計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用探討

田超 中國黃金集團(tuán)石湖礦業(yè)有限公司

引言

伴隨著我國工業(yè)的長足發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的穩(wěn)步提升。我國工業(yè)化系統(tǒng)集成水平穩(wěn)步提高，那么，伴隨著工業(yè)自動(dòng)化的提高，信息系統(tǒng)共享的能力也在不斷攀升。本文主要研究計(jì)算機(jī)控制技術(shù)早工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用研究。傳統(tǒng)的智能設(shè)備之間及智能設(shè)備與控制系統(tǒng)之間采用專門驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)信息共享的通訊方式已不能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展需要。那么，以便于更好的解決工業(yè)系統(tǒng)硬件的升級(jí)帶來的不變，以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用研究，并且基于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的模式。本文研究計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)如何能在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中產(chǎn)生應(yīng)用以及影響。

1 工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)概念

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用自動(dòng)化控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性高新技術(shù)。工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)作為現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，很好的解決了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量相統(tǒng)一的問題。因此，隨著科技的不斷進(jìn)步，技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷革新也讓工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展。在計(jì)算機(jī)技術(shù)經(jīng)過了如下幾個(gè)步驟的發(fā)展之后，即基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)、組合式儀表控制系統(tǒng)、數(shù)字計(jì)算機(jī)集中式控制系統(tǒng)和 DCS，經(jīng)過了一系列整合發(fā)展后，當(dāng)前控制系統(tǒng)開始向總線控制的方向發(fā)展，我們簡稱 FCS，F(xiàn)CS 在未來還會(huì)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展壯大，讓總線控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，憑借更高的靈活性、更好的準(zhǔn)確性、更快的傳輸速度應(yīng)用到更廣的領(lǐng)域，占據(jù)更高的市場(chǎng)地位。自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，并且在我國制造業(yè)也已經(jīng)取得了據(jù)足輕重的地位。為了能更好進(jìn)行發(fā)展，當(dāng)前技術(shù)才會(huì)進(jìn)行融合，以提高工作效率以及制造成功率。因此，兩個(gè)技術(shù)的融合更可以促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步以及發(fā)展，更好的提升技術(shù)上線，為以后技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

總之，當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)在我國很多行業(yè)中都得到了應(yīng)用，自動(dòng)化控制大大減輕了人工負(fù)擔(dān)，有效提升了工作效率，提高了生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)自動(dòng)化的應(yīng)用是科技發(fā)展的體現(xiàn)，它促進(jìn)了我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級(jí)優(yōu)化。

2 在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

由于前述國內(nèi)自動(dòng)化行業(yè)的競(jìng)爭特點(diǎn)以及工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的復(fù)雜性、長期運(yùn)行在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、惡劣環(huán)境適應(yīng)性等，因此按用戶需求選擇因素最重要的技術(shù)性能、品牌和國內(nèi)應(yīng)用業(yè)績等分析，國外工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、產(chǎn)品制造商依然控制國內(nèi)上游產(chǎn)品供應(yīng)的主要市場(chǎng)，國內(nèi)制造商擁有一定DCS系統(tǒng)、FCS、數(shù)控、低壓電器、工業(yè)PC和工業(yè)軟件市場(chǎng)份額。

根據(jù)段明詳先生撰文《工業(yè)控制計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況》：2000年全球工業(yè)控制市場(chǎng)為300-400億美元，其中DCS 60億美元，嵌入式系統(tǒng)60-70億美元，F(xiàn)CS 20-30億美元，IP C70-80億美元，PLC 70-80億美元，數(shù)控70-80億美元，并以每年10-15%的速度增長。

國內(nèi)供應(yīng)商的力量和市場(chǎng)份額依據(jù)技術(shù)的進(jìn)步和自身機(jī)制改造的步伐和本土優(yōu)勢(shì)正在逐漸崛起，例如北京和利時(shí)和上海新華等國內(nèi)廠商正逐漸在市場(chǎng)中嶄露頭角，而一些國外廠商所占的市場(chǎng)份額卻越來越小，例如以往在中低端市場(chǎng)占有決定領(lǐng)導(dǎo)地位的部分日本品牌，但是，這個(gè)市場(chǎng)無論對(duì)于本土供應(yīng)商還是勢(shì)力強(qiáng)大的國外競(jìng)爭者都不是一個(gè)易于運(yùn)作的市場(chǎng)，我們可以看到，幾乎每一個(gè)供應(yīng)商都是在不同或者共同的領(lǐng)域努力拓展著業(yè)務(wù)，同時(shí)他們有很多正在進(jìn)行規(guī)模巨大的本身結(jié)構(gòu)的調(diào)整以便更加適應(yīng)市場(chǎng)從產(chǎn)品主導(dǎo)型到服務(wù)主導(dǎo)型轉(zhuǎn)變的需要。

(1) 系統(tǒng)控制功能強(qiáng)

通過強(qiáng)大的數(shù)字、邏輯計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)算；通過通訊實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的控制；通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)人工智能。工作人員便可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上操作與監(jiān)視則方便了許多。

(2) 操作的靈活性強(qiáng)（人機(jī)對(duì)話功能強(qiáng)）、界面友好

常規(guī)模擬式控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)和方案修改比較困難，常需要進(jìn)行硬件重新配置調(diào)整和接線更改；而計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，由于其所實(shí)現(xiàn)功能的軟件化，便于系統(tǒng)的開發(fā)和修改，如：軟件通用級(jí)(ANSYS)、硬件系統(tǒng)通用級(jí)(PC平臺(tái))、芯片通用級(jí)（軟核）等。

(3) 實(shí)現(xiàn)資源共享性

常規(guī)模擬控制無法實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的通訊，不便全面掌握和調(diào)度生產(chǎn)情況；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以及時(shí)的使用通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以便于更加便捷的進(jìn)行互相通信。并且通過互相通信的方式實(shí)現(xiàn)大量信息數(shù)據(jù)和信息共享，能使操作人員及時(shí)了解生產(chǎn)情況，改變生產(chǎn)控制和經(jīng)營策略，使生產(chǎn)處于最優(yōu)狀態(tài)。

(4) 計(jì)算機(jī)的智能控制

計(jì)算機(jī)具有記憶和判斷功能，它能夠綜合生產(chǎn)中各方面的信息，在生產(chǎn)發(fā)生異常情況下，及時(shí)做出判斷，采取適當(dāng)措施，并提供故障原因的準(zhǔn)確指導(dǎo)，縮短系統(tǒng)維修和排除故障時(shí)間，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，提高生產(chǎn)效率，這是常規(guī)儀表所達(dá)不到的。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的發(fā)展前景

市場(chǎng)要求自動(dòng)化系統(tǒng)制造商提供開放的平臺(tái)，但是只有PC機(jī)才能提供一個(gè)真正的、完全開放的平臺(tái)。因此，當(dāng)我們把系統(tǒng)中所有的功能都集成在一個(gè)統(tǒng)一的，開放的平臺(tái)的時(shí)候，計(jì)算機(jī)便可以更加的提高自身的效率，在減少內(nèi)存空間的同時(shí)，還可以節(jié)約硬件設(shè)施，將復(fù)雜的通信系統(tǒng)簡單化。因此，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在PC的環(huán)境中。PCBCS具有非常好的開放性，下層對(duì)I/O系統(tǒng)是開放的，可以支持多種I/O硬件，包括很多PLC的遠(yuǎn)程I/O及I/O分站，上層對(duì)多種管理及通信軟件是開放的。

國家提出了在本世紀(jì)前20年經(jīng)濟(jì)建設(shè)和改革的主要任務(wù)是基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，大力推進(jìn)信息化，并進(jìn)一步提出信息化是我國加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇。自動(dòng)化在信息化與工業(yè)化之間發(fā)揮著橋梁和紐帶作用。面對(duì)我國傳統(tǒng)工業(yè)的落后現(xiàn)狀，國家將加大技術(shù)改造的步伐，使我國工業(yè)技術(shù)向多樣化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，而工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的采用是發(fā)展和提高國民經(jīng)濟(jì)諸多產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的重要手段，也是我國對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造、建立自動(dòng)化工業(yè)體系及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，所以這個(gè)專業(yè)的發(fā)展前景巨大，市場(chǎng)廣闊。

4 結(jié)語

從上述分析論述中, 我們可以得出以下簡單的結(jié)論：當(dāng)今社會(huì)是計(jì)算機(jī)的時(shí)代，而工業(yè)控制領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)都至關(guān)重要。隨著科技的不斷發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展也會(huì)越來越好，越來越完善，可以運(yùn)用到更多的領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在運(yùn)用基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)資源共享，智能控制等技術(shù)都可以使工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)更加的完善。