工业控制计算机技术

工业控制计算机技术（精选12篇）

工业控制计算机技术 第1篇

一、对工业锅炉进行计算机控制的必要性

当前, 我国约有三十多万台中小型工业锅炉, 这些锅炉设备老化, 缺乏自动检测与仪表控制, 锅炉的管理、运行和自动化水平较低, 热效率约为65%, 处于高污染、高能耗、高浪费的状态。计算机控制是软件程序模块, 有着精度高、功能强、数据处理能力强、性能稳定等特点。将计算机控制技术应用于工业锅炉之中, 有助于缩短施工周期、减少设备维护、降低施工费用等;还可以形成功能特殊、性能强大的控制系统, 实现灵活、方便的生产控制, 提高锅炉系统的抗干扰能力、安全运行水平和自动化程度。

此外, 计算机控制不仅有助于锅炉的安全、稳定、高效运行, 还能够降低工作人员的劳动强度, 还可以对工业锅炉进行监测、报警、控制, 实现检测、控制自动化, 解决工业锅炉管理中面临的自动化程度低、热效率低、人力物力浪费等问题, 深入推进节约能源、保护环境等工作。[1]

从工业锅炉的发展趋势看, 运用计算机技术控制工业锅炉运行也是行业发展趋势, 特别是压力高、容量大的大型锅炉更需要采用计算机自动控制技术, 以提高锅炉运行的安全性。自20世纪90年代以来, 工业计算机的PLC可编程序控制器、集散控制系统实现了锅炉运行的自动控制, 随着计算机技术的发展, 工业锅炉计算机控制系统会进一步完善。

二、工业锅炉计算机控制系统的功能

(一) 控制功能。

工业锅炉计算机控制涉及数据收集、信号转换、信息处理、信息反馈等, 系统首先将流量、水位、出入口水温、鼓风机风压、压力、燃料量、含氧量、炉膛温度、排烟温度、空气预热器入口负压、执行器阀位信号等转换为计算机过程通道所能接受的电压输入, 然后对信号进行判断、计算、处理, 就能实现对锅炉汽包水位、烟气含氧量、炉膛压力、蒸汽压力的控制, 从而实现降低煤耗、生产安全。[2]

(二) 显示报警功能。

计算机控制系统能通过汉字、直方图、表格等方式, 对工况参数、执行器阀位故障等进行检测、显示、报警。

(三) 打印报表功能。

控制系统有三种打印功能, 分别为定时自动打印、随机打印、CRT画面拷贝。定时自动打印是系统按照预设时间打印水位、气压、炉温等参数指标, 还可以以表格形式打印每个运行班的给水量、耗煤量、蒸汽量的累计值。随机打印是指操作人员按打印键之后, 打印机打印出的各种工艺参数的实际值。在闭环控制状态下, 还可以将CRT画面拷贝到打印纸上。

(四) 声光报警和联锁。

当工况参数超过界限或计算机出现故障时, 进行声光报警或联锁控制, 对送风机、引风机、供水阀门等进行安全保护。

(五) 参数在线修改功能。

控制系统中被控参数值、整定参数、工艺参数等均能按照计算机程序进行调整, 全部被调整的参数可以通过画面显示, 实现了参数修改方式仪表化。

三、工业锅炉计算机控制系统的设计

(一) 控制系统的类别。

1. 选择既定的计算机系统。

计算机控制系统有工业控制机、普通计算机、集散系统、可编程控制器等组成。工业控制机应符合工业控制要求, 并配有丰富的系统软件和应用软件;集散系统多运用于大型控制系统之中, 如大型化工厂、钢铁厂、炼油厂等企业需要多级分布式控制, 这时就需要用集散系统;可编程控制器是以微处理器为核心的控制器, 有着可靠性高、编程容易、应用灵活等特点, 多用于开关量多的场合。[3]

2. 标准功能模板。

标准功能模板采用系统总线连接, 可以根据系统要求形成不同规模和配置的控制机。这种系统设计方案有着配置灵活、规模可控、维修简单等优点, 但也存在着系统软件、应用软件少的缺点。

3. 设计计算机系统。

用户可以从芯片开始, 设计满足工业锅炉控制需要的专用计算机, 这样可以用较少的元器件创造出强大的功能, 提高系统的性价比, 适合于小型控制系统, 但设计工作量大, 周期长, 对设计者的素质有着较高要求。

(二) 控制系统设计。

工业锅炉控制系统是多输入输出、多回路、非线性的复杂系统, 调节参数和被调节参数之间相互影响、相互制约, 这导致整个系统的调节难度较大。[4]随着工业生产规模的扩大, 工业锅炉朝着高效率、大功能的方向迈进, 传统的操作方法很难满足锅炉运行需要, 因而, 应利用多变量解耦方法控制锅炉, 保证锅炉节能降耗、安全运行。为保证锅炉的节能效果和安全性能, 可以利用直接数字控制系统解决一些指标、参数问题, 实现工作流程和作业的自动化, 形成集控制、检测、预警于一体的工作系统。

工业锅炉由汽包、炉膛、炉排、省煤器、引风机、鼓风机、给水泵、空气预热器等组成, 控制系统要对这些设备进行控制。锅炉控制系统通过参数传感器和设定的工业锅炉参数, 进行报警联锁, 或采用模糊自适应PID控制算法分析各种参数, 并通过水位、给煤、送风、汽包液、炉膛负压等控制回路对锅炉进行安全调节。

一般情况下, 可以将系统分解为给煤控制、送风控制、汽包液控制、炉膛负压控制等闭环控制。给煤控制是对锅炉燃烧系统的控制, 锅炉依靠燃料燃烧供给热量, 但热量供给应均衡、适度, 这样才能保证燃料燃烧的经济性和锅炉运行的安全性。送风控制主要用来控制风煤比, 使燃烧处于最佳状态, 以提高燃料的利用率。在增加负荷时应先加大送风, 再添加煤炭;在减少负荷时, 应先减少煤炭, 再减小送风。炉膛负压是反映锅炉燃烧参数的重要指标, 炉内燃烧发生变化后, 炉膛负压就会改变, 炉膛负压控制是为了使锅炉保持微负压状态, 以保证锅炉运行的安全性。汽包液位控制有锅炉给水自动调节的功能, 能使给水量跟踪蒸发量, 使汽包液位保持在规定范围内, 汽包液位控制有单冲量控制、双冲量控制、三冲量控制, 单冲量控制以水位作为调节信号的单参数、单回路控制系统;双冲量控制是以水位和蒸汽流量为调节信号的双参数控制系统;三冲量控制是以水位、给水流量、主蒸汽流量为调节信号的三参数控制系统, 三冲量控制可以分为三冲量单级调节、三冲量串及调节两类。过热蒸汽出口温度控制能使过热蒸汽出口温度在规定范围内, 使过热器管壁不超过温度范围。

生产实践表明, 将计算机控制技术应用于工业锅炉运行中, 能够收到良好的经济效益和社会效益。随着“两型”社会建设的深入推进, 节能减排工作已被政府提到议事日程, 因而, 要用计算机控制系统革新工业锅炉运行, 提高资源利用率, 降低污染排放量。

参考文献

[1] .姜铁源, 张来仁, 王伟.多台工业锅炉微机控制系统[J].黑龙江自动化技术与应用, 1999, 18 (4)

[2] .赵兆.浅谈余热锅炉的检测控制[J].自动化与仪器仪表, 2008, 2

[3] .张福安.工业锅炉计算机控制技术[J].科技情报开发与经济, 2004, 4

计算机控制技术在工业上的应用 第2篇

关键词：计算机控制技术 ;自动化生产线;生产应用

一、概述

计算机控制系统的发展是人类科学技术不断发展的产物，科技的进步与发展，技术的创新与改善，对控制系统的要求逐渐提高，精密仪器的生产过程以及微电子技术的制造都要求一套成熟而缜密的计算机控制系统，计算机控制系统需要有处理复杂程序，进行精密控制的能力，计算机控制系统的发展需要依托先进的计算机技术、强大的自动化控制为基础，计算机控制系统对工业自动化生产具有开拓意义。

企业应用计算机控制技术进行优化生产结构，将会为公司扩大生产、提高生产效率。

工业控制计算机技术 第3篇

关键词：工业生产现场；计算机；自动控制技术

中图分类号：TP274.4 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 15-0000-01

Computer Automatic Control Technology in Industrial Production Site

Zhang Yaoqi

Abstract:In recent years,China's computer automation and control technology fast development,a number of large companies and factories have been widely introduced production equipment,improve production efficiency,expanded automation capabilities.With the development of technology,production and field data acquisition and automated control has been unable to meet the growing material and cultural needs,which requires management to the computer for different needs,the introduction of a different,new business development for automation technology.

Keywords:Industrial production site;Computer;Automatic control technology

一、计算机自动控制技术工作原理

（一）可编程序控制器（PLC）概念。以微处理器为基础的可编程序控制器是过程控制的专用微型机系统，它是面向生产过程控制的自动化装置，不同PLC的指令系统虽各不相同，但都能方便地实现常规控制和运算比较功能，现代的PLC还提供了文字编辑、SFC编辑和宏指令功能，它可以取代传统的继电器完成开关量控制，如输入、输出以及定时、计数等。输入信号可以是按钮、行程开关、无触点开关或其它敏感元件，输出可用来驱动电磁阀、步进电机等各种执行机构。（二）可编程序控制器工作流程。PLC一般安装在热机试验台或是测试网附近，主要的功能是监督热机工作。如果对多台不同型号的发动机进行试验的时候，这几台计算机可以和中心计算机连结在一起，在发动机的性能的支持下，可以对数据资料进行收集。试验控制器是由一台或是几台微型计算机构成的，信号的收集和控制主要是通过印制板电路进行的，并和一台或是几台试验台相连。计算机进行每一项试验都需要在计算机编号程序下进行。计算机在实验过程中，需要手动校正数据。主要是计算机屏幕上按照上面的的指令进行操作，指令通过后，在屏幕上会显示出调整中的数值。计算机监控试验控制器在整个发动机试验系统中属于控制部件。为了节省试验时间，提高试验效率，应该对每一台发动机试验系统配置好辅助接头和发动机试验台，并自动将传动轴和测功器准确的连结在一起；测量发动机测量的准确程度，可以对控制器进行自动的校正。根据不同用户的需求及发动机的性能，可以把试验控制器作为整体的一部分进行使用，其效果较佳；调整指令是计算机在使用前设计的，操作时可以有效的提高操作者效率，增加试验的准确度。计算机的监控控制器系统的主要的功能就是检验发电机能否达到标准的时间。（三）计算机自动化控制的优越性。发动及的稳定性及优越的性能条件下，用计算机进行检查是比较有效的。计算机可以在标准时间内确定一台发电机的质量，同时也可以将发电机的性能数据保存并打印出来，作为将来维修或是报废的有效依据。以计算机试验台为基础的控制台，种自动化网络控制系统在企业生产中已经得到了广泛的应用。试验控制器可用于现有试验台的现代化，或成为整个新的试验系统的一部分。控制器是按标准设计的，并且有多个印制板电路对其进行控制，来满足不同用户的现实需求。由于每一个试验台都是有独立的计算机控制的，当控制器中任何一部分出现问题都不会影响其他的控制器工作。这就使得到几台试验台和计算机可以使计算机自动控制网络系统同时在工作。

二、计算机自动控制技术的应用

（一）在宜賓核燃料厂车间里应用过HRL微机控制称重系统，是一套比较完整的自动控制检测系统，它主要的功能是用计算机进行自动监测和控制。这种集称重、实时控制和采集数据、文件处理、打印报表为一体的系统，可以对核燃料进行称重和装管，并将信息传回计算机中心进行处理。HRL微机控制称重系统是由两层网络结构构成的，上层是可编程序控制器（PLC）、工控机和操作员页面链接在一起的控制层，其作用是为信息和管理进行服务，其下层主要是通过现场总线把设备控制、信息数据采集和工控远程连结在一起。（二）这一系统能够显示称重状况和称重数据，也能对日常出现的状况做出预警，方便工作人员进行处理。在生产过程中，有3个工作台，每一个工作台上装上核燃料装管、贴上条码，并对其进行称重。通过微机系统完成核燃料装管，读条码任务，并对空管和毛管进行称重，将相应的数据传输给信息中心进行处理。整套数据的装管控制和数据收集流程是操作人员将上位机打开，并运行此软件，当屏幕出现欢迎界面时，就可以按照相应的顺序依次将放行单号输入，同时将序号、操作员和组长输入其中，屏幕主菜单消失后，就会出现称重的工程图，这时起，就应该实时注意称重流程。首先将空心管依次上第一个工作台，系统在读取空码的同时，也会称出重量，如果操作无法进行，就会出现系统反复做这种工作现象，不仅看不到下台信号，空管也无法下台。遇到这种状况，工作人员应该及时修理，保证系统运作正常，并发出下台信号；当空心管上第二个管台时，控制开关打开后，上台装管会读出条码，通常18支是一批，并构成成批的芯管，当芯管运行结束后，计算机中就会出现关闭“允许装管开关”字样，工作人员就应该输入装管批号，然后重新打开这一开关，继续操作，第三个空心管管台的工作流程与第一、二管台操作方法类似。（三）计算机上位机不仅有完成重量控制的功能，还有处理数据、报表输出和数据备份功能。要想判断控制系统的运行结果，就要随时关注工况图状况，并详细的描述壮观称重状况。就会详细的描述出“序号、批号、棒号、空管重量、棒重量、芯块重量”数据，表示系统稳定、可靠程度较高。

三、结束语

计算机自动控制技术随着时代的发展也在不断的变化着，其可以为企业的工业化生产提供完整的数据和可靠、便捷的自动化控制系统，使其能够更好的为工业自动化生产创造条件，促进现代化工业生产的发展。

参考文献：

[1]刘宝臣.计算机在工业自动控制系统中的应用[J].民营科技,2007,5

[2]赵西顺.新一代工业控制计算机的产业化及应用前景[J].青海科技,2007,3

[3]房伟.计算机技术在工业自动控制中的运用与发展[J].民营科技,2008,12

[4]周萍.计算机自动控制技术在工业生产现场的应用[J].中国市场,2007,35

工业控制计算机技术 第4篇

《计算机控制技术》是工业电气自动化、自动控制、计算机应用等专业的主要专业课程之一[1]。具有实践性和综合性强、课程抽象、学习难度大等特点。尤其是其中的控制算法, 既是计算机控制系统的核心, 也是整个计算机控制系统设计中的难点, 并且由于控制算法数量多, 理论性强, 采用常规的讲授方法, 学生不易理解, 教学效果不是很理想。基于此, 本文以MATLAB为工具, 通过编写M文件、构建SIMULINK框图对主要算法进行仿真实现, 并通过GUI (图形用户界面) 设计友好的人机交互界面, 实现控制算法的选择、参数的设置、动态仿真以及不同算法的控制效果对比等。在建模仿真的过程中将抽象的理论知识变成直观的感性认识, 使学生可以更直观、高效地理解和掌握所学知识, 培养学生的学习兴趣和能力, 提高教学质量。

1 仿真平台规划

MATLAB是目前应用最广泛的科学工程运算软件, 内嵌的SIMULINK是MATLAB的重要组件之一, 无需大量的程序代码, 只需建立仿真框图即可实现对复杂系统的交互式动态建模、仿真以及综合分析, 令繁琐的仿真实现过程变得清晰可见。MATLAB的M文件工作方式, 可以将MATLAB的语言代码全部写在一个文本文件———M文件中运行, 用户还可以根据需要自编一些函数, 方便程序的修改与维护, 提高代码的可重用性。MATLAB GUI是MATLAB的图形用户界面开发环境[2], 使用它, 用户无需了解图形实现的细节内容, 便可以绘制复杂的图形以及设计出美观、方便的菜单化和控件式的人机交互界面。本文使用SIMULINK、M文件以及GUI实现《计算机控制技术》课程中的控制算法仿真平台设计。

2 控制算法的M文件仿真

《计算机控制技术》课程中的控制算法主要有数字PID的各类控制算法、Smith补偿算法、最少拍控制器的设计方法、大林算法以及滞后过程的预估控制算法等。数字PID控制算法有常规算法和改进算法两大类, 常规算法分为位置型和增量型, 改进算法主要有积分分离PID算法、抗积分饱和PID算法、变速积分PID算法等, 这部分使用M文件进行仿真。M文件仿真时, 首先新建一个空M文件, 之后依据算法表达式在空M文件中输入MATLAB程序并以.m后缀保存, 最后在命令窗口键入保存的文件名即可以运行该文件。之后通过GUI开发环境设计友好的人机交互界面, 实现控制算法的选择、算法参数的设置、系统的动态仿真以及不同算法效果对比等。

仿真平台中的人机交互界面之一如图1所示。在该界面中点击相应按钮可以选择不同的PID算法, 算法改进前后的效果对比也可以直观地得以呈现。此外, 通过修改算法的参数, 可以让学生高效地理解不同参数对系统性能的影响。图1的曲线是积分分离PID控制算法的仿真结果, 被控对象为, 采样时间为1ms, rin (k) =1.0。

3 控制算法的SIMULINK仿真

《计算机控制技术》课程中的Smith补偿算法、最少拍数字控制器、大林算法以及滞后过程的预估控制算法等使用SIMULINK进行仿真。之后在GUI开发环境中设计友好的人机交互界面, 实现控制算法的选择、参数的设置以及系统的动态仿真等, 如图2所示。图中的曲线是未消除振铃的Dahlin算法的仿真结果, 被控对象, 采样周期T=0.08s, Tτ=0.158。

4 编译GUI生成应用程序

为了能够在没有安装MATLAB的计算机上使用该仿真平台, 需要将以上设计文件编译成可以独立执行的应用程序。该过程分三个步骤:安装Lcc编译器 (MATLAB自带) , 配置编译器, 编译脚本。最后生成的后缀为.ctf和.exe的文件即为脱离MATLAB环境运行必需的文件。此后若要在未安装MATLAB的机器上运行该可执行程序, 只需将MATLAB安装目录下的toolboxcompilerdeploywin32中的MCRinstaller.exe安装到该计算机后, 点击执行编译生成的.exe文件即可。

5 结论

本文针对《计算机控制技术》课程中控制算法数量多, 理论性强, 采用常规的讲授方法, 学生不易理解、教学效果不理想的问题, 设计了该课程的控制算法仿真平台, 让抽象的理论得以直观、生动的呈现, 使学生深入、高效地理解和掌握所学内容, 在教学中取得了良好的教学效果。

参考文献

[1]赖寿宏, 主编.微型计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[2]赵景波, 主编.MATLAB控制系统仿真与设计[M].北京:机械工业出版社, 2010.

[3]周强.基于Simulink的电力系统仿真研究[J].科技视界, 2013 (11) :160, 166.

《_计算机控制技术》教案 第5篇

一 教学目的和基本要求

工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制是为适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术。本课程的目的是简明、系统地向学生介绍关于工业计算机控制系统的设计和实现的基本原理与技术，以提高本专业学生应用计算机的能力，为今后从事计算机控制系统的研究和开发工作打下一个良好的基础。

基本要求： 掌握工业计算机控制系统的基本组成原理及特点，了解计算机控制系统的发展概况及趋势； 2 熟悉计算机控制系统的性能指标； 数字程序控制：熟练掌握逐点比较法插补原理和步进电机的控制技术； 4 熟练掌握数字PID控制器的设计及其参数的整定； 5 熟练掌握最少拍无纹波控制器的设计； 现代控制技术：掌握采用状态空间的输出反馈设计法和极点配臵设计法； 掌握常用的几种复杂控制的原理：纯滞后控制，串级控制，前馈-反馈控制和解耦控制； 8 掌握模糊控制的基本概念和模糊控制器的设计方法； 9 了解分散型测控网络的简单技术； 熟练掌握计算机控制系统中测量数据的预处理技术； 11 掌握计算机系统中的抗干扰技术。

二 内容提要

本课程从工程技术的观点介绍工业计算机控制系统的组成原理和系统的设计与实现技术。主要内容如下：

绪论

主要介绍计算机控制系统的组成原理，特点，指标要求，发展概况和趋势。2 数字程序控制

重点介绍逐点比较插补法原理和步进电机的控制技术。3 常规控制技术

1）数字控制器的连续化设计：重点介绍目前应用广泛的数字PID控制器的工程实现和参数的整定：

2）离散化设计技术

重点介绍最少拍无纹波控制器的设计。4 模糊控制技术

1）模糊控制技术的数学基础：主要包括模糊集合及其运算，模糊关系，模糊逻辑和模糊推理。2）模糊控制原理：主要包括模糊化，知识库，模糊推理和清晰化。

3）模糊控制器的设计：包括模糊控制器的结构设计，模糊规则的选择和推理，模糊控制器论域及比例因字的确

定，模糊控制器程序的编写。

5现代控制技术

主要介绍采用状态空间的输出反馈设计法，极点配臵设计法和最优化设计法。6 复杂控制技术

简单介绍纯滞后补偿控制，串级控制，前馈-反馈控制和解耦控制。7 应用程序设计与实现

包括程序设计技术，测量数据的预处理技术，数字控制器的工程实现和软件抗干扰技术。8 分散型测控网络技术

简单介绍工业网技术，分散型控制系统和现场总线技术。

9 计算机控制系统设计与实现

以实例说明计算机控制系统的设计与实现全过程。

三 教案的主要内容

第1章 绪论

1.概述

随着科学技术的进步,人们越来越多地用计算机来实现控制。近年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，给计算机控制技术带来了巨大的发展，使自动控制技术正向着深度和广度两个方向发展。在广度方面，国民经济的各个领域----从工业过程控制、农业生产和国防技术到家用电器已广泛使用计算机控制；控制对象也从单一对象的局部控制发展到对整个工厂、整个企业等大规模复杂对象的控制。在深度方面则向智能化发展，出现了自适应、自学习等智能控制方法。

本章主要介绍计算机控制系统及其组成、工业控制计算机的组成结构及特点、计算机控制系统的发展概况和趋势。2 重点与难点

2.1 控制系统的几个重要概念

1.自动控制一般是指应用控制器自动地、有目的地控制或操纵控制对象，使之能够达到所要求的性能。控制对象是被控制的机器、物体及其所处的外部环境等。控制器是为达到系统要求的性能所使用的控制装臵，它可采用电气、机械或液压等技术来完成控制操作。

2.控制系统由控制器和控制对象两大部分组成，控制器是控制系统中

最重要的部分，它从质和量的方面决定了控制系统的性能和应用范围。一个控制系统一般应满足以下两个基本要求：(1)跟随输入

对一个控制系统通常都要求其输出量随输入量的变化而变化，输入量可能是常数或随时间变化的轨迹，对于前者通常把输入称为给定值或期望值，而后者常称为参考输入或期望输入。

(2)系统输出尽量不受干扰的影响

3．开环和闭环控制系统

若系统的输出量对系统的控制作用没有影响，则称该系统为开环控制系统。在开环控制系统中，既不需要对系统的输出量进行测量，也不需要将它反馈到输入端与输入量进行比较。

凡是系统的输出信号对控制作用能有直接影响的系统都叫作闭环控制系统，即闭环系统是一个反馈系统。闭环控制系统中系统的稳定性是一个重要问题。

2．2计算机控制系统

1．采用计算机进行控制的系统称为计算机控制系统，也称它为 数字控制系统。若不考虑量化问题，计算机控制系统即为采样系统。进一步，若将连续的控制对象和保持器一起离散化，那么采样控制系统即为离散控制系统。所以采样和离散系统理论是研究计算机控制系统的理论基础

2．计算机控制系统的控制过程可以归结为一下三步：

（1）实时数据采集：对来自测量变送装臵的被控量的瞬 时 值进行检测和输入。

（2）实时控制决策：对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程。

（3）实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

3．“实时“的含义是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成，以及计算机对输入信息以足够快的速度进行控制，超出了这个时间就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。实时的概念不能脱离具体过程，一个在线系统不一定是一个实时系统，但是一个实时控制系统必定是一个在线系统。

2．3 计算机控制系统的典型形式

计算机控制系统所采用的形式与它所控制的生产过程的复杂程度密切相关，不同的被控对象和不同的要求，应有不同的控制方案。计算机控制系统大致可分为以下几种典型的形式。它们是：操作指导控制系统；直接数字控制系统（DDC），DDC 2 系统属于计算机闭环控制系统，是计算机工业生产过程中最普遍的一种应用方式；监督控制系统；分散控制系统和现场总线控制系统。

2．4 计算机控制系统的性能及其指标

计算机控制系统的性能跟连续系统类似，可以用稳定性、能控性、能观性、稳态特性、动态特性来表征，相应地用稳态裕量、稳态指标、动态指标和综合指标来衡量一个系统的好坏和优劣。

第2章 数字程序控制技术

2．1概述

数字程序控制主要用于机床的控制，如用于铣床、车床、加工中心、线切割机以及焊接机、气割机等自动控制系统中。采用数字程序控制的机床叫做数控机床，数控机床具有能加工形状复杂的另件、加工精度高、生产效率高、便于改变加工零件品种等许多特点，它是实现机床自动化的一个重要发展方向。本章介绍数字程序控制基础、逐点比较法插补原理以及步进电机控制技术。

2．2 重点与难点

2．2．1 逐点比较法插补原理

逐点比较法插补就是刀具或画笔每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，看这点在给定轨迹的上方或下方，从而决定下一步的进给方向。如果原来在给定轨迹的下方，下一步就向给定轨迹的上方走，如果原来在给定轨迹的里面，下一步就向给定轨迹的外面走，…。如此走一步看一看，比较一次，决定下一步的走向，以便逼近给定轨迹，即形成逐点逼近插补

2．2．2 步进电机控制技术

步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电式数模转换器。在开环数字控制系统中，输出控制部分常采用步进电机作为驱动元件。步进电机控制线路接受计算机发来的指令脉冲，控制步进电机做相应的转动，步进电机驱动数控系统的工作台或刀具。指令脉冲的总数决定了数控系统的工作台或刀具的总移动量，指令脉冲的频率就决定了移动的速度。因此指令脉冲能否被可靠地执行，基本上取决与步进电机的性能。

第3章 常规及复杂控制技术

3.1概述 计算机控制系统的设计,是指在给定系统性能指标的条件下,设计出控制器的控制规律和相应的数字控制算法。本章主要介绍计算机控制系统的常规和复杂控制技术。常规控制技术介绍数字控制器的连续化设计技术和离散化设计技术；复杂控制技术介绍纯滞后控制、串级控制等技术。对大多数统，采用常规控制技术均可达到满意的控制效果，但对于复杂及有特殊控制要求的系统，采用常规控制难以达到目的，在这种情况下，则需要采用复杂控制技术，甚至采用现代控制和智能控制技术。3.2重点与难点

3．2．1数字PID控制器的设计 1．控制算法

PID控制是一种应用最广泛的控制规律，它是根据偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D）进行控制的。实际运行的经验和理论的分析都表明，运用这种控制规律对许多工业过程进行控制时，都能得到满意的效果。图3.1示出了PID控制的示意图。

其中D（Z）为PID控制器的Z传递函数，H（S）为保持器，G（S）为控制对象的传递函数。

（1）数字（PID）的位臵型算法

u(k)=KP(e(k)+T/TIi0e(i)+T/T(e(k)-e(k-1)))

Dk其中 u(k)为控制器的输出，e(k)为偏差，KP为比例增益，TI为积分时间常数，TD为微分时间常数。由于上述算法提供了执行机构的位臵u(k)（如阀门的开度），所以被称为数字PID的位臵型控制算法。

（2）数字PID增量控制算法

为了消除位臵型算法中的累加误差e(i)，减少存储单元，便于程序的编写，我们引入PID的增量型算法。值得注意的是增量型算法仅仅是计算方法上的改进，并没有改变位臵型算法的本质。在实现增量控制时必须采用具有保持历史位臵功能的执行机构，如步进电机等。增量算法为

u(k)

=u(k)-u(k-1)=KP(e(k)-e(k-1))+KIe(k)+KD(e(k)-2e(k-1)+e(k-2))其中 KP为比例增益，KI=KPT/TI称为积分系数，KD=KP TD/T 称为微分系数。2．数字PID控制器的参数整定

数字PID控制系统必须通过参数整定才能正常运行。需要整定的参数为采样周期T、KP、KI 和TD。由于计算机技术的发展，一般可选较小的采样周期T，它相对于被空对象的时间常数来说就更短了，所以数字PID参数的整定过程是先按模拟PID控制参数整定的方法来选择，然后再调整，并考虑采样周期对整定参数的影响。常用的方法有：扩充临界比例度法、归一参数整定法、优选法等。

3．2．2 数字控制器的离散化设计技术

当把图3.1中的控制对象和保持器一起离散化后它就变成了一个纯离散系统，这时可以直接根据计算机控制理论来设计控制器D（Z），通常我们把这种方法称为离散化设计方法。设计D（Z）的基本公式为

D（Z）=1/G（Z）*(z)/(1(z))（3。1）其中G（Z）为广义对象，(z)为计算机控制系统的闭环传递函数。有限拍控制器的设计步骤：

1． 根据控制系统的性能指标要求和约束条件确定所需的(z)； 2． 求广义对象的脉冲传递函数G（Z）； 3． 根据式（3.1）算出D（Z）；

4． 由D（Z）求出控制算法的递推公式，进而导出计算机控制算法。第4章 模糊控制技术

4．1 概述

数字控制器的连续化设计法、离散化设计法以及状态空间设计法都要求有精确的被空对象的模型。但在工业生产和其他领域中，由于被控对象大都具有非 线性、时变性和不确性等特点，往往难于用一个简单而精确的数学模型来描述，因而给控制系统的设计带来了极大的困难。

模糊控制在一定程度上模仿了人的控制，它不需要有准确的控制对象模型。因此它是一种智能控制方法，这种控制方法既可用于简单的控制对象也可用于复杂的对象。模糊控制系统不仅在工业控制中获得了广泛的应用，而且也已扩展到其他领域，如地铁的自动化、照相机头的自动聚焦、彩色电视的自动调节、冰箱的除霜、空调、洗衣机、洗尘器、交通信号灯和电梯的控制等。

4．2 重点与难点

4．2．1 模糊集合及其运算 4．2．2 模糊关系

4．2．3 模糊控制原理 4．2．4模糊控制起的设计 1． 模糊控制器的结构设计 2． 模糊规则的选择和模糊推理 3． 清晰化

4． 模糊控制器论域及比例因子的确定 5． 编写模糊控制器的算法程序 6． 双输入单输出模糊控制器的设计 第5章 现代控制技术

5.1概述

上一章学过的模拟化和离散化设计方法,都是利用传递函数模型,根据对控制系统的性能指标要求设计出满足要求的计算机控制系统。他们适用于简单的线性定常系统。由于计算机的引入,目前在工业过程控制中PID仍用的比较普遍。

模糊控制是一种智能控制方法，它不需要有准确的被控对象的模型，这种方法适用于控制无法或难以建立精确模型的物理对象，目前越来越得到了广泛的应用。但模糊控制非常依靠人的知识和经验，所以这就不能保证模糊控制器在任何情况下都能工作得好。

这一章我们介绍离散状态空间设计法。这种方法利用对象的状态空间模型，根据给定的系统的性能指标，设计出满足要求的计算机控制系统。这种方法的优点是能够处理多输入多输出、时变和非线性系统；便于计算机辅助设计和实现，但难于沿用古典控制理论中现成的设计方法。由于这种方法必须基于控制对象的精确模型，再加上许多算法比较复杂，所以目前在工业控制中应用得还不普遍，从控制策略上讲仍然是PID控制占主导地位。但离散空间设计法正在逐渐受到人们的重视和普及应用。

5．2 重点与难点

5．2．1离散系统的能控性和能观性

1． 一般概念：

能控性和能观性是在状态空间模型基础上提出来的新概念。设线性定常系

统的离散状态方程为

x(k+1)=Fx(k)+Gu(K)y(k)=Cu(k)+Du(K)系统的能控性讨论输入量u（k）和状态量之间的关系，是指系统的状态能否受输入量的控制，若系统的状态在输入量的控制下能够从任意一个状态运动到另外一个任意状态，则称系统是能控的，否则系统是不能控的。

能观性则讨论状态量x（k）和输出量y（k）之间的关系，是指在系统的输出量中是否包含有每个状态变量的信息，即能否根据输出量（一般是能够量测的）来确定或重够出所有的状态变量。若上面的结论是肯定的，则系统时能管的，否则系统是不能观的。

对于比较简单的系统可用直接观察的方法来判断系统的能控性和能观性，但对于比较复杂的系统必须采用下面系统的方法来判断。

2． 能控性和能观性的判断

n1系统能控的充要条件为 rank [G FG FG… F 系统能观的充要条件为

2G]=n（n为系统的阶数）

CCF rankCF=n n1

5．2．2 极点配臵设计法

闭环系统的极点分布与系统的控制性能之间有着密切的联系。极点配臵设计法是通过恰当的状态反馈把系统的极点配臵到所希望的位臵，以满足系统性能的要求。

极点配臵法的设计步骤是先设计一个相当于r=0的控制系统，再在此基础上引入参考输入，最终完成跟踪系统的设计。

按极点配臵设计的控制系统其控制器由状态观测器和控制规律两部分组成。观测器的作用是根据输出量y(k)和控制量u(k)重构出系统的状态x(k)；控制规律的作用是根椐重构状态x(k)计算出所需要的控制量。

根据分离性原理控制器的设计可分成两个独立部分，一是按极点配臵设计控制规律，这时假定全部状态均可用于反馈，二是按极点配臵设计状态观测器，最后把二着结合起来构成一个完整的状态反馈系统。

按极点配臵设计控制器的步骤：（1）（2）按闭环系统的性能要求给定控制极点； 按极点配臵设计控制规律L 可用阿克蔓公式来计算控制规律

其中 (F)

(3)L=[0 0…0 1][G FG … F n-1G]-1 （F）

(Z)FZ

(Z)ZIFGL

Z是根据给定的系统性能指标所求得的期望极点。

合理地给定观测器极点，并选择观测器的类型，计算增益矩阵K-1 CCFK=(F)CF

 [0 0…01]T n1其中 (F)(Z)(Z)ZIFKCFZ

观测奇极点的选择：一般情况下可把全部观测器的极点设臵在圆点，若测量信号包含较大的噪声，则按观测极点所对应的衰减速度比控制极点对应的衰减速度快约4或5倍的要求设臵。

第6章 应用程序设计与实现技术

重点与难点

6．1测量数据的预处理技术

在计算机控制系统中，经常需要对生产过程的各种信号进行测量。测量时一般先用传感器把生产过程的非电信号转换成电信号，然后利用A/D转换器把模拟信号转换成数字信号，读入计算机。对于这样得到的数据一般要进行一些预处理，其中最基本的是线性化处理、标度变换和系统误差的校准。

6．1．1系统误差的自动校准

自动校准的基本思想是在系统开机或每隔一段时间自动测量基准参数（如数字电压表中的基准参数为基准电压和零电压），然后计算误差模型，获得并存储误差补偿因子。在正式测量时，根据测量结果和误差补偿因子计算校准方程，从而消除误差。

6．1．2线性化处理和非线性补偿 6．2数字控制器的工程实现

数字控制器算法的工程实现可分为6个部分： 1． 给定值 2． 被控量处理 3． 偏差处理 4． 控制算法的实现 5． 控制量处理 6． 自动手动切换 6．3软件抗干扰技术

为了提高工业控制系统的可靠性，仅靠硬件抗干扰措施是不够的，需要进一步借助于软件措施来克服某些干扰。经常采用的技术是数字滤波技术、开关量的软件抗干扰技术、指令冗余技术和软件陷阱技术等。第7章分散型测控网洛技术

7．1概述

数据通信是工业测控网络和分散型测控系统得关键技术。在一个较大的工业测控系统中，常常会有几十个、几百个甚至更多的测量和被空对象，即使速度的系统也难以满足要求，因此必须将任务分给多个计算机系统并行工作，不同地理位臵何不同功能的计算计之间需要交换信息，如果把它们按统一的协议连接起来就构成了计算机分散测控网络系统。本章介绍数据通信技术、工业网络技术、分散型控制系统、为总线通信网络技术和现场总线技术。

7．2 重点与难点 7．2．1 数据通信技术 7．2．2工业网络技术 7．2．3 分散型控制系统

分散型控制系统综合了计算机技术、控制技术、通信技术、CRT显示技术即4C技术，集中了连续控制、批量控制、逻辑顺序控制、数据采集等功能。先进的分散控制系统将以计算机集成制造系统为目标，以新的控制方法、现场总线智能仪表、专家系统、局域网络等新技术，为用户实现过程自动化与信息管理自动化相结合的管控一体化的综合集成系统。

分散控制系统采用分散控制、集中操作、综合管理和分而自治地设计原则。系统安全可靠、通用灵活、最优控制性能和综合管理能力，为工业过程的计算机控制开创了新方法。

7．2．4 现场总线（Fieldbus）技术

现场总线是连接工业工程现场仪表和控制系统之间的全数字化、双向、多站点的串行通信网络，与控制系统和现场仪表联用组成现场总线控制系统。现场总线不单单是一种通信技术，也不仅仅是用数字仪表代替模拟仪表，它是用新一代的现场FCS代替传统的分散型控制系统DCS，实现现场总线通信网络与控制系统的集成。

第8章 计算机控制系统设计与实现

8．1概述

通过前面的介绍，我们已经掌握了计算机控制系统各部分的工作原理、硬件和软件以及控制算法，因而具备了设计计

算机控制系统的条件。计算机控制系统的设计，既是一个理论问题又是一个工程问题。计算机控制系统的理论设计包括：建立被空对象得数模型；确定满足一定经济指标的系统目标函数，寻求满足该目标函数的控制规律；选择适宜的计算方法和程序设计语言；进行系统功能的软、硬件界面划分，并对硬件提出具体要求。计算机控制系统的工程设计，不仅要求掌握生产过程的工艺要求，以及被空对象的动态和静态特性，而且要通晓自动检测技术、计算机技术、通信技术、自动控制技术和微电子技术等。

本章主要介绍计算机控制系统设计的原则和步骤、计算机控制系统的工程设计与实现和计算机控制系统的设计举例。8．2 重点与难点 8．2．1 系统的设计原则 1．安全可靠

工业控制计算机不同于一般用于科学计算或管理的计算机，它的工作

环境比较恶劣，周围的各种干扰随时地威胁着它的正常运行，而且它所担当的控制重任又不允许它发生异常现象。因此在设计过程中要把安全可靠放在首位。

2． 作维护方便

操作方便体现在操作简单、直观形象、便于掌握，并不要求操作工要掌握计算机知识才能操作。既要体现操作的先进性，又要兼顾原有得操作习惯。维修方便体现在易于查找故障，易于排除故障。采用标准的功能没，模板式结构，便于更换故障模板。并在功能模板上安装状态指示灯 和监测点，便于维修人员检查。另外配制诊断程序用来查找故障。

3． 时性强

工业控制机的实时性表现在对内部和外部事件能及时的响应，并做出响应的处理，不丢失信息，不延误操作。计算机处理的事件一般分为两类，一类是定时事件，如数椐的定时采集、运算控制等；另一类是随机事件，如事故、报警等。对于定时事件，系统设臵时钟保证定时处理。对于随机事件系统设臵中断，并根据故障的轻重缓急，预先分配中断级别，一旦事故发生保证优先处理紧急故障。4．通用性好

工业控制计算机的通用灵活性体现在两个方面，一是硬件模板设计采用标准总线结构，配臵各种通用的功能模板，以便在扩充功能时只需增加功能摸板就能实现；二是软件模块或控制算法采用标准模块结构，用户使用时不需要二次开发，只需按要求选择各功能模块，灵活地进行控制系统组态。

5． 济效益高

计算机控制应该带来高的经济效益，系统设计时要考虑性能价格比，要有市场竞争意识。经济效益表现两个方面，一是系统设计的性能价格比要尽可能高；二是投入产出比要尽可能的低。

8．2．2系统的设计步骤 8．2．3系统的工程设计与实现 一般按如下步骤进行： 1． 系统总体方案设计 2． 硬件的工程设计与实现 3． 软件的工程设计与实现 4． 系统的调试与运行

基于计算机控制技术的网络通信研究 第6篇

关键词：计算机；控制技术；网络通信

中图分类号：TP273.5

在计算机控制系统中，其主要通过各种辅助部件，实现应用计算机与被控对象的控制，进而实现控制的目的。现在，计算机与被控对象之间的通信，以及不同部件之间的联系，主要通过两种方式，分别是有效和无线。而现在，在计算机硬件与软件快速发展与普及的推动下，计算机网络的应用范围也逐渐扩展，所能够传输的数据量也越来越大，对各种数据的传输效率不断给提高。可以预测，在可见的将来，基于计算机通信技术的远程网络技术将会得到更大的发展。

1 基于计算机的控制系统

在工业生产领域，计算机控制系统中包括了工业用计算机与各种工业对象。相较于普通控制系统，基于计算机的控制系统，包括了开环系统与闭环系统。现在，工业领域中主要采用闭环系统，主要是由于该类控制系统为一种最基本的控制方式。根据常用的计算机控制系统，其硬件主要包括了计算机、各种外设、输入和输出通道，以及各种工业操作台等。具体如图1中所示。根据控制系统所采用控制方式的不同，则可以将其划分成：操作指导控制系统、直接数字控制系统、计算机监督系统以及分级计算机控制系统等。

2 基于计算机的远程网络通讯

在远程网络通信中，由于信息传输方向的不同，可以将该过程中所采用的通讯技术分为双工通讯、半双工通讯与单工通讯等几种类型。顾名思义，双工通讯就是通过比较复杂的通信结构与线路，确保通讯双方的信息都能够向着两个方向传送；而半双工通信则可以理解为信息虽然能够在两个方向传输，但是这种传输过程不是实时的，因为每次传输都只有单个方向的数据在传输；单工通信则更加简单，就是只有一个固定方向的信息能够被传送。在实际的应用环境中，远程网络通信中所采用的通讯方式主要为半双工方式，也就是人们常说的四线制传输方式，而在不同计算机之间的通信中，则主要采用单工通信方式，这样，就可以在满足各种实际要求的情况下，使得通信系统中所采用的线路能够得到更大程度的简化。

在基于计算机的远程网络通讯系统中，其硬件构成根据不同的功能主要包括计算机终端、网络主机、各种网络数据交换设备、网络数据传输线路等。在这些硬件设备中，计算机终端的作用主要为对各个企业用户的网络数据通讯量和信息规模等进行控制；数据交换设备则可以实现对各种网络传输数据的分类、归档、处理与存储等操作过程；在网络主机中，则又可以具体分为微型计算机和小型计算机，其中，我们常用的计算机可以作为微型计算机来使用；网络数据传输线路又可以划分成多种不同的线路，比如常见的电话线路、光纤线路以及微波线路等，在这些线路中，人们最常用的就是光纤线路，这主要是由于光纤的速度非常快。在整个网络通讯链路中，计算机终端、主机等硬件设备，主要通过数据传输线路完成下路连接，而各种终端设备则需要通过数据交换设备来接入网络，接着，远程网络通讯系统各种计算机终端，则能够通过实现制定的网络协议来实现对网络终端的控制过程。

对于基于计算机的远程网络通讯系统中所采用的连接方式，根据现代计算机网络技术的发展现状，可以划分为分支式、多路复用、集线式以及点到点等多种方式。在这几种方式中，点到点方式最为常用，因为这种连接方式主要以计算机为核心，然后再通过各种传输线路和数据交换设备来实现网络数据的交换与传输。

3 计算机网络通信的发展方向

3.1 朝着网络化方向发展

在现代计算机技术和网络技术发展的双重推动下，各种基于计算机网络的控制系统得到广泛应用，且应用范围和规模也在不断扩展，也给传统回路控制系统中所展现出来的特性造成了根本性的变化，主要是在网络技术推动下，逐渐形成了控制系统的网络化发展趋势，而这也是现代网络技术的成功应用所带来的必然结果。基于现代网络技术，可以将网络中的各种接口连接到仪表单元，从而使得网络化条件中的仪表单元具备了直接通讯的能力。

正是由于网络技术的推动，才使得网络能够逐步延伸和发展到各个控制系统的末端，然后在与原有控制系统的结构相结合的基础上，则可以实现从控制任务的最基底层，到实现整个调度工作的最高层之间的网络优化与连接过程。对于整个控制系统中的各个仪表单元，其可以作为控制网络中的最小实现环节来使用，而这些仪表单元的网络化则是在对这些仪表单元的数字化的基础上才完成的；在完成原有仪表单元的数字化之后，才能添加必要的网络通讯单元，从而构成完整的总线系统。在现有的网络化控制系统与现场总线控制系統中，整个控制过程的实现与完成已经不再仅仅通过传统意义上的控制系统来执行，而是通过各种仪表单元在对各自工作独立完成的及基础上，进而通过网络来实现不同单元之间的信息交互，最终完成程序和应用环境所赋予的各种控制任务。

3.2 朝着扁平化的方向发展

在各种功能不同的网络结构中，特别是在基于分布式的计算机控制系统中，整个控制系统可以通过网络来划分成不同的层次，进而将计算机通过网路来连接。考虑到在网络中所存在的不同层次之间的独立性，信息在网络交互过程中，将会受到计算机的影响，这也是信息或者数据在网络交互过程中，需要考虑的一些问题。同时，由于分布式控制系统的网络本身所体现的数据结构的封闭性，会给不同厂家产品的交互带来影响。

4 结束语

基于现代计算机技术的控制技术得到了飞速发展，各个领域对控制系统所体现的控制技术水平的要求也逐渐提高，使得现有的控制技术水平朝着更高层次的方向发展。文中通过对计算机系统结构中控制系统的简介，阐述了常用计算机控制系统的构成和组件，对控制技术在网络通信中的应用进行分析。

参考文献：

[1]母慧如，侯洁，张艳丽.浅谈计算机通信的现状及发展趋势[J].电子制作，2013（20）.

[2]田艳云.计算机通信与网络发展应用技术的探究[J].电子制作，2013（10）.

[3]周山.计算机通信与网络发展的应用技术[J].硅谷，2013（21）.

[4]陈玉辉，许晓文.浅谈保证计算机通信与控制系统可靠运行的措施[J].中国新技术新产品，2011（04）.

作者简介：孙福成（1970.02-），男，副教授，1993年哈尔滨理工大学应用物理专业毕业，1994年到甘肃畜牧工程职业技术学院任教，主要从事微机控制、PLC控制技术等课程的教学。

工业控制计算机技术 第7篇

计算机控制作为实现工业自动化的重要纽带, NC、PLC等先进技术的使用已经成为计算机控制系统在工业自动化控制中应用的关键, 正逐渐向着精密化、高速化和灵动化的方向发展。正是因为计算机技术在工业自动化的控制中具有这样如此重要的意义, 所以本文通过研究工业计算机控制技术的意义, 来探讨在工业自动化控制中计算机控制技术的应用途径。

一、工业计算机控制技术的意义

在进入21世纪以来, 工业生产逐渐摆脱了过去的以人力为主的操作时代, 开始进入计算机控制技术的时代。所谓“工业计算机控制技术”, 实质上是以工业计算机为核心, 并以工业生产中各项参数的采集和控制为主要目标, 通过

工业计算机硬件控制系统的构建, 采用相应的控制算法设计软件实现对工业生产全过程的自动化控制。计算机控制技术主要具备开放性、交互性和可操作性、智能化、精确度高的特点, 是现代工业过程中必不可少的技术之一, 未来必将发挥更大的作用。

在当下的工业生产过程中, 计算机的运用已经十分普及, 随着科学技术的不断发展, 自动控制、总线传输、网络通信、传感设备和系统软件都在不断的进步和更新[2], 从具体的实践情况来看, 计算机技术的应用对于工业生产自动化的意义主要表现在以下三个方面。

首先是提升了控制精度, 与传统的工业生产方式而言, 计算机控制技术在进行工业生产时能够将误差降到最低, 提升生产效率。

其次是提升了控制能力, 计算机控制技术具备强大的存储能力额判断能力, 相对人工操作来说, 可以对工业生产的环境变化额其他要素的变化做出全面的判断, 从而提升控制效果。

第三是计算机控制技术使用便捷, 随着网络信息技术的发展, 现在工业计算机控制技术的主要依靠应用软件和系统软件来实现目标, 并且可以根据实际情况进行变更, 从而满足不同的生产需求和变化。

二、工业自动化控制中计算机控制技术的应用路径

(一) 数字化控制

数字化控制, 就是人们常说的“数控”, 也就是借助数字、符号等对工业生产中的各个生产过程进行编程控制的自动化方法[3]。其主要是通过利用计算机, 以数字的形式向工业生产发布指令, 让设备按照预定的程序运行。另外一个方面, 数字化控制的优势在于可以针对工业自动化过程中出现的问题, 进行远程诊断和修复, 从而能够在问题严重之前, 确保系统的稳定性和可靠性。

(二) 可编辑逻辑控制器

可编辑逻辑控制器, 又称为PLC, 是一种专门为工业生产而研发的微型计算机。它主要是在数字化控制的基础上, 利用编程存储器和数字方式的输出输入, 实现对机械设备和工业生产过程的自动化控制。可编辑逻辑控制器在工业自动化运行中可以分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段, 这三个阶段互相配合, 互相补充, 形成对工业自动化生产过程的一个扫描周期, 从而实现工业自动化生产的高效性。

(三) 分布式控制系统

分布式控制系统 (Distributed Control System) , 简称为DCS, 在国内又被称为集散控制系统。采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想, 通过多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。在工业自动化的过程中, 分布式控制系统的核心是通信网络, 网络节点司工程师站点, 最大的特性就是可靠性。

而要想保证分布式控制系统的可靠性需要从以下三个方面出发:

一是广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺;

二是广泛采用冗余技术;

三是在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等。

只有这样才能够更好的提升分布式控制系统的效率和功能性。

三、结语

总而言之, 工业生产是也个复杂的过程, 特别是现代化的工业生产中, 一些大型机械设备在带来生产效率的同时, 也对生产过程的有效控制增加了难度。而计算机控制技术的应用, 正是解决工业自动化生产难题的重要措施。在计算机控制应用的过程中, 可以通过数字控制、可编辑逻辑控制器和分布式控制系统来实现, 当然在此时基础上, 还需要进一步加大对计算机控制技术的研发力度, 从而促进我国工业生产的稳定和可持续发展。

摘要：随着社会的进步和科学技术的发展, 我国的工业生产已经逐渐进入了自动化的时代, 在减少生产成本的同时, 也提升了生产效率, 将更多的人从繁重的工业生产中解救出来。而网络信息技术的发展又进一步提升了工业自动化的控制效率, 是实现现代化工业生产的技术保障, 为实现工业自动化和智能化提供了坚实的基础。本文就通过分析工业计算机控制技术的意义, 以及计算机控制技术在工业自动化控制中的应用途径, 从而更好实现提升工业自动化的效率。

关键词：工业自动化,计算机,应用路径

参考文献

[1]吴高杰.工业自动化控制中计算机控制技术的应用路径研究[J].科技创新导报, 2015, 28:132-133.

[2]邢彬.计算机控制系统在工业自动化领域的发展与现状[J].消费导刊, 2015 (4) :209.

计算机电子控制技术及应用 第8篇

1.1 计算机控制的概念

1.1.1 开环控制系统

开环系统是指在计算机控制系统中通过处理系统处理后形成的数据不参与被控制系统的系统。在开环控制系统中不需要对其处理后的数据进行反馈。

1.1.2 闭环控制系统

闭环控制系统是指通过系统处理后的输出量传送到执行系统中后,可直接控制被控制系统中的参数。因为闭环控制系统直接控制计算机控制系统的工作效果,所以在设计闭环控制系统时必须要保证其稳定性和抗干扰能力。

1.2 计算机控制系统的控制过程

1.2.1 实时数据采集

测量并采集被控制对象的瞬时数据,形成计算机可以识别的输入数据。

1.2.2 实时控制决策

对采集到的输入数据进行分析和处理,且按照计算机控制系统所编程的程序进行进一步处理的过程。

1.2.3 实时控制

根据控制系统所处理的信息,结合系统运行情况,对控制系统发出一些信号使系统更好地运行。

1.3 计算机控制系统的组成

1.3.1 硬件

硬件就是计算机上用肉眼可以看到实物。比如电脑的主机、显示屏、芯片、音响、键盘和鼠标等部件。这些部件是计算机实行控制的基础。计算机的硬件配置高低标志着计算机控制系统的性能,所以硬件系统的配置是计算机控制系统的核心。

1.3.2 软件

软件是计算机控制系统中相对于硬件而言的编程。计算机控制系统通常是通过软件系统来检测和控制硬件中的参数。因此,软件系统的智能化关系到计算机控制系统的工作效率。在计算机控制技术中软件系统跟硬件系统是缺一不可的。

2 计算机的控制系统

2.1操作指导控制系统

操作指导控制系统是通过人操作计算机来实现的控制系统。这种控制系统虽然操作比较灵活,但是工作效率不是很高,而且不能实现同时控制多个目前完成工作。

2.2 直接数字控制系统(DDC)

直接数字控制系统是用一个计算机对多个计算机运行时的必要参数进行收集,然后用计算机控制系统所规定的程序对被控数据进行处理,再把处理的结果反馈到被控计算机运行系统中。这样的控制系统,可直接把运行系统中的参数进行集中控制,使被控系统中的数据稳定在一定的范围内,既保证工作效率,也能实现被控系统工作中参数的持续稳定,从而大大提高工作效率。

2.3 监督控制系统(SCC)

监督控制系统是由一个计算机与多个计算机组成的计算机控制系统。在计算机控制工作时由一台上级的监督计算机采集工作过程中的数据,处理后得到下级计算机运行的最佳参数,最后由上级计算机通过监督控制系统调整下级计算机的运行。这样的控制系统可以保持整个控制系统始终处于最佳工作状态,提高系统的可靠性,从而提高生产效率。

2.4 分散控制系统(DCS)

分散控制系统是以上几种控制系统相结合的控制系统,它的控制功能分散(以微处理机为中心构成子系统),管理集中(用计算机管理)。分散控制系统中即使系统中间的一部分出现故障,也不会影响整个系统的工作,当整个系统的管理计算机出现问题时,各个子系统也可以独立控制,所以其可靠性非常高。由于各个子系统是分散并可以独立控制的,所以系统工作时对管理计算机的要求不是太高,降低了管理计算机的压力,大大简化计算机控制系统的编程,减少信息量,使系统的操作更为灵活简便。

3 计算机控制系统的发展方向

计算机集成控制系统是未来计算机控制系统的发展方向。计算机集成控制系统是由多种多方面的科技技术共同协作实现的智能化控制系统。它集中控制制造工厂中所有可控制的生产环节,并将其中所有自动化进行集成。将计算机集成控制系统应用于社会的各个领域,可大幅提高各行各业的工作效率。

4 结语

工业控制计算机技术 第9篇

关键词：应用,计算机自动控制技术,工业生产现场

在工业生产过程中的决策、管理、调度、优化、控制、控制等领域中都广泛地应用到了计算机控制技术,既能够有效地提高工业生产的生产率和安全性,同时提高产品的产量和品质。计算机自动控制技术是以计算机技术、仪器仪表、控制理论等理论和技术为基础的,并且结合了计算机信息科学和自动控制理论,在工业生产领域具有广泛的应用前景。

1 计算机自动控制技术

计算机技术是计算机自动控制技术的核心,讨算机自动控制技术还融合了多种技术,例如自动控制技术和电子技术等,其能够实现高效控制和自动化生产。自动控制技术要以计算机计算的发展为运行载体,而通过结合神经网络技术、模糊控制技术、PLC编程技术、单片机技术等控制技术,能够对计算机自动控制技术进行不断的优化[1]。

计算机自动控制技术能够对工业生产过程中的很多环节进行有效的优化。例如应用计算机自动控制技术能够实现监督和优化生产流程,对生产流程进行调度。在设备运行的加工环节也可以在保障机器运行寿命的基础上使加工精度得以提高。计算机自动控制技术在工业产品的后期检验环节的应用能够提高检验的效率,从而提高产品质量。

在工业生产中应用计算机自动控制技术能够使生产过程的自动化水平得以提高,从而使企业的控制和管理更加便利。与此同时,计算机自动控制技术的控制方式灵活多变,能够使工业生产的高效化和精密化得以提高。应用计算机自动化技术还能够实现最优控制,能够通过有限的前期投资来获得更大的收益。

2 在工业生产现场应用计算机自动控制技术

鉴于计算机自动控制技术具有较多的优势,因此在当前的工业生产中应用的比较广泛。本文以纺织机械、液压挖掘机、发动机试验为例,对计算机自动控制技术在工业生产各个领域的现场应用进行分析。

2.1 计算机自动控制技术在纺织机械中的应用

计算机自动控制技术在纺织机械中的应用比较普遍,而且取得了良好的应用效果。以纺织机械中的梳棉机为例,加工棉条的质量会受到梳棉机吸尘的风量和风压的影响。在应用了计算机自动控制技术之后,通过计算机自动控制技术能够对风量参数进行及时的调整,从而对风压和风量进行有效的优化,使梳理质量得到极大的提高。长期以来在纺织机械的织物质检环节中使用的都是人工检测的方法,人工检测不仅耗费较长时间,还有一些较小的织物疵点难以检测出来,从而影响了织物的最终质量。通过使用数字图像技术和计算机自动控制技术,能够实现织物自动检测。由于在纺织的过程中具有一定的规律,因此织物中存在的疵点能够通过自动控制技术和数字图像技术被精确地识别出来,也极大的提高了织物质检环节的检测效率[2]。

2.2 计算机自动控制技术在液压挖掘机中的应用

通过应用计算机自动控制技术,液压挖掘机的工作成本和燃料消耗得到了有效的降低。应用计算机自动控制技术之后,发动机在挖掘机不行走时就会自动的进行减速,从而达到节省燃料的目的。与此同时系统会将操纵杆位于中间位置作为减速信号,一旦出现该减速信号,就可以将相应的减速指令发送给发动机,使发动机自动进入减速状态。此时再向电磁阀传递信号,从而伸展液压缸。尽管此时没有退回燃料手柄,但发动机能够自动实现减速。这样一来当挖掘机停下卸料时就可以进入减速状态,燃料损失得到了减少。

计算机自动控制技术应用于铲斗之中也能够实现良好的自动控制。在使用挖掘机进行挖掘作业和平整地面时,如果操作人员的经验不足,就难以对铲斗的倾斜角进行准确的控制。这都需要应用计算机自动控制技术,其能够预先设计铲斗的最佳倾斜角度,从而使挖掘作业的效率得到提高。通过应用计算机自动化控制技术能够使挖掘机的操作舒适性和可靠性得到极大的提高。而且还能使用控制系统和传感器对加油的压力、流量和温度等参数进行实时检测,并以参数变化为依据来对挖掘机的运行状态进行实时调整,及时预报挖掘机可能出现的故障。通过远距离控制技术和驾驶室内的温度自动调节技术能够使操作者的舒适度得到提高,从而使工作的质量和效率得以提高[3]。

2.3 计算机自动控制技术在发动机试验中的应用

发动机测试工作中应用计算机自动控制技术能够取得良好的效果。控制器、传感器和微型计算机是计算机自动控制系统的主要组成部分。传感器能够收集发动机运行中的数据信息,再由微型计算机对信息进行收集和整理,从而向控制器发出相应的指令。计算机发出的信息指令由控制器进行接收,再由控制器根据指令来调节实验参数。

要先进行实验设计并对程序进行预先编制,才能正式运行计算机自动控制系统,由控制系统来收集和处理信息,并向操作人员发送数据。传感器会记录发动机在不同运行速度时的参数,例如噪音值、震动幅度和运行转速等,由控制器对参数进行调节,将发动机的特性整理出来。与此同时也可以应用自动控制系统来处理和记录试验的结果,能够极大地提高记录的效率。在发动机试验中应用计算机自动控制技术能够极大的提高试验的自动化程度和精度,有利于更好地进行发动机的试验,并取得更精确的实验数据。

3 结语

作为一种先进的新型技术,计算机自动控制技术在工业生产现场具有广泛的应用范围和良好的应用前景,计算机自动控制系统具有易用性和可靠性的特点,能够有效地提高工业生产的效率和质量,推动我国工业的升级转型。当前的计算机控制技术在某些领域的工业生产环节中的应用还存在技术障碍,需要进一步对其进行研究,在更多的工业生产领域实现自动控制。

参考文献

[1]董海英.蒸汽锅炉计算机自动控制系统应用[J].科技创新导报,2012(13).

[2]慕小武,高扬,赵微.区间系统的量化混杂反馈镇定[J].数学的实践与认识,2010(10).

谈谈计算机电子控制技术及应用 第10篇

1 计算机电子控制系统的概况及其分类

自动控制实质上是控制装置在没有人员的直接参与情况下能够自发地按照规定的要求进行相应的运行。而现如今的计算机电子控制系统则是用计算机对常规的自动控制中的控制设备进行替换, 从而实现对动态系统的调节与控制。再加上计算机能够对数据进行高效的采集、传送、存储以及处理, 保障了工作的准确、高效率的运行, 因而计算机作为主要的控制设备使自动控制进入了新的发展阶段。计算机控制系统主要包括软件部分和硬件部分两个重要板块。其中, 软件部分指的是能够实现计算机自动控制功能的相关应用软件程序, 其本身可以通过各种高级语言或是专业的计算机语言进行编译而成;而硬件部分则包括计算机与控制对象, 以及实现联络和控制功能的通道与设备等, 其自身设备可以是成套的, 也可以是以各种智能专用设备的形式存在。计算机控制系统大致包括以下几种类型:操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、分布式控制系统以及现场总线控制系统。

2 计算机电子控制技术发展概况

伴随着1946年第一台计算机的问世, 科技进入了一个新的时代。美国Lousina公司电厂于1958年投入运行第一个计算机安全监视系统, 到了1959年美国Texaco公司的炼油厂安装了第一个计算机闭环控制系统, 而到了1960年美国的Monsanto公司的氨厂第一个实现了利用计算机对系统进行监控控制。但是由于早期的工业过程中计算机的控制系统不够成熟, 达不到生产工作所要求的高度, 再加上缺乏必要的稳定性与可靠度, 仍然需要采用模拟控制装置对过程进行控制。随着新技术革命的到来, 半导体材料技术的飞速发展, 计算机从整体而言得到了很大的改善, 不仅在运算速度上得到了加快, 同时也使得可靠性得到了很大程度上的加强。在二十世纪七八十年代, 世界上的重要计算机和仪表制造上同时推出了DCS系统。到了二十世纪九十年代, 计算机电子控制技术的发展尤为明显。随着新一代的DCS结构即现场总线控制系统FCS的诞生, 更加降低了系统的成本, 同时实现了可靠性的提高, 进而实现了在统一的国际标准下真正意义上的互联系统结构。

3 计算机电子控制技术的问题关键

由于工业现场中存在各种形式的干扰, 导致科研工作人员安装调试好的计算机控制装置投入使用的过程中不能正常进行工作, 其存在的关键问题包括以下几点。

3.1 计算机控制系统的主要干扰源

首先, 来自空间感应方面的干扰, 主要是由于电磁场在空间传播造成。例如:来源于输电线以及电气设备发出的磁场, 发射于通信广播中的无线电波, 太阳或其他天体卫星所发出的电磁波, 再加上下雨天雷电等自然现象。其次, 在过程通道的干扰往往会沿着过程通道进入计算机, 由于过程通道与计算机主机之间存在公共地线, 在将计算机控制系统投入使用时应尽可能地减弱和斩断那些来自公共地线的干扰, 以达到提高过程通道抗干扰能力的目的。此外, 控制用电的计算机一般通过交流网进行供电, 供电过程中电网的冲击、频率的波动都会为计算机控制系统带来干扰。再加上计算机交流供电电源的地电位不够稳定, 往往会导致电位之间出现电位差。另一方面, 计算机控制系统分布广泛, 地线间存在一定程度的电位差, 电信号在沿着导线传输的过程中, 由于电容、电阻、电感等信号的存在, 对导线上电信号的建立带来很大的阻碍。不能够实现马上建立, 而是具有一定的滞后性, 相对起点距离越远, 相应的电流波、电压波到达时间越迟。这样, 电流以一定的速度在线路上进行传播, 从而造成行波的形成。如果传输线的终端阻抗与波阻抗不匹配, 入射波到达终端的同时将会发生反射, 反之当反射波到达始端时, 遇到始端阻抗不匹配的情况同样也会引起反射现象的发生。当信号反射现象多次进行时, 导致波号、波形发生严重变形, 进而引起脉冲干扰。

3.2 硬件抗干扰技术

对计算机控制系统的硬件采取恰当措施, 能够很大程度上实现对相关干扰信号的抵抗。硬件抗干扰措施效率较高。在对干扰的类型、干扰来源以及干扰种类明确后, 可采用与之相对应的抗干扰措施以达到计算机电子控制系统的有效进行。抑制干扰信号的措施包括以下几种:抗电源干扰、过程通道抗干扰、抗空间电磁波干扰以及接地技术。

3.3 软件抗干扰技术

由于工业生产过程中存在的干扰源很多, 计算机控制系统采集到的有效数据信号经过硬件的相关处理后混杂着随机干扰数字滤波。通过计算机控制系统对输入信号的多次采集, 利用某种计算方法进行数字处理, 以消除或减弱混杂着的随机干扰滤波所带来的影响, 进而获得真实的信号。而当计算机控制系统受到外界的干扰, 造成CPU正常工作时序被破坏, 将会造成程序计数器的PC值发生变化, 并跳转到随机的程序存储区。为应对这种情况的发生, 可以人为地插入一些空操作指令NOP或对有效的单字节指令进行重复书写, 当失控的程序遇到该指令后, 能够对脱离正确轨道的PC值进行调整, 进而保证后续指令有效地进行下去。另一方面, 如果某个干扰造成了所有程序正常运行过程的中断或破坏, 导致PC值在程序区内外分布不定, 为使其能够恢复正常运行, 只能采取广布陷阱的方法。所谓的“陷阱”是指某些类型的CPU提供给用户使用的软件中断指令或复位指令, 利用它们将强行捕捉到的程序引向指定地址, 进而利用专用程序对程序的出错部分进行处理修改。软件陷阱一般情况下安放在非程序区间, 包括为投入使用的中断向量区、未使用的大部分程序存储器空间以及表格的末位。一旦机器发生了“跑飞”现象, 将会通过“陷阱”救助使机器立刻恢复正常运行。

4 计算机电子控制技术发展方向及领域

计算机电子控制技术是自动控制技术与计算机技术相互结合发展的产物。随着计算机技术与现代控制理论的飞速发展, 计算机控制技术将逐步朝着网络化、智能化、综合化方向发展, 其应用将遍及国防事业、航空航天事业、工业、农业、医学等多种领域。又因为计算机控制系统无需进行复杂的电路设计, 通过特定的计算机语言即可实现对各行业工作的自动化控制, 不仅节省了大量的人力物力, 同时也节省了宝贵的时间资源, 其应用领域将会更加广阔。

5 结语

总而言之, 计算机电子控制系统是伴随着现代大型工业生产自动化的不断兴起发展而产生的综合控制系统, 其本身紧密依赖于新时期应运发展的计算机技术、网络通信技术以及控制技术, 在计算机参与的诸多领域的系统控制过程中扮演着至关重要的角色。因此, 具备高性能的完全数字化、智能化的计算机电子控制系统的实现, 还需要计算机技术的更进一步的发展。在强大的相关设计语言的支持下, 通过对计算机电子控制技术的不断完善, 将会带动经济更加快速的增长, 推动人类社会文明的进步。

摘要：随着经济社会的发展, 科学技术得到了质的飞越, 加之互联网时代的到来, 计算机的应用变得更加的普遍。而伴随着新技术革命的开展, 计算机电子控制技术也相应问世, 并在各个行业中得到了广泛的应用。本文将对计算机电子控制技术以及相关的应用进行系统的介绍, 并针对计算机电子控制系统中存在的问题进行详细的探究分析, 最后对计算机电子控制技术的发展方向和发展领域进行总结。

关键词：计算机,电子控制技术,应用

参考文献

[1]苗青林.计算机控制技术的教学改革探索与实践[J].电子商务, 2013 (5) :49-50.

[2]蔡兆文.关于应用电子系统中自动化控制技术的研究[J].科技创新与应用, 2014 (8) :73-74.

工业控制计算机技术 第11篇

关键词：机械工业；计算机技术；发展；应用

中图分类号：TP391.41

机械自动技术的应用具有可靠性高、效率高、功能多元化和节省能源和材料等特点，能够更好的满足人们多元化的需求。因此，计算机技术的发展和应用推动了机械工业领域的变革，使生产水平和生产技术得到发展与革新。

1 机械工业领域电子控制技术的发展现状

随着我国社会经济的发展和科学技术的迅猛发展，我国机械行业也取得了极大的发展，特别是在“十一五”期间取得了可喜的成绩，机械行业在资金、市场、人才和技术等各方面都形成了独具特色的发展模式，在国际取得了一定的地位，有效的推进了我国机械行业的进一步发展。但是，我们也必须清醒客观的认识到机械行业未来发展的趋势很大程度上对中国机械工业的发展方向产生了牵制和引领作用，因此，加强对我国机械工业领域计算机技术的应用现状和发展趋势的研究至关重要。当前，机械工业领域电子控制技术的发展成果集中体现在机械自动化的发展。也就是指将自动化技术应用于机械制造业中，以保证机械生产加工对象的自动的、连续的生产，优化自动化生产过程，促进生产效率的提高。

机械制造业发展技术的主要发展方向就是机械自动化，同时也是实现机械制造业技术改造和技术进步的根本趋势。机械自动化的技术水准一方面对机械制造业的发展产生极大的影响，另一方面也直接影响了国民经济各部门的技术进步。随着电子技术的日益进步和计算机控制技术的日益优化，也不断的推动了我国工业生产领域过程的优化，特别是使机械自动化生产过程日益数字化、智能化和微型化。计算机科学技术的快速发展促进了机械控制技术的微型化，同时也推动了机械工业控制技术的日益智能化，也促进了计算机技术、机械工业生产技术、电子和控制技术结合而成的机电一体化技术的快速发展，并且被广泛于各个生产领域。

2 机电一体化的发展历程与趋势

2.1 机电一体化的基本发展历程

机电一体化发展历程大约经历了四个主要阶段：第一阶段，数控机床的诞生标识这机电一体化发展进程的开始，因此机电一体化诞生的标识就是数控机床的问世；第二阶段，随着微电子技术的发展，极大的促进了机电一体化的发展。微电子技术的发展为机电一体化的发展带来了极大的动力；第三阶段，可编程控制器和“电力电子”技术的发展则从根本上退迪欧你给了机电一体化的发展，可编程控制器和电力电子技术都是机电一体化实现的监视基础和强力支持；第四阶段，激光技术、模糊技术和信息技术的发展也强有力的推进了机电一体化的发展，使机电一体化进入了全新的发展阶段。

2.2 机电一体化的发展趋势

机电一体化的发展趋势集中体现在以下四个方面：

（1）光机电一体化。机电一体化产品发展的重要趋势就是光学技术与机电的结合，实现光机电一体化。将光学技术引进机电一体化中，充分发挥光学的优点，使机电一体化系统中的传感系统和信息处理系统得到有效的改进，也有助于改进机电一体化系统的能源动力系统。

（2）自律分配系统化——柔性化。為了适应机电一体化系统在控制和执行系统中拥有足够的冗余度，保持系统具有较强的柔性，以更好的适应未来机电一体化系统更大的数据处理任务的要求，因此，未来的机电一体化产品的发展趋势就是“自律分配系统”。

（3）全息系统化——智能化。智能化也是机电一体化产品发展的必然趋势。在智能技术的推动下，机电一体化产品的智能水平也将不断提高，与此同时，未来机电产品全息系统化特征和优势会日益凸显。

（4）微型机电化——微型化。蚀刻技术是当前最为新建的半导体器件制造技术之一。当前，在实验室中通过对蚀刻技术的应用，已经制造出了亚微米级的机械元件。可以预见，未来机械将与电子实现完全的融合，特别是能够将机械的机体、传感器、CPU以及执行机构等集合在一起，组成一种体积很小的自律元件。因此，机电一体化产品的微型化也是发展的重要趋势。

3 计算机技术在机械工业领域的应用

机电一体化是计算机技术和机械技术以及电子技术等相结合的产物。机械一体化产品的主要应用领域主要是数控机床。将数控技术应用到机械工业领域中，明显的优化了工业操作的结构和功能，提高了工业操作的精度。另外，机电一体化采用多CPU和多主线的体系结构是数控的功能得以丰富，并且也提高了生产效率。

智能机器人就是计算机技术在机械工业领域应用的重要体现。目前，机器人的应用逐渐扩展向生产和生活各个领域，推动了各种各样机器人产品的出现和应用。机器人应用于工业领域一方面提高了产品的质量和产量，另一方面也有助于保证人身安全，减轻劳动者的劳动强度，实现劳动环境的改善和优化，促进劳动生产率的提高，节约原材料和成本。将计算机技术、网络技术和机械工业技术结合起来设计出的工业机器人得到越来越广泛的使用，并且也逐渐的改变了人们的生活和生产方式。

3.1 自动售货机的应用

顾客通过自动售货机选择商品的开关，由PLC驱动数码管显示出顾客投入的硬币数值，通过光传感识别器进行硬币数值的判断，进而通过PLC控制系统和信号输出功能来实现整个商品自动售卖过程。机械技术、机电自动控制技术和计算机技术结合与自动售货机的应用中极大的方便了人们的生活，推动了PLC的广泛应用。

3.2 交通信号灯系统

微机软件在电子控制系统中的典型案例还有交通信号灯系统的应用。交通信号灯系统主要是通过PLC技术的应用来对十字路口的信号灯动作进行控制，准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间。交通信号灯系统的应用为人们日常生活和工作的出行秩序和安全提供了有力的保障。

3.3 码垛机器人的应用

码垛机器人的应用是计算机在机械工业领域应用的重要表现形式。随着码垛机器人的日益智能化和数字化，其在搬运、点焊、喷涂等各个行业都有着广泛的应用。码垛机器人是计算机技术、机械技术、控制技术、智能技术等相结合的集成化系统，其组成部分主要有工业机器人、编程器、控制器以及叠盘机、控制器和托盘输送和定位设备等。总之，码垛机器人作为机电一体化的典型代表，能够为用户实际应用提供经济、适用的自动化解决方案。

4 结束语

电子技术和计算机技术、控制技术融入机械生产领域是发展的必然趋势，机电一体化技术的发展为工业生产领域注入了全新的发展机遇。随着计算机技术的日益发展，其与机械工业领域融合得越来越紧密，使机电一体化在诸多领域中得到广泛的应用。因此，机械工业发展的唯一出路就是机械自动化。作为计算机技术和机械工业方面的研究设计人员和工作者都应该充分认识到计算机技术与机械工业领域相结合是必然发展趋势，并且积极创新，设计出更加智能化、现代化、数字化的机电一体化产品，以更好的促进机械工业领域的发展。

参考文献：

[1]关林.试论电子计算机辅助技术在机械领域的应用[J].计算机应用，2012（03）.

[2]李明轩.计算机技术在机械工业领域的应用分析[J].机械化，2013（12）.

[3]陕军峰，鱼海翔，朱学军.机器人码垛离线仿真与远程控制技术研究[J].组合机床与自动化加工技术，2011（04）.

计算机控制技术的发展及应用 第12篇

关键词：计算机,控制技术,应用

0 前言

在计算机技术以及现代化控制理论快速发展的过程中, 计算机控制技术的发展速度越来越快, 并且被应用到农业、电力产业、药物制作、工业、航空航天等诸多领域中, 也推动了诸多行业的发展, 而本文主要对计算机控制技术的发展及应用进行分析。

1 计算机控制技术的发展

世界上第一台计算机于1946 年诞生于美国, 经过13 年的发展, 于1959 年, 第一台国产计算机诞生并投入到运行。对计算机控制技术的发展大致可分为以下几个阶段。计算机控制技术的起步时期, 发展时间大概为20 世纪50 年代中期, 而且, 在该时期计算机被应用到工业生产过程中, 为工业生产带来了巨大的收益[1]。20 世纪60 年代是计算机控制技术的试验时期, 主要将计算机控制技术应用在化工业上, 并代替原来的模拟控制;20 世纪70 年代是计算机的推广时期, 微型计算机将其运行速度快、可靠性高、体积小、价格便宜等优势充分体现出来, 被应用到多个行业的生产中, 并被广泛的应用到各个行业中。直到今天, 计算及控制技术依旧在不断的改进和创新, 如, 基于PC总线板卡与工控机的计算机控制系统、基于PLC的计算机控制系统、集散控制系统、分布式控制系统、计算机集成制造控制系统、基于数字调节器的计算机控制系统、基于嵌入式系统的计算机控制系统、现场总线控制系统FCS等, 计算机控制技术不会止步于眼前, 在未来的发展中, 计算机控制技术更会有着新的突破, 为社会科技发展做出巨大的贡献。

2 计算机控制技术的应用

计算机控制技术的应用极为广泛, 而且, 该技术所具有的优势更是大多数行业生产所需要的, 以下主要从计算机控制技术在农业领域、电力产业、中药提取等行业的应用展开分析。

2.1 计算机控制技术在农业领域中的应用

随着科学技术的飞速发展, 计算机控制技术的发展也极为迅速, 而且, 计算机控制技术被广泛的应用到农业领域中。例如, 在农田灌溉、农场畜禽生产管理、大型温室、农业科研、农产品加工以及农机管理等方面的应用, 不仅节省了大量的劳动力, 同时对提高生产质量也有着极大的作用[2]。另外, 在计算机控制技术的应用下, 可以对土壤进行取样, 并对实验数据进行组织、加工、处理, 以此来分析土壤肥料的各种特征, 并结合实际的情况来实现农作物的精细化生产和管理, 是农业发展过程中必不可少的重要辅助技术。此外, 在一些大型农场, 会应用到机械化设备, 运用计算机控制技术来实现对这些机械化设备的控制, 提升农机设备运行的生产效益。计算机控制技术在大型温室中的应用也极为广泛, 根据大型温室内的温度情况, 来对室内加温、散热机械设备进行控制, 能够保证温室内的温度在标准范围内, 从而有效的提高大型温室的生产效益。

2.2 计算机控制技术在电力产业中的应用

计算机控制技术能够根据使用者的需求来调整控制参数, 实施相应的控制方案, 在电力产业的发展中也被广泛的应用[3]。当今电力配网都在向着智能化、自动化的方向发展, 而在电力配网系统运行的过程中, 对电网的调度或是故障应急处理等, 大多都是采用远程控制的方式进行, 而在这个过程中计算机控制技术起到了关键性的作用。另外, 在一些大型变电站运行的过程中, 计算机控制技术也被广泛的应用, 尤其是在无人值班变电站运行的过程中, 通过计算机控制技术来实现对无人变电站的远程控制, 一旦变电站出现运行异常, 可以利用计算机控制技术进行远程控制, 及时修正变电站运行的不足, 尤其是在发生故障的情况下, 可以通过远程控制断路器的方式, 将故障进行隔离或断开, 避免故障给其他配电结构造成的影响, 再由专业维护检修人员到现场对其进行处理, 从而保证变电站运行的安全性、可靠性。

2.3 计算机控制技术在中药提取中的应用

随着医学行业的飞速发展, 医药生产与研究也在不断的进行着, 而且, 计算机控制技术也被广泛的应用到医药业的生产和研究中, 对医药业的发展提供极大的帮助[4]。例如, 在中药提取中的应用, 实现批量生产的目的, 在计算机控制技术的应用下, 利用生产管理层和实时控制层两部分来对中药提取批量生产的环境进行控制, 例如, 实时生产管理、离散/ 调节控制、安全连锁、顺序控制、过程I/O等。另外, 计算机控制技术在中药提取中的应用, 可以实现生产远程计算机控制和监控操作, 具有控制灵活性、准确性的优势, 并且, 在批量生产的情况下能够有效的对生产周期进行优化和控制, 并提高能源以及原材料、设备的利用率, 同时, 计算机控制技术的应用能够有效的减少废品率的出现, 对各项生产参数进行控制和管理, 并将其输入到生产系统中, 一旦出现生产异常的问题, 系统会报警并做出反应, 从而有效的提高中药提取的效益性。

3 总结

综上所述, 随着计算机技术的飞速发展以及现代化控制理论的普及, 也推动了计算机控制技术的发展, 并被广泛的应用到各个行业生产中, 作者主要结合自身的工作经验对计算机控制技术在部分行业中的应用进行分析, 希望能够进一步推动计算机控制技术的优化升级, 实现计算机控制技术的飞速发展。

参考文献

[1]程红朝, 王兴松, 张广泰.一种基于计算机控制的自动注射系统的研制[J].可编程控制器与工厂自动化, 2014 (02) .

[2]初晓梅, 魏彤, 向永彪, 张年霞, 汪沙, 张业中.计算机控制技术在风力发电中的应用[J].信息技术, 2014 (08) .

[3]李东风.微型计算机控制技术的发展及应用[J].中国科技信息, 2013 (07) .