工業自動化計算機控制系統的應用

孫逸程

?

工業自動化計算機控制系統的應用

孫逸程

（廣東石油化工學院，廣東 茂名 525000）

隨著我國科學技術的不斷發展，不同行業領域中信息技術都獲得了廣泛使用。在工業生產領域中，自動化計算機控制系統的引入提高了生產效率，增強了社會生產力，是一種巨大的科技進步。分析了計算機控制系統的相關內容，對計算機技術在工業自動化控制中的應用優勢進行了探討，并總結了工業自動化計算機控制的原理和具體應用，希望可以為工業生產自動化控制提供相應的參考。

工業自動化；計算機控制；自動化系統；控制系統

現代工業生產中，工業自動化控制系統是目前應用最普遍的現代化控制系統，能夠使工業生產效率大幅度提升，并提高產品質量。自動化控制系統在工業生產運行中，應用了很多先進技術，具有多種功能，計算機技術是系統重要的部分[1]。計算機技術在工業自動化控制系統中使用，可以明顯提升自動化控制系統的效率，提高工業生產力。本文對工業自動化計算機控制系統的原理和具體應用進行了相關研究。

1 計算機控制系統的相關內容

計算機控制系統的組成部分是計算機技術和自動化控制技術，計算機控制系統的主要用途為：工業自動化對中央控制器實施監控。計算機控制系統的組成部分為外部硬件設備、軟件算法和上位機控制軟件[2]。開發上位機軟件是為了實現人機交互，并搭建好數據庫，目的是為了在線監控工業參數，當發生異常的時候，要進行報警提醒操作人員，上位機軟件最關鍵的功能是人工編程對數據進行輸入和輸出。

計算機控制系統最主要的用途有2個：①控制運動對象的運動過程，實現相應的作用；②合理控制被操控對象，對控制目標進行優化。計算機控制系統可以分為兩大部分，即軟件配合硬件。

1.1 軟件關鍵技術分析

軟件技術在使用過程中，其關鍵技術主要表現為：自動化領域中自動化控制技術是重要內容，而自動化的出現需要借助軟件控制，并且軟件控制技術也在不斷的改進過程中，技術越來越先進。比如，控制系統形成過程中，要設置相關數據，對軟件系統實施批量管理，實現軟件控制系統的智能化和多變性。

1.2 硬件關鍵技術分析

隨著計算機技術、通訊技術和網絡技術的發展，將DCS技術與PLC技術進行了整合，起到了互相滲透和取長補短的作用。PLC技術將DCS回路控制技術以及網絡功能進行了吸收，促進了硬件技術的發展。

由于計算機控制系統的提升，控制系統朝著多元化發展，自動化控制逐漸變為PLC技術和現場總線控制系統，是目前計算機硬件系統的關鍵部分[3]。

2 計算機技術的使用優勢

自動化控制系統使用計算機技術，能夠實現交互性和可操作性。工業自動化控制系統運用計算機技術，能夠將不同設備進行連接，使系統中可以傳輸數據。因此，控制系統中不同設備可以進行自主替換。

自動化控制系統運用計算機技術，系統可以實現開放性。工業自動化系統運用計算機技術，具有開放性和公開性的優點。開放性指的是全部自動化設備都可以同系統進行連接，因此，可確保互相連接的設備正常運轉。

在操作中，使用人員可以根據要求合理選擇接入設備和系統，非常靈活和簡便[4]。

自動化控制系統運用計算機技術，可以實現智能化。工業自動化控制系統中，使用計算機技術，可以實現系統總線智能化，在工作中借助傳感器設備，現場總線能夠隨時對不同設備進行分析和監控，并且對設備實現自動化控制，實時監控設備運行情況，及時排除系統運行中存在的故障并做好解決。

自動化控制系統使用計算機技術可以提升精確性。與傳統的調節器相比，工業自動化控制系統運用計算機技術進行控制時，因為計算機數值運輸能力比較強，因此，可以有效控制出現的偏差，確保元件自身問題不會影響到控制精度，保證系統的精度。

3 工業自動化計算機控制系統的原理

計算機控制系統的組成部分是硬件和軟件。因此，工廠要想對目標進行控制，需要引入先進控制技術。工業自動化技術中，普遍運用及時控制技術，對計算機運行速度沒有很高的要求，但是要求計算機具有很高的系統可靠性，要求在很短時間內可以及時進行反應。

計算機控制的全過程通常為：①采集被控制對象的相關數據，將數據傳輸到工業控制計算機中進行基礎分析；②進行控制決策，決策過程需要依賴專業軟件監控收集的數據，并根據情況繼續改動，隨后計算機根據設定好的控制程序執行下一步的指令；③借助實時控制系統發出計算決策，將任務分配給不同的執行機構，任務的分配按照控制信號的發送為準，還要連接任務執行機構，從而實現控制過程。因此，計算機控制就是不斷循環以上過程，確保施工工藝保持一致，并且還能及時對出現的問題進行處理[5]。

4 計算機控制技術的具體運用

4.1 數字控制的應用

數字控制技術是目前自動化控制的一種方式，主要方式為使用符號及數字將生產過程實施編程控制，是一種先進的控制方法。要想開展數字控制，需要使用專門定制的計算機設備，將控制指令使用數字傳輸給設備，設備就可以根據程序設定進行運行。在設備故障和維修過程中，使用計算機網絡技術可以開展遠程診斷，能夠使數控系統更加安全、可靠地運行。

4.2 DCS控制系統

DCS指的是分布式控制系統，我國自動化控制行業也把這種控制稱為集散控制系統，是多級的計算機控制系統，包含了計算機技術、通信技術、網絡技術以及顯示和控制技術。DCS的控制理念是集中操作、分級管理以及分散控制。通信網絡是進行DCS控制的重要部分，DCS的網絡節點是工程師站，主要作用是進行DCS組態，使DCS系統保持最佳狀態。DCS可靠性比較高，它的優點是把系統控制不同功能在不同計算機上進行分散，容錯設計也比較好[6]。由于DCS控制功能非常完善，因此，可以使用網絡同比較先進的計算機進行連接，并進行高級控制。

4.3 可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器（PLC）是一種計算機類型，主要作用是專門用于工業生產。數字運算操作是PLC的基礎工作，它的工作核心是編程存儲器，它的輸入和輸出方式為模型和數字，借助輸入和輸出模型數字能夠對工業生產過程和機械設備開展自動化控制。工業生產中，它的工作內容可以分成3個主要部分，分別是采集和輸入數字、執行命令程序、輸出和刷新結果，3個部分完成1個工作掃描周期。可編程邏輯控制器在工業生產自動化控制中具有明顯的優勢，應用非常廣泛。主要表現在以下方面：①PLC使用非常簡便，操作不復雜；②PLC的使用功能非常多，具有豐富的設備，性價比非常高；③PLC的運行非常可靠，能夠在不同生產環境下進行運行，抗干擾性比較好；④PLC的維護和維修非常方便，可以借助程序實現在線診斷。

4.4 上位機系統開發比較重要

上位機系統在工業控制行業中普遍使用的是組態軟件。組態軟件具有的功能包括：對設備運行畫面進行實時傳送，控制人員可以隨時了解設備的運行情況，并實時掌握工程細節、監測數據、現場數據、報警情況等，還能對不同裝備實時控制。上位機軟件可以有效控制設備的啟動、停止和調節參數，且上位機軟件還能進行編程，并做好數據整理，對制造工藝進行設計[7]。

5 結束語

綜上所述，自動化生產在工業制造中是非常專業和復雜的過程，且由于要使用大型設備和引入先進技術，使自動控制難度大大增加。工業自動化控制中運用計算機技術，對生產過程起到了輔助作用，促進了工業生產力的提升，使生產成本大大下降，使生產效率大幅度提升。在今后的生產過程中，需要不斷研究計算機先進的控制技術，對目前的自動化控制系統進行完善，引入和研究更新的控制技術，使工業自動化控制中計算機技術發揮更重要的作用，推動我國工業現代化生產取得更大的進步和發展。

［1］趙健壽.淺析工業自動化計算機控制系統的應用［J］.中國高新技術企業，2015（12）：165-166.

［2］何偉.工業自動化控制系統中計算機技術的使用［J］.電子技術與軟件工程，2016（05）：243-244.

［3］盧慶芳.論計算機控制在工業自動化控制中的應用［J］. 現代工業經濟和信息化，2016（05）：324-325.

［4］李岷，孫鳳來.工業自動化控制系統中計算機技術的使用分析［J］.計算機光盤軟件與應用，2017（11）：254-255.

［5］周全海.計算機技術在工業自動化生產中的特點與應用［J］.科技致富向導，2017（20）：165-167.

［6］張維東.工業自動化控制中計算機控制技術的應用路徑思考［J］.科技與創新，2015（16）：138-139.

［7］楊雷忠，胡石.當代工業自動化控制中微機控制技術的應用［J］.城市建設理論研究（電子版），2012（08）.

2095－6835（2018）24－0154－02

TP273.5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.24.154

〔編輯：張思楠〕