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【摘 要】计算机控制系统是一个实时控制系统,其可靠性是计算机控制系统应用成败的关键,计算机控制系统必须具有完善的人机,随着被控生产过程的不同.常常要求采用不同的控制方案或控制算法,要求计算机控制系统能够灵活地组成用户所需要的各种控制方案.工业生产过程进行计算机控制是提高产品质量、降低成本、减少环境污染的必由之路,计算机控制系统已成为生产设备及过程控制等重要的组成部分,它代替人的思维成为工业设备及工艺过程控制、产品质量控制的指挥和监督中心.
【关 键 词】工业计算机控制组成重要意义应用
引言
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.
一、工业计算机控制系统的组成
工业自动化体系主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分.作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一,工业控制自动化技术主要解决生产效率与一致性问题.自动化系统与计算机信息科学的紧密结合,给工业生产过程带来了新的技术革新.
工业计算机控制系统（CCS）是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系,以获得一定控制目的而构成的系统.计算机控制系统由控制部分和被控对象组成,其控制部分包括硬件部分和软件部分,这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成.计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件.系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等,它们通常由计算机制造厂为用户配套,有一定的通用性.应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序,如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等.它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等,由实施控制系统的专业人员自行编制.
二、工业控制计算机在工业自动化中的重要意义
工业控制计算机技术是开放式的系统,其高可靠性、易用性方便了工业环境的使用.并且在其基础上发展起来的网络化和现场总线技术又进一步促进了工业自动化的发展.工业控制计算机可谓是工业自动化发展的源动力.并且系统可以显著提高企业的生产效益,节约运营成本,使生产企业得以实现深层次的信息化,对企业管理提供准确可靠的参考,使企业得以取得最大的效益,赢得发展先机.目前,工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展.随着电力、冶金、石化、环保、交通、建筑等领域的迅速发展,工控机的市场需求将会越来越大,工控机市场发展前景十分广阔.
本文出处 http://www.sxsky.net/zhengzhi/050121169.html
三、计算机控制系统的自动化生产应用
1.自动化生产中的现场总线应用
自动化生产中的现场总线是数字化通信的测量控制设备,在自动化生产的现场使用,广泛应用于自动化制造业,现场总线使用专用处理器置入传统的测量控制器中,具有数字计算和数字通信能力,现场总线使用简单的双绞线作为通信介质,可以使多个测量控制器与计算机网络直接对等连接,自动化生产线的现场总线把分散的测量控制器变成网络探测节点,联机完成自动控制.如现场总线使自控系统与设备之间具有了互相通信实时分析的能力,经过连接网络系统,可以在信息网络及时发现异常,使企业的自动化生产信息沟通更加便利.自动化系统结构使用现场总线技术是企业自动化生产的趋势,现场总线在进行设备数据交换、实时更新数据、显示信息等方面具有方便灵活的特性.
2.确定控制算法
控制算法的选择非常重要,它的好坏关系到整个控制系统的成败.注意点：①所选择的控制算法是否能满足对系统的动态过程、稳态精度和稳定性的要求.②各种控制算法提供了一套通用的计算公式,但具体到一个控制对象上,必须有分析地选用.③当控制系统比较复杂时,其控制算法一般也比较复杂,使整个控制系统的实现比较困难.合理简化,再完善.
3.人机联系设备
在计算机控制系统中,如果说过程通道是计算机与生产过程之间的桥梁,人机联系设备则是操作人员与计算机以及过程之间联系的纽带.人机联系设备按照信息传输的方向分为输入设备和输出设备.前者如键盘、鼠标、球标、光笔等,后者如CRT显示器、打印机、绘图机等.目前计算机控制系统中用的比较多的是键盘、CRT显示器和打印机.
4.信号处理和控制算法
要实现计算机控制系统对生产过程进行监视、控制和管理的功能,就õ
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5.系统硬、软件的设计
在计算机控制系统中,一些控制功能既能用硬件实现,也能用软件实现.因此在系统设计时,硬、软件的功能划分应综合考虑.硬件速度快、可减轻主机的负担、但要增加成本；软件可以增加控制的灵活性,减少成本,但要占用更多的主机时间.①硬件设计：包括输入、输出接口电路的设计,输入、输出通道设计和操作控制台的设计.
要设计出硬件原理图、印刷电路板、机架施工图等.②软件设计：硬件设计好了后,系统的功能主要依赖软件.要绘制程序总体流程图和各功能模块流程图,编制程序清单,编写程序说明.
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6.计算机控制系统设计的一般步骤
计算机控制系统的设计,随被控对象、设备种类、控制方式等的不同而不同,但系统设计的基本步骤大体类似,一般包括系统设计分析、确定控制算法、系统总体设计、硬件设计、软件设计以及系统调试等.下面分别作一些介绍.①确定控制方案：开环?闭环?单环?多环?DCC?SCC?DCS?②确定系统的构成方式：要求高：工控机；要求低：单回路控制器、低档PLC或总线式工控机.③现场设备选择：传感器、变送器和执行器型号和类型的选择
四、结语
随着计算机科学技术的进步,工业自动化程度不断的提高,计算机控制技术在自动化生产线上的应用将更加智能化.在计算机信息技术得到空前繁荣的同时,企业的自动化生产线更加优化,在现实应用中更加的便捷,这样将有效推动高效产品生产事务的发展,有效减少重复事务的工作量.计算机控制技术在自动化生产线上,重点强调通用性和灵活性的特点,有助于提高生产系统的生产效率,节约设计成本,提高运行质量.
【参考文献】
[1]冯永利,杨文淑.改善数字随动系统过渡过程方法[J].光电工程,2009,（3）.
[2]刘兆妍,岳树盛.PID控制研究与应用[J].河北理工学院学报,2011.
[3]张利平.液压气动系统设计手册[M].北京：机械工业出版社,1997.
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