计算机控制技术互联网论文

2022-04-17

写论文没有思路的时候,经常查阅一些论文范文,小编为此精心准备了《计算机控制技术互联网论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!摘要:计算机网络是是现阶段信息时代的重要传播工具,通过将计算机与通讯系统连接,所形成的互联网人们生活、生产产生了很大的影响,但同时信息对计算机网络的强烈依赖性对计算机网络本身安全性有着严格的要求。对此,微型计算机控制技术必须要做好网络系统的日常维护和管理,设计一个完整的抗干扰的计算机控制系统,提高网络管理水平,使信息更加安全。

计算机控制技术互联网论文 篇1:

互联网时代的计算机控制技术探索

摘要:在互联网信息技术水平不断提高的今天,计算机控制技术也得到了快速的发展,这对于扩大计算机控制技术应用范围,加快社会生产现代化建设进程都有着重要意义。现本文就主要对互联网时代的计算机控制技术进行了简单的探索。文章首先概述了计算机控制技术,继而从集散控制、现场中线控制和自动化控制等三个层面详细介绍了在互联网时代下,计算机控制技术的发展历程。

关键词:互联网;计算机;集散控制;自动化

计算机控制技术是一种集计算机技术、数字化技术和互联网技术为一体的现代自动化技术,目前已经在社会的各个生产领域得到了广泛的应用。并且经过近几十年的发展,计算机控制技术有了飞跃性的发展,已经基本实现了自动化控制水平。而之所以能够达到这种发展状态,离不开互联网的帮助和支持。正是在以太网的平台上,才实现了工业企业生产信息的大量传输和共享,从而为计算机控制技术奠定了技术基础。以下笔者就针对计算机控制技术在互联网时代下的发展问题进行简单探索,指出在未来的发展中,计算机控制技术还将会有更广阔的发展应用空间。

1、计算机控制技术概述

虽然计算机技术是在第三次产业革命时就已经开始得到应用和发展,但是计算机控制技术却是在最近十几年间才逐渐兴起并被广泛应用在工业生产中的。之所以要进行计算机控制技术的应用研究,主要是想通过计算机技术来实现工业生产的自动化发展。

而所谓计算机控制技术,就是指在计算机应用技术、数字化电子技术、可编程控制技术、互联网技术、单片机技术以及自动控制技术的技术基础上,使生产技术的精密程度更高,生产设备的信息化性能更佳,从而实现生产过程的全自动化控制操作模式。由此可以看出,计算机控制技术是一种集各种现代科技技术为一体的高科技。因此企业若想进一步提高计算机控制技术,就需要引进和培养更多更专业的计算机人才才,使其能够对生产自动化系统进行合理的操作和管理,从而保证工业生产过程中的生产效率、生产质量和安全生产。

2、互联网时代下计算机控制技术的发展

当今的时代是一个信息时代,更是一个互联网时代。因为正是在互联网的平台上,才实现了信息的快速共享和传递。同样的,作为需要通过快速准确的传递信息来实现生产自动化的主要技术,计算机控制技术也在互联网技术的发展中得到了进一步的发展。主要可以体现在以下几方面:

2.1由集中控制逐渐向集散控制的方向发展

在最早的计算机控制技术的应用中,控制系统是一个整体,并设立在一个地方组成控制中心,所有的信息搜集、整理、加工和处理都是在控制中心进行,信息中出现的各种问题以及其解决对策也都是由控制中心决定并发出。也就是说,早期的计算机控制技术的应用形式主要是集中控制,这种工作方式虽然具有很大的决策统一性,有利于对整个生产系统进行全面的控制与合理的调整,但是其也存在一个致命的弱点,就是一旦控制中心的决策出现失误,则将会对整个生产系统的运行造成严重的影响,计算机控制技术也就失去了其本来的作用和能力。

而在互联网技术不断发展的推动下,通信网络方式和通信网络水平都有了很大的提高,这就使得计算机控制技术的应用逐渐从集中控制转向了集散控制。所谓集散控制又称分布式控制系统由过程控制以通信网络作中间枢纽对多个计算机系统进行控制的过程。集散控制的工作方式中应用了计算机、控制、通讯、显示等先进的技术。集散控制的工作方式是以“分散控制、集中化操作”为原则进行工作,充分体现集散控制的灵活性、方便性、简单性的特点。计算机控制技术在集散控制阶段充分发挥计算机控制技术的作用。计算机控制技术的使用是通过一台计算机对多种信号进行处理根据信号的使用功能不同集散控制将其分为上位机和下位机。

2.2从封闭系统逐渐向现场中线的方向发展

封闭系统是不受外界环境影响不与外界环境相接触的一个系统。封闭系统中计算机控制技术在一定程度上受到很大的制约。封闭系统难以实现兼容性和开放性组织中的信息得不到很好的更新和利用。所以封闭系统必然会被取代。

工业现场中线控制系统解决工业现场中控制器、执行机构、智能化仪器等设备之间信息或信号的传递。工业现场中线控制系统是以一个数据点到另一个数据点,最后形成一个中线的方式进行传递。工业现场的中线具有经济实用、简单、可靠等特點捉使计算机控制技术操作更加便捷,其具体的工作是以工业现场中线为主对中线中的信号或数据进行处理使信号或信息技术处理处于一个平衡、有序的状态,进而达到信息或数据自动化控制的状态。工业现场中线控制系统是顺应用户的要求采用开放式的现场数据处理和数据的控制。现场中线控制是分散控制的优化和提升,实现了“变分散为集中统一控制管理”,即将危险进行分散实现控制分离。

2.3从现场控制逐渐向企业自动化控制的方向发展

计算机控制技术应用在现场控制阶段主要是对活动现场的信息或信号进行处理并在一定程度上实现自动化控制。但是现场控制阶段计算机控制技术的自动化控制还受到一定程度的约束。所以现场控制还需要不断的优化和完善。企业自动化阶段的标志是以太网工业协议的形成。以太网工业协议是一个开放式的网络协议。通过以太网协议的形成将互联网与计算机控制技术充分地结合在一起实现自动化控制的应用。互联网与计算机控制技术的结合将提升工业生产品的适用性、可靠性、抗干扰性等特点。当前企业化自动化通过以太网的传输存在一个缺陷,即以太网信号不确定性、不稳定性。由于工业生产中以太网信息或数据的传输量较大,新的信息与旧的信息交换频繁捉使互联网中的数据需要快速刷新信息,互联网的信号将会出现不稳定,直接导致以太网的信号不稳定、不确定。所以企业在完善计算机控制机技术的自动化使用过程中提出了“信息化工厂”将以太网需要传输的大量数据通过信息工厂进行转移促使信息采集、信息传输、信息的处理、信息的综合使用存在一个良好的系统中,有效地完成信息的自动化控制。

3、结语

事实上,在互联网时代下,不但通信网络技术得到了极大的发展,计算机应用技术、数字化控制技术等先进信息科技也都随之得到了极大的发展,这些技术为计算机控制技术的应用提供了良好的技术平台,从而使得计算机控制技术在工业生产系统的自动化发展进程做出了更大贡献,为提高企业的生产效益,增大企业生产的安全性和经济效益打下了坚实的技术基础。并且相信在未来的社会发展中,计算机控制技术还将会在互联网时代下得到更广阔 的应用空间。

参考文献

[1] 齐伟,倪松屹.浅谈计算机网络控制系统的发展[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(10)

[2] 王治福,刘旭,卜令勇.论工业自动化的发展趋势[J]. 黑龙江科技信息. 2010(29)

作者:刘超

计算机控制技术互联网论文 篇2:

基于互联网的计算机控制技术研究

摘 要:计算机网络是是现阶段信息时代的重要传播工具,通过将计算机与通讯系统连接,所形成的互联网人们生活、生产产生了很大的影响,但同时信息对计算机网络的强烈依赖性对计算机网络本身安全性有着严格的要求。对此,微型计算机控制技术必须要做好网络系统的日常维护和管理,设计一个完整的抗干扰的计算机控制系统,提高网络管理水平,使信息更加安全。本文通过对互联网条件下计算机控制技术的应用与发展的深入阐释,以期更好的推进计算机技术的发展与深入。

关键词:互联网;计算机;控制技术

计算机控制技术是一种现代自动化技术,其将数字化技术、互联网技术、计算机技术融为一体,并且被广泛的应用于各个领域。尤其在最近几十年的快速发展,计算机控制技术也经历了迅猛的发展,可以实现高水平的自动化控制。计算机控制技术如何高速发展,是与互联网技术的大力支持分不开的。以太网作为平台,才使得工业中的大量的生产信白、得以传输和共享,进而奠定了计算机控制的技术基础。本文将针对互联网时代背景下的计算机控制技术进行分析和讨论,期望其将在未来获得更加广阔的应用空间。

一、计算机控制技术概述

计算机控制技术主要以计算机应用和电子技术以及自动控制技术为理论依托,以计算机控制技术为技术主干,结合可编程控制和单片机技术等,提高生产的精密化、信息化和自动化程度。目前,计算机控制技术正在逐渐影响我国企业的自动化生产。其操作难度较高,需要专业的计算机人才,因而其普及程度受到了一定的限制。计算机控制技术通过逻辑关系的设定将计算机指令正确传输来实现逻辑控制。(如图1所示)

智能控制器是实现智能控制的关键,其自主驱动器可以完成对自身的控制,而通过任务设置可以完成外部指令任务。计算机指令设置的顺序和时间决定整个生产的流程,顺序控制可以实现生产的自动化。

图1计算机控制系统典型结构图

二、计算机控制技术原理

(一)硬件部分。硬件部分用于一般数值计算和信息处理的计算机称为通用计算机(简韵;通用机)。用于工业生产过程控制的计算机称为工业控制计算机(简称控制机)。通用机由主机和外部设备组成,主机包括运算器、控制器和主存贮器(俗称内存贮器);外部设备包括输入设备、输出设备和外部存贮器,如键盘、CRT显示器、打印机、磁带和磁盘等,起着人机联系和扩展主机存贮能力的作用。

(二)软件部分。软件是计算机系统的灵魂,是控制系统的重要组成部分。软件主要包括系统软件(操作系统、通信网络软件、过程控制语言、汇编或高级语言、诊断程序等)和应用软件(输入/输出程序、人机接口程序、控制程序、各种公共子程序、打印显示程序、实时数据库、历史数据库)。计算机的程序的使用和管理依赖于系统软件,其操作系统主要包括磁盘操作系统程序、管理程序、监控程序等;诊断系统则主要是指故障诊断程序以及相应的调试程序;开发系统中包含了多种语言处理程序、数据管理程序、服务程序、模拟程序等。

三、计算机控制技术的发展

(一)推广应用成熟的先进技术。首先,可编程控制器(PLC)将会得到普及与应用,使用具有智能I/O模块的PLC,将顺序控制和过程控制结合起来,实现对生产过程的控制,它是一种专门为工业生产而设计的微机系统。其次,智能调节器将得到广泛使用,它可接受(0-20)mA的信号电流,而且具有RS-232或RS-422/485异步串行通信接口,实现与上位机通信。最后,新型DCS和FCS将得到普遍应用,采用先进的控制策略,设计低成本综合自动化系统,实现CIMS。

(二)企业自动化控制发展。以太网工业协议作为一种开放式的网络协议,实现了全方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网,有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前,企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号,无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下,系统将大量的数据进行转移,使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中,最终实现信息的自动化控制,并提高控制效率。

(三)智能控制系统的发展。工业生产中计算机控制技术的应用,主要是为了减少生产中的劳动力成本,提升生产质量与生产精确度,同时让器械设备代替人力执行富有危险的工作,减少人员伤亡及财产损失。而要实现这一目标,就要不断完善计算机控制系统,并沿着智能化方向发展,通过运用计算机控制技术的智能控制系统,只要输入相应的任务指令,系统就可以自动完成生产任务,真正实现工业生产全过程的自动化控制。未来的智能控制系统发展包括五个方面,1、采用分级递阶智能控制系统,在总结人工智能与自适应、自学习和自组织控制基础上,形成由组织级、协调级和执行级三级递阶控制系统。2、采用模糊控制系统,它提供了一种非线性控制器的代替方法,可以提供一种实现基于知识(规则)的甚至语言描述的控制规律的新机理。3、采用专家控制系统,它以模仿人类智能为基础,可以实现不确定问题分析与研究,是工程控制论与专家系统的相结合。4、采用学习控制系统,系统在运行中逐步获得被控对象的环境和非预知的信息,积累控制经验,进行估值、分类和决策。5、神经控制系统,即基于人工神经网络的控制系统。

四、结语

综上所述,在互联网发展浪潮中,通信网络技术获得了极大发展,同时数字化控制技术、计算机应用技术也获得了极大发展。正是有了这些技术的存在,才使得计算机控制技术的应用有了技术平台,进而使得在工业生产系统中,计算机控制技术能够自动化发展,工业的生产效益大为提高,同时也为企业的经济效益和安全性的增大得到了坚固的技术基础。社会的不断发展,也必将促进计算机控制技术更加广阔的应用前景和控件。

参考文献:

[1]王佳庆,王晓刚,王清,张杰.基于项目教学法的计算机控制技术课程教学改革与探索[J].教育教学论坛,2014,(15).

[2]周艳平,胡乃平.基于Web的计算机控制技术远程仿真系统开发[J].工业仪表与自动化装置,2010,(03).

[3]卢万银,付贤政.基于工程项目的计算机控制技术专业课程设计[J].高等职业教育(天津职业大学学报),2007,(06).

作者:冉光明

计算机控制技术互联网论文 篇3:

互联网时代的计算机控制技术

摘要:互联网技术的迅猛发展不仅在信息传播方面改变了世界,也在计算机控制技术领域带来了革命性的变化;工业现场总线与工业以太网的结合将个工业控制带入了网络信息化控制时代。本文将分析工业现场总线与工业以太网技术为代表的计算机控制技术的应用。

关键词:工业现场总线;工业以太网

Computer Control Technology in Internet Era

Zhang Chengxiang

(Beijing Information Technology College,Beijing100018,China)

随着现代工业技术的发展,特别是微处理器应用技术、网络技术的发展,计算机控制技术已经从最开始的单机控制向着自动化生产线控制、自动化生产车间控制与智能化工厂系统控制的方向发展。本文将分析归纳在这一技术进程中计算机控制技术的发展状况,并给出作为一名自动化工程师今后在这个领域将要从事的工作。

一、从集中控制发展为集散控制

最早的计算机控制采用集中控制方式工作,所有的信号采集、分析运算、反馈实时控制、运行状态显示等任务都由一台工业控制计算机(IPC Industrial PC)完成。图(1)给出了某水处理装置的控制系统图,IPC通过模拟数据采集卡采集系统压力、温度、流量、pH值等各类参数,通过I/O接口卡接收各种开关信号并输出各种控制信号。随着控制系统复杂程度的迅速提高,一台计算机已经无法胜任对多路信号的采集与处理,于是出现了以集中管理、分散控制为核心思想的分布式控制系统(Distributed Control System DCS),也称为集散控制系统。在集散控制系统中,根据每台计算机完成的功能分为上位机与下位机。上位机用于集中监视管理,多台下位机分散到现场实现分布式控制功能,上下位机之间通过一定的通讯互联实现信息传递。

集散式控制系统的关键是通讯,作为DCS的神经系统,数据通路的拓扑结构、传输介质决定了DCS系统的有效性、安全性、灵活性和可扩展性。DCS在早期发展过程中所遇到的最大问题是系统的开放性不够。一些DCS厂家出于垄断经营的目的而对其控制通讯网络采用专用的封闭形式,不同厂家的DCS系统之间难以实现网络互联和信息共享,造成了DCS系统的局限性。

二、从封闭系统发展为工业现场总线

为了使DCS系统具有开放性与兼容性,就必须将DCS系统的通讯网络协议标准化、公开化,为此在自动化控制领域引入了工业现场总线技术。工业现场总线控制系统FCS(Filedbus control system),将数据的传输从“点到点”发展为采用“总线”方式,整个控制系统就像是一台巨大的“计算机”按总线方式运行,所有的设备作为一个“总线单元”平行地挂在总线上,按照公开、规范的通讯协议在智能设备与远程计算机之间实现数据传输和信息交换,从而实现控制与管理一体化的综合自动控制系统。与DCS系统相比,FCS系统顺应了用户要求,采用了开放的现场总线协议将现场的各种控制器和仪表设备相互连接,一種设备,只要支持相应的现场总线协议就可以接入该系统,降低了系统成本和维护费用。因此FCS系统实质上是一种开放的、可以互连的分布式控制系统。图(1)给出了现场总线系统组成结构图。

图(1).FCS系统组成结构示意图

现场总线技术实现了“分散控制,集中管理”,目的是使“危险分散,控制分散”。在系统中,现场的智能仪表完成诸如数据采集、数据处理、控制运算和数据输出大部分现场功能,上位机只完成一些现场仪表无法完成的高级控制功能。

现场总线技术从上世纪80年代开始发展,在发展过程中现场总线标准一直是世界上各大工业国家与大厂商争夺的焦点。目前,在中国自动控制领域最具有影响的总线标准是Profibus与CAN。PROFIBUS标准1996年进入我国,经过10多年的推广应用,在我国工业领域有了广泛应用。2006年国家标准化技术委员会发布了“GB/Z20540-2006 PROFIBUS规范”,使PROFIBUS成为中国第一个现场总线技术国家标准。目前在制造业自动化与过程自动化领域,PROFIBUS总线应用广泛,配套的智能设备、智能仪表、总线桥产品种类齐全,是自动化系统集成的首选,是车间级总线标准。与此同时,CAN总线则在机电设备控制系统得到了广泛应用,在汽车电子、工业机械手控制、高速印刷机控制系统中CAN已经成为设备级总线标准。可以说,Profibus是自动化工程师的首选,CAN则是电子工程师的首选。

三、从现场控制发展为企业自动化

EtherNet/IP是基于以太网传输的协议标准,全称为“以太网工业协议”。现在这个协议受到三大组织的支持:ControlNet International(CI),the Industrial Ethernet Association(IEA),the Open DeviceNet Vender Association(ODVA)。这个协议旨在应用层建立一个开放的网络协议,以构建开放式的工业控制网络。工业以太网是指技术上与商用以太网(即IEEE802.3标准)兼容,但在产品设计时,在器件的选用、产品的可靠性、适应性与实时性、抗干扰性等方面提高品质以满足工业现场的需要。

工业控制网络必须满足控制作用对实时性的要求,即信号传输要足够快并满足信号的确定性,实时控制要求对变量的数据准确定时刷新。传统以太网采用CSMA/CD碰撞检测方式,在网络负荷较大时网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求。而工业以太网是快速以太网并采用了新的以太网交换技术,解决了普通以太网的非确定性问题。例如EtherNet目前的传输速率已经达到1000M、10G,这就意味着网络传输延时减少,网络阻塞几率下降。在网络拓扑结构上采用双工星形网络拓扑结构和EtherNet交换技术保证了通讯的实时性与确定性。

工业以太网技术的意义在于实现了“信息化工厂”,信息化工厂是指在工厂的生产、管理、经营过程中,通过现代信息基础设施,采用现代信息处理的手段,实现信息的采集(传感器及仪器仪表)、信息的传输(通信)、信息的处理(计算机)以及信息的综合应用(自动化、管理、经营等功能)等。工业以太网络就是生产中自动化控制的神经网络,负责工业现场与管理、经营层之间的数据传输。

在“信息化工厂”模式下,可以使企业内部信息畅通,起到减少内耗、增加活力,提高对市场的反应能力,提高工作效率的作用。所以工业以太网已经逐渐成为现代企业企业管理、经营、生产不可缺少的部分。

图(2)是一个典型的工业以太网在企业中的应用,从图中可以看到现场控制器通过设备级网络(如Profibus)采集现场检测信号并控制执行元件,然后现场控制器通过以太网接入企业信息化管理网络,从而实现所谓的“总工程师直接了解现场”、“数据库直接存储运行状态”的全新的控制方式。

EtherNet/IP控制网络基本性能包括:决定性控制、具有应用需要的性能、故障容错和故障措施、远程配置、数据收集和诊断、低成本器械连接、总线支持设备、内部安全(针对某些应用)和开放式网络标准等。其价值在于:对于商业企业整合简单,把生产规划和控制、质量控制、可追踪性、维持系统等融为一体;它是高速度、高带宽网络,便于实现网络融合,驳接区域更广的连接设备;通过现成专家服务、远程专家诊断、部署低成本通用硬件等手段实现应用的经济与便捷;通过无线、智能供配电、TCP/IP应用等推进技术持续发展。

目前很多现场设备都开始支持EtherNet/IP协议,因此EtherNet/IP可以直接连接下层设备,变频器、分布式IO都可以挂到EtherNet/IP上,中间采用工业以太网交换机相连接,构成与普通数据网可以实现信息交互的系统,因此有人说工业以太网是“总工程师读传感器数据的网”。与现场总线相比,工业以太网具有与普通数据网无缝对接的优势。通过国际互联网,工程师可以远在千里之外直接控制挂接在工业以太网上的设备。

综述:计算机工业控制技术从集中控制发展为分布式控制,从封闭式的企业自定的通讯协议发展为通用的现场总线标准,从控制现场自動化发展为企业自动化,代表了计算机控制技术的发展方向。应用层面的核心技术是工业现场总线与工业以太网应用技术,这两项技术的应用将是自动化工程师的主要工作方向。

参考文献:

[1]周明.现场总线控制[M].中国电力出版社,2002

[2]Michael A.Gallo,William M.Hancock.c王玉峰等译.计算机通信与网络通信[M].人民邮电出版社,2003

[作者简介]张呈祥(1956-),男,北京人,高职教育研究所副所长,副教授,从事计算机控制及机电一体化方面的教学与研究。

作者:张呈祥

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