計算機控制技術在自動化生產線上的應用

摘 要：計算機控制技術憑借其自身的優(yōu)越性，被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)生產工作中，有效的提升了自動化生產線的智能程度，實現(xiàn)了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文首先介紹了自動化生產線和計算機控制技術的相關概念，然后選取現(xiàn)場總線為代表分析了計算機控制技術應用在自動化生產線上的情況。

關鍵詞：計算機控制技術；自動化生產線；現(xiàn)場總線

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.101

1 概述

1.1 計算機控制系統(tǒng)

計算機控制技術是以控制為核心，以強大的自動控制理論和先進的計算機技術為基礎，實現(xiàn)自動操作和控制的一門科學技術。計算機控制技術的巨大進步和飛速發(fā)展，對工業(yè)自動化生產具有重大的革新意義，以前生產使用的自動控制系統(tǒng)是模擬控制系統(tǒng)，現(xiàn)在被計算機這種先進的控制技術取代后，不僅在材料節(jié)約、提高工作效率和產品質量上體現(xiàn)出很強的優(yōu)勢，而且使得工業(yè)生產的流程更加合理優(yōu)化，企業(yè)效益明顯提升，因此，計算機控制技術正引領著工業(yè)生產新技術的升級革新。

計算機控制系統(tǒng)是由硬件部分、軟件部分和被控對象組成，其中硬件部分指的是計算機、被控制對象和他們之間的交互通道以及其他設備，軟件部分主要指各種程序，它可以實現(xiàn)計算機自動控制的操作行為，被控對象包括被操控的對象及其組成部分。目前，計算機控制技術趨近成熟，在自動化和自適應性上廣泛應用是其未來的發(fā)展趨勢，以后也將實現(xiàn)智能化在更復雜系統(tǒng)上的應用，直至實現(xiàn)管理、技術、控制一體化。

1.2 自動化生產線

自動化生產是指在沒有人工或極少人工參與的情況下，參與生產的機器和設備按照預設的程序和指令自動完成生產操作和控制的過程。自動化生產線是指生產過程中的全部生產流程，包括原材料的輸入、運輸、加工、裝配、成品輸出、產品檢驗等一系列有序的生產制造過程。自動化生產線具有連貫性的特點，它的各個環(huán)節(jié)緊密相連，不允許出現(xiàn)差錯，否則，就會直接嚴重影響整個自動化生產流程。流水線自從被福特公司開發(fā)出來作為工業(yè)生產方式以來，已經(jīng)被廣泛應用于各個工業(yè)領域，大大提高了企業(yè)的生產效能，切實降低了企業(yè)的經(jīng)營成本，有效的提高了企業(yè)在市場上的競爭能力。

2 計算機控制技術在自動化生產線上的應用

2.1 概述

計算機控制技術應用在自動化生產線上，主要是通過有效應用計算機控制系統(tǒng)，完成對自動化生產線的監(jiān)督、控制和管理工作，減少運行和調試自動化生產線過程中有可能出現(xiàn)的失誤，從而帶來經(jīng)濟效益的大大提升。計算機控制技術在自動化生產線上的應用目前主要有可編程計算機控制器的應用和現(xiàn)場總線的應用。最近幾年，現(xiàn)場總線技術被自動化系統(tǒng)大量采用，正日益發(fā)展成為現(xiàn)今乃至以后很長一段時間自動化生產線應用技術的主流。

現(xiàn)場總線是一種應用在工業(yè)上的數(shù)據(jù)總線，可以實現(xiàn)分散安裝在制造生產現(xiàn)場不同位置的設備之間，現(xiàn)場的設備與自動控制器之間都能夠實現(xiàn)多點數(shù)字式串行通信，實際上就是一種控制底層數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡。目前，在電力等自動化應用程度比較高的行業(yè)中現(xiàn)場總線技術正充分作用發(fā)揮著其優(yōu)勢。

現(xiàn)場總線技術是在測量控制用的儀表中放入該技術專用的微處理器，使其負責自動化生產線中的信息測量控制和數(shù)字通信轉換等功能，采用雙絞線等作為總線，把分散于生產控制現(xiàn)場的測量控制設備作為網(wǎng)絡節(jié)點連接成網(wǎng)絡系統(tǒng)，采用統(tǒng)一的通信協(xié)議，有效連通單個分散的測量控制設備以及現(xiàn)場測控儀表與部署在遠端的計算機控制中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互傳輸共享，形成滿足實際生產需要、適應生產實際的自動化控制系統(tǒng)，從而使企業(yè)信息溝通的觸角一直延伸到生產現(xiàn)場。現(xiàn)場總線強大的功能和靈活性體現(xiàn)在設備交換、數(shù)據(jù)顯示信息等方面，同時還具有可實現(xiàn)分散配置智能化和網(wǎng)絡新技術的顯著優(yōu)點，使得自動化生產的安全性提高，穩(wěn)定性增強。

2.2 技術特點分析

（1）開放性。現(xiàn)場總線的協(xié)議標準統(tǒng)一，對所有用戶都是透明的，具有完全開放性。用戶可以根據(jù)實際生產需要，選擇任何適合自己的系統(tǒng)和設備進行組裝，不同設備廠家的產品都可以方便的使用現(xiàn)場總線互聯(lián)，在統(tǒng)一的控制系統(tǒng)內集中控制和操作。

（2） 可操作性和兼容性。可操作性是指現(xiàn)場總線系統(tǒng)內級聯(lián)的設備之間、設備和系統(tǒng)之間可以通過統(tǒng)一的標準協(xié)議進行一對一、一對多的通信。兼容性是指設備系統(tǒng)只要是性能相似，即使來自不同廠家也可以直接替代換新，不會出現(xiàn)不匹配等問題。用戶可以從最大性價比考慮，不顧慮兼容性，選擇不同企業(yè)的產品來組建適合生產實際的自動化系統(tǒng)。

（3） 智能性和功能自治性。現(xiàn)場總線技術可以實現(xiàn)分散于現(xiàn)場的設備直接完成采集數(shù)據(jù)、計算參數(shù)和補償?shù)裙δ埽S時診斷設備和系統(tǒng)的運行，并進行維護、控制。

（4）適應現(xiàn)場環(huán)境的能力。現(xiàn)場總線可適應復雜的現(xiàn)場環(huán)境， 10/100M以太網(wǎng)、同軸電纜、光纖、射頻等都可以支持，在抗干擾方面表現(xiàn)突出。

2.3 注意事項

使用現(xiàn)場總線需要定期測試系統(tǒng)性能，發(fā)現(xiàn)問題并及時予以解決。注意檢測分析系統(tǒng)性能是否可以滿足需要，時刻注意并總結環(huán)境中的數(shù)據(jù)信息，注意設備的檢測結果，電源電壓、傳感設備和執(zhí)行設備工作情況以及電磁干擾等生產環(huán)節(jié)的性能數(shù)據(jù)。用戶需要對設備進行整理并列出清單，提供給設備制造廠家便于提出具體要求，特別注重環(huán)境方面的條件限制。

3 小結

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的不斷進步，計算機控制作為一種有效、有力的現(xiàn)代技術，將成為工業(yè)企業(yè)提質增效的必然選擇，不只是可以解決生產中的實際問題，提高企業(yè)生產效能，提升產品質量，更重要的是來自生產一線的實踐應用的及時反饋，可以進一步完善更深層次的技術應用問題，使得計算機控制技術更加成熟完善，從而在更多的領域發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

[1]蔡自興.智能控制導論[M].北京：中國水電水利出版社，2007.

[2]彭辰陽.自動化生產線上計算機控制技術的應用探析[J].科技經(jīng)濟市場，2015（09）：10-11.