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計算機控制技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用
計算機控制技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用【1】
摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計算機應(yīng)用技術(shù)被應(yīng)用到各個領(lǐng)域，包括國防、航空航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等行業(yè)，不僅提高了生產(chǎn)效率，也促進了企事業(yè)單位的快速發(fā)展。
本文主要闡述了計算機技術(shù)在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：計算機應(yīng)用;工業(yè);自動控制
自從工業(yè)技術(shù)革命以來，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)得到了快速發(fā)展。
在工業(yè)生產(chǎn)過程中自動化系統(tǒng)的發(fā)展受到了人們的廣泛關(guān)注，計算機技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，取得了非常明顯的效果。
當前，它已經(jīng)成為了工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的工具。
“計算機控制系統(tǒng)”綜合了計算機、自動控制理論和自動化儀表等項技術(shù)，并將這些先進技術(shù)集成起來應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程。
計算機控制系統(tǒng)是自動控制技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，利用計算機來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng)，它由控制計算機本體和受控對象兩大部分組成。
一、計算機控制技術(shù)的發(fā)展
計算機控制技術(shù)的思想始于上世紀五十年代中期，美國TRW航空公司與美國德克薩斯州的一個煉油廠合作，進行計算機控制的研究，他們設(shè)計出了一個利用計算機控制實現(xiàn)反應(yīng)器供料最佳分配，根據(jù)催化劑活性測量結(jié)果來控制熱水的流量以及確定最優(yōu)循環(huán)的系統(tǒng)。
這項具有跨時代意義的工作為計算機控制技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，從此，計算機控制技術(shù)迅速發(fā)展，并被各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。
伴隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機控制技術(shù)也緊隨其后，迅猛的發(fā)展起來，其發(fā)展過程大致可以分為四個階段：(1)開創(chuàng)時期(2)直接數(shù)字控制時期(3)小型計算機時期(4)微型計算機時期。
如今計算機控制技術(shù)的發(fā)展又多了許多新的方向：計算機控制的網(wǎng)絡(luò)化;計算機控制的集成化;計算機控制的智能化;計算機控制技術(shù)的標準化。
二、計算機控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
(1)計算機控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用：計算機控制技術(shù)在工業(yè)上的發(fā)展有幾個階段：最初能實現(xiàn)如信息處理、數(shù)據(jù)采集、過程控制、在線優(yōu)化、甚至實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃等操作控制功能;到能滿足如非線性、時變動態(tài)特性等要求的遞階控制;再到基于微處理器的分散控制;再到過程診斷技術(shù)，目前主要應(yīng)用于電力和化工工業(yè);然后到廣泛地用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測與控制等方面的傳感器開發(fā)及高級控制技術(shù);現(xiàn)在，美國、日本及其它工業(yè)發(fā)達的國家正投入大量的人力、物力和財力致力于機器人的研制與開發(fā)。
這些機器人主要應(yīng)用于制造行業(yè)，也將在過程工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。
今后，社會將面臨新的研究課題，制造系統(tǒng)和專家系統(tǒng)。
(2)計算機控制技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用：根據(jù)我國現(xiàn)狀，中藥生產(chǎn)企業(yè)，一般把綜合間歇控制系統(tǒng)分成兩部分來搞，即生產(chǎn)管理部分和實時控制部分。
(3)計算機控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用：智能溫室大棚中利用計算機進行遠程監(jiān)控和操作，還可設(shè)計自動控制無人管理溫室大棚。
根據(jù)遠程傳感器搜集來的溫度、濕度、光照等模擬信息，經(jīng)輸入通道進行AD轉(zhuǎn)換，傳入計算機，計算機既可以利用這些數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，同時又可以利用這些數(shù)據(jù)對大棚進行控制，進行加濕、加溫、增加光照等控制，從而實現(xiàn)溫室大棚的自動化智能控制。
(4)計算機控制技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用：近幾年來，從我國載人航天技術(shù)成功以來，航空航天技術(shù)已經(jīng)得到越來越多的國人關(guān)注，一個又一個矚目成績的取得離不開自動化控制技術(shù)的發(fā)展，而這其中計算機控制技術(shù)又占據(jù)著重要的位置。
三、工業(yè)計算機控制技術(shù)的發(fā)展趨勢
(1)工業(yè)計算機控制技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化。
將控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，使控制作用的實現(xiàn)不再局限于傳統(tǒng)意義上的控制系統(tǒng)，而是由各種儀表單元分別獨立完成各自的工作，然后再通過網(wǎng)絡(luò)進行彼此間的信息交換和組織，并相互協(xié)作，最終實現(xiàn)預(yù)定完成的控制任務(wù)。
這種近似于模塊化的思想，可以使各部分獨立工作，不產(chǎn)生干擾，有可以根據(jù)需要增減控制網(wǎng)絡(luò)中的個體，大大增強了系統(tǒng)的實用性。
(2)工業(yè)計算機控制技術(shù)的集成化。
計算機集成制造系統(tǒng)將成為21世紀占主導(dǎo)地位的新型生產(chǎn)方式，世界上很多國家包括我國都已經(jīng)把發(fā)展計算機控制技術(shù)作為本國制造工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，并制定了許多由政府或工業(yè)界支持的計劃，用以推動計算機集成制造系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用。
計算機控制系統(tǒng)的集成化也已經(jīng)成為當今計算機控制技術(shù)的又一發(fā)展趨勢。
(3)工業(yè)計算機控制技術(shù)的智能化。
目前的典型智能控制方法有：模糊控制、專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。
模糊控制繞過了對象的不確定性、不精確性、噪聲、非線性、時變性以及時滯性等影響，實現(xiàn)簡單，適應(yīng)面廣。
(4)工業(yè)計算機控制技術(shù)的標準化。
任何技術(shù)的發(fā)展最終都會趨向于標準化，計算機控制技術(shù)也不例外，將計算機控制技術(shù)標準化，可大大促進計算機控制技術(shù)的發(fā)展。
目前國際公認的標準尚未建立，但已有很多廠商愿意采用一些通用性較強的產(chǎn)品，相信不久的將來，計算機控制技術(shù)必將建立一套國際化通用標準。
綜上所述，計算機控制在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用已取得了可喜的進展，而且隨著計算機技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，系統(tǒng)和控制理論與實踐的不斷深化，將得到進一步完善和發(fā)展，并為提高生產(chǎn)設(shè)備性能、產(chǎn)品質(zhì)量，稀有資源的有效利用發(fā)揮更大的作用。
參考文獻：
[1] 《現(xiàn)代控制系統(tǒng)》(第10版)?ISBN：978-7-302-16207-0
[2] 《計算機控制原理與應(yīng)用》陳炳和ISBN：978-7-81124-167-9
計算機控制技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)線上的應(yīng)用【2】
摘要：本文介紹了計算機控制技術(shù)，重點闡述了計算機控制技術(shù)在自動化生產(chǎn)線上的應(yīng)用，以及計算機控制技在未來的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：計算機控制技術(shù) ;自動化生產(chǎn)線;生產(chǎn)應(yīng)用
一、概述
計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展是人類科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，科技的進步與發(fā)展，技術(shù)的創(chuàng)新與改善，對控制系統(tǒng)的要求逐漸提高，精密儀器的生產(chǎn)過程以及微電子技術(shù)的制造都要求一套成熟而縝密的計算機控制系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)需要有處理復(fù)雜程序，進行精密控制的能力，計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展需要依托先進的計算機技術(shù)、強大的自動化控制為基礎(chǔ)，計算機控制系統(tǒng)對工業(yè)自動化生產(chǎn)具有開拓意義。
企業(yè)應(yīng)用計算機控制技術(shù)進行優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，將會為公司擴大生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率。
二、計算機控制技術(shù)
自動控制與計算機技術(shù)是計算機控制的基礎(chǔ)，計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為控制技術(shù)的進步帶來便利。
自動控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，在計算機控制技術(shù)中需要自動控制、傳感設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信、總線傳輸、系統(tǒng)軟件的支持。
在科技發(fā)展過程中，自動化生產(chǎn)設(shè)備不斷更新，有效減少了員工的身體負擔(dān)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，工業(yè)化程度不斷提升。
工業(yè)生產(chǎn)中的自動化技術(shù)含量不斷提高，使用計算機控制系統(tǒng)在工業(yè)化生產(chǎn)過程中可以有效提高生產(chǎn)效率，增加安全性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，有效減少能源和原材料的消耗。
三、計算機控制系統(tǒng)的自動化生產(chǎn)
自動化生產(chǎn)線是生產(chǎn)過程的流程路線，整個過程包括原料輸入，加工篩選、運送原料、裝配元件、檢驗成品的一系列生產(chǎn)線活動所構(gòu)成。
基本的工業(yè)化生產(chǎn)線需要按照原料進行分類處理，生產(chǎn)加工，成型檢測，按照產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，產(chǎn)品設(shè)備，負責(zé)操作的工人進行不同工藝的加工處理。
(一)可編程計算機控制器
可編程計算機控制器(PLC)技術(shù)有效推動了工業(yè)自動化的飛速發(fā)展，可編程控制器(PLC)可以取代繼電器實現(xiàn)對邏輯控制器的控制，隨著計算機控制設(shè)備的發(fā)展，PLC完善的功能設(shè)置，已經(jīng)可以超越邏輯控制器的功能，PLC使用了分時多任務(wù)功能，可以進行并行的實時控制與操作。
PLC是一種在工生產(chǎn)過程中的數(shù)字運算操作電子設(shè)備，它具有可編制程序，可以實現(xiàn)存儲執(zhí)行，邏輯運算，順序運算的功能，通過顯示設(shè)備模擬輸入和輸出，有效控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，編程控制器系統(tǒng)本身可以與工業(yè)制系統(tǒng)形成一個整體，方便擴展， PLC用于工業(yè)控制的計算機，主要元器件包括 CPU，I/O模塊。
可編程控制器特點：
1.抗干擾能力，PLC采用大規(guī)模微電子集成電路，可以有效的抵抗外界干擾，優(yōu)秀的PLC產(chǎn)品的平均無故障時間可高達30萬小時，減少了停機檢驗的時間。
2.編程控制器適用性強，隨著工業(yè)化生產(chǎn)過程的自動化水平的提高，PLC的功能豐富多樣，可以有效與工業(yè)控制設(shè)備進行匹配，設(shè)備本身的適用性逐步增強。
(二)硬件設(shè)備的通用性強
PLC的硬件具有標準化的特點，產(chǎn)品豐富，可以適用于各個生產(chǎn)過程的使用，硬件功能強，產(chǎn)品種類多，方便構(gòu)建各種范圍大小的控制系統(tǒng)。
只要在PLC的終端上接入輸入輸出信號組件就可以構(gòu)建一個PLC的控制系統(tǒng)。
更改一個控制系統(tǒng)只需要使用編程器修改程序即可，根據(jù)輸入輸出組件和應(yīng)用軟件的不同，PLC硬件設(shè)備可以控制不同的選定目標。
(三)自動化中的現(xiàn)場總線應(yīng)用
自動化生產(chǎn)中的現(xiàn)場總線是在數(shù)字化通信的測量控制設(shè)備，在自動化生產(chǎn)的現(xiàn)場使用，廣泛應(yīng)用于自動化制造業(yè)，現(xiàn)場總線使用專用處理器置入傳統(tǒng)的測量控制器中，具有數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，現(xiàn)場總線使用簡單的雙絞線作為通信介質(zhì)，可以使多個測量控制器與計算機網(wǎng)絡(luò)直接對等連接，自動化生產(chǎn)線的現(xiàn)場總線把分散的測量控制器變成網(wǎng)絡(luò)探測節(jié)點，聯(lián)機完成自動控制。
如現(xiàn)場總線使自控系統(tǒng)與設(shè)備之間具有了互相通信實時分析的能力，經(jīng)過連接網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 可以在信息網(wǎng)絡(luò)及時發(fā)現(xiàn)異常，使企業(yè)的自動化生產(chǎn)信息溝通更加便利。
自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使用現(xiàn)場總線技術(shù)是企業(yè)自動化生產(chǎn)的趨勢，現(xiàn)場總線在進行設(shè)備數(shù)據(jù)交換，實時更新數(shù)據(jù)，顯示信息等方面具方便靈活的特性。
(四)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用特點分析
1.開放性是自動化系統(tǒng)具有的特點，現(xiàn)場總線系統(tǒng)具有公開性和開放性的特點，開放性的系統(tǒng)可以連接任何的設(shè)備和系統(tǒng)，以此保證設(shè)備運行正常，用戶可以根據(jù)實際需求，組裝不同的系統(tǒng)和設(shè)備進行工作。
2.自動化系統(tǒng)具有可操作性和互用性，自動化系統(tǒng)設(shè)備之間構(gòu)成了互相連接的設(shè)備和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)溝通和傳送，不同的生產(chǎn)設(shè)備可以實現(xiàn)設(shè)備之間相互代替和替換。
3.自動化系統(tǒng)現(xiàn)場總線的智能性和功能自治性，現(xiàn)場總線通過傳感設(shè)備，監(jiān)控分析處理，分散在現(xiàn)場的設(shè)備，利用現(xiàn)場的設(shè)備可以能完成設(shè)備的自動控制，隨時診斷系統(tǒng)和設(shè)備的運行狀態(tài)。
四、結(jié)語
隨著計算機科學(xué)技術(shù)的進步，工業(yè)自動化程度不斷的提高，計算機控制技術(shù)在自動化生產(chǎn)線上的應(yīng)用，將更加智能化。
在計算機信息技術(shù)得到空前繁榮的同時，企業(yè)的自動化生產(chǎn)線更加優(yōu)化，在現(xiàn)實應(yīng)用中更加的便捷，這樣將有效推動高效產(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。
計算機控制技術(shù)在自動化生產(chǎn)線上，重點強調(diào)通用性和靈活性的特點，有助于提高生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，節(jié)約設(shè)計成本，提高運行質(zhì)量。
參考文獻：
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