒng)，其高可靠性、易用性方便了工業(yè)環(huán)境的使用。并且在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)化和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)又進(jìn)一步促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)可謂是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的源動(dòng)力。并且系統(tǒng)可以顯著提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，使生產(chǎn)企業(yè)得以實(shí)現(xiàn)深層次的信息化，對(duì)企業(yè)管理提供準(zhǔn)確可靠的參考，使企業(yè)得以取得最大的效益，贏得發(fā)展先機(jī)。目前，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。隨著電力、冶金、石化、環(huán)保、交通、建筑等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，工控機(jī)的市場(chǎng)需求將會(huì)越來(lái)越大，工控機(jī)市場(chǎng)發(fā)展前景十分廣闊。
三、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)應(yīng)用
1、自動(dòng)化生產(chǎn)中的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用
自動(dòng)化生產(chǎn)中的現(xiàn)場(chǎng)總線是數(shù)字化通信的測(cè)量控制設(shè)備，在自動(dòng)化生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)使用，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化制造業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)總線使用專用處理器置入傳統(tǒng)的測(cè)量控制器中，具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，現(xiàn)場(chǎng)總線使用簡(jiǎn)單的雙絞線作為通信介質(zhì)，可以使多個(gè)測(cè)量控制器與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)直接對(duì)等連接，自動(dòng)化生產(chǎn)線的現(xiàn)場(chǎng)總線把分散的測(cè)量控制器變成網(wǎng)絡(luò)探測(cè)節(jié)點(diǎn)，聯(lián)機(jī)完成自動(dòng)控制。如現(xiàn)場(chǎng)總線使自控系統(tǒng)與設(shè)備之間具有了互相通信實(shí)時(shí)分析的能力，經(jīng)過(guò)連接網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以在信息網(wǎng)絡(luò)及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，使企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)信息溝通更加便利。自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的趨勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)總線在進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)交換、實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)、顯示信息等方面具有方便靈活的特性。
2、確定控制算法
控制算法的選擇非常重要，它的好壞關(guān)系到整個(gè)控制系統(tǒng)的成敗。注意點(diǎn)：① 所選擇的控制算法是否能滿足對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程、穩(wěn)態(tài)精度和穩(wěn)定性的要求。② 各種控制算法提供了一套通用的計(jì)算公式，但具體到一個(gè)控制對(duì)象上，必須有分析地選用。③ 當(dāng)控制系統(tǒng)比較復(fù)雜時(shí)，其控制算法一般也比較復(fù)雜，使整個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)比較困難。合理簡(jiǎn)化，再完善。
3、人機(jī)聯(lián)系設(shè)備
在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如果說(shuō)過(guò)程通道是計(jì)算機(jī)與生產(chǎn)過(guò)程之間的橋梁，人機(jī)聯(lián)系設(shè)備則是操作人員與計(jì)算機(jī)以及過(guò)程之間聯(lián)系的紐帶。人機(jī)聯(lián)系設(shè)備按照信息傳輸?shù)姆较蚍譃檩斎朐O(shè)備和輸出設(shè)備。前者如鍵盤、鼠標(biāo)、球標(biāo)、光筆等，后者如CRT顯示器、打印機(jī)、繪圖機(jī)等。目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中用的比較多的是鍵盤、CRT顯示器和打印機(jī)。
4、信號(hào)處理和控制算法
要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理的功能，就必須及時(shí)從生產(chǎn)過(guò)程中獲取信息，并把這些信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸ず吞幚?，以運(yùn)行人員易于接受的形式表達(dá)出來(lái)，或者按照一定的控制規(guī)律，產(chǎn)生必要的控制作用。從過(guò)程通道可以得到反應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程情況的數(shù)字量信號(hào)，但是這些數(shù)字量信號(hào)中，有的常常包含著一定的干擾信號(hào)，與被測(cè)量之間有非線性關(guān)系。
5、系統(tǒng)硬、軟件的設(shè)計(jì)
在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，一些控制功能既能用硬件實(shí)現(xiàn)，也能用軟件實(shí)現(xiàn)。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，硬、軟件的功能劃分應(yīng)綜合考慮。硬件速度快、可減輕主機(jī)的負(fù)擔(dān)、但要增加成本;軟件可以增加控制的靈活性，減少成本，但要占用更多的主機(jī)時(shí)間。①硬件設(shè)計(jì)：包括輸入、輸出接口電路的設(shè)計(jì)，輸入、輸出通道設(shè)計(jì)和操作控制臺(tái)的設(shè)計(jì)。
要設(shè)計(jì)出硬件原理圖、印刷電路板、機(jī)架施工圖等。②軟件設(shè)計(jì)：硬件設(shè)計(jì)好了后，系統(tǒng)的功能主要依賴軟件。要繪制程序總體流程圖和各功能模塊流程圖，編制程序清單，編寫(xiě)程序說(shuō)明。
6、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，隨被控對(duì)象、設(shè)備種類、控制方式等的不同而不同，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟大體類似，一般包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析、確定控制算法、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)調(diào)試等。下面分別作一些介紹。①確定控制方案：開(kāi)環(huán)?閉環(huán)?單環(huán)?多環(huán)?DCC?SCC?DCS? ②確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式：要求高：工控機(jī);要求低：?jiǎn)位芈房刂破鳌⒌蜋nPLC或總線式工控機(jī)。③現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備選擇：傳感器、變送器和執(zhí)行器型號(hào)和類型的選擇
四、結(jié)語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)自動(dòng)化程度不斷的提高，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的應(yīng)用將更加智能化。在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)得到空前繁榮的同時(shí)，企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線更加優(yōu)化，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中更加的便捷，這樣將有效推動(dòng)高效產(chǎn)品生產(chǎn)事務(wù)的發(fā)展，有效減少重復(fù)事務(wù)的工作量。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)通用性和靈活性的特點(diǎn)，有助于提高生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，提高運(yùn)行質(zhì)量。
【參考文獻(xiàn)】
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