工業自動化控制系統中計算機技術的應用探究

董建文

摘 要：隨著時代的進步和社會的發展，科學信息技術的應用越來越廣泛，自動化控制系統在現代工業生產中的地位越來越重要，而要實現工業自動化控制，離不開計算機技術的融入和應用，因此本文對工業自動化系統中計算機技術的應用進行探究和分析。

關鍵詞：工業自動化;計算機技術

一、工業自動化控制系統的概念

工業自動化即以工業生產中的各種參數為控制依據，實現各種過程控制，在整個工業生產中，充分利用動物以外的能源與各種資訊來進行生產工作，盡量減少人力的操作，又稱為工業自動化生產。工業自動控制系統通過工業控制計算機對傳感器及局域網所采集的各種信息的歸納、分析、整理，實現信息管理與自動控制的一體化，并通過權限認證確保信息安全。

經過長期不斷的發展，工業自動化控制系統在充分運用計算機技術方面取得卓越成效，計算機技術在自動化生產過程中已發揮其重要作用，成為生產過程安全穩定自動化運行不可或缺的工具。

二、工業自動化控制系統中的計算機技術

從計算機技術角度出發，計算機技術只是一個籠統的概念，也就是宏觀概念。對于工業自動化控制系統來說，計算機技術主要包括 PLC控制技術、DCS控制技術、FCS 控制技術。

1.PLC控制技術

PLC控制系統是在傳統的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業控制裝置，由電源組件、微處理器CPU及存儲組件、輸入及輸出組件構成，一般是采用循環掃描工作方式，當用戶將用戶程序調試完成后，通過編程器將其程序寫入PLC存儲器中，同時將現場的輸入信號和被控制的執行元件相應的連接在輸入模塊的輸入端和輸出模塊的輸出端，接著將PLC工作方式選擇為運行工作方式，后面的工作就由PLC根據用戶程序去完成。

2.DCS控制系統

DCS控制系統即集散控制系統，采用控制分散、操作和管理集中的基本設計思想，采用多層分級、合作自治的結構形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制，通常采用分級遞階結構，每一級由若干子系統組成，每一個子系統實現若干特定的有限目標，形成金字塔結構。

3.FCS控制系統

FCS即現場總線控制系統，是由PLC（Programmable Logic Controller）或DCS（Distributed Control System）發展而來的，具有很好的開放性、互操作性和互換性。

三、工業自動化控制系統中應用計算機技術的意義

隨著時代的進步和社會的發展，科學信息技術的應用越來越廣泛，越來越多的傳統工業將被市場淘汰，面臨轉型和升級。市場需求的飛速增加，迫使人力已經不能夠滿足市場需要，工業化、自動化成為市場經濟的新需求，因此在工業生產的過程中，必須使其信息化，減少其生產成本，保障其生產效率。隨著計算機信息技術的普及，計算機控制技術能夠增強控制精度、降低誤差、增強生產效率，在工業自動化控制系統中被廣泛運用。

四、工業自動化控制系統中計算機技術的應用

1.PLC控制技術的應用

PLC的運行包括輸入采集、程序執行和輸出刷新三部分。其運行方式主要是將信號輸入到輸入端子，并依次進入到輸入映像區，用戶應用程序。通過應用程序進入到輸出映像區，到輸出鎖存，輸出端子，最后輸出信號。PLC在工業控制系統中往往充當對受控設備，如電機、變頻器和數碼管等進行控制的元件。

PLC 控制技術在工業自動化中起著舉足輕重的作用，在國內外廣泛應用于機械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品和交通等行業。隨著時代的發展和計算機技術的升級換代，計算機控制系統在工業自動化控制系統中的應用功能將會不斷被刷新。計算機控制技術將會向高速度、智能化方向發展，向大系統或系統工程的方向發展，向管理控制一體化的方向發展。

2.DCS控制技術的應用

DCS系統可進一步劃分為分散過程控制級、集中控制監控級、綜合信息管理級和通信網絡系統，其中通信網絡是最核心的部分。典型的 DCS 體系機構呈現三站一線式，即系統網絡主線上分布操作員站、工程師站和服務器及其他功能站，共同作用于現場控制站，與現場變送器和執行器相互作用。要采用先進的控制策略，為預測檢修提供相應的數據，保障檢修工作順利展開。此外，該系統還具備較全面的控制功能，可利用網絡技術達到與較先進的計算機之間的連接，從而實現高級控制，讓系統能夠更好地運行。

3.FCS控制技術的應用

FCS系統技術可以保障同企業管理層的資料管理系統的信息交流，幫助車間主任和工段長制定工作計劃，建立調度員和操作員的操作工作位置，完成資料的接收和工藝流程的直接控制等。通過將 FCS 系統應用到各項設備中，能夠實現全數字化、全分散、開放性、操作型的工業自動化控制系統。

總而言之，在工業制造中自動化生產是重中之重，需要引進先進技術和設備作為輔助，其中計算機技術就是極具代表性的技術。在控制計算機應用時，必須要進一步研發計算機控制技術，在降低成本的基礎上，提高生產效率和質量，發揮計算機技術的最大作用，推動我國工業自動化的高效發展。

參考文獻：

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[2] 趙文馳 . 計算機技術在工業自動化控制系統中的應用 [J].山東工業技術，2017（5）：122-122.

（臨沂大學自動化與電氣工程學院 ?山東 ?臨沂 ?276000 ）