就計算機控制技術(shù)發(fā)表論文

就計算機控制技術(shù)發(fā)表論文

　　摘 要：著重從計算機與自動控制理論各自發(fā)展及相互使用的角度，概括了計算機控制技術(shù)發(fā)展的背景，現(xiàn)狀及發(fā)展。

　　1 計算機控制技術(shù)概述

　　計算機控制技術(shù)是在計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的大力發(fā)展基礎(chǔ)上形成的，計算機控制的經(jīng)典控制理論已經(jīng)比較成熟，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸?shù)雀鱾�領(lǐng)域中發(fā)揮了重要的作用。計算機控制系統(tǒng)的核心是實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制，是以計算機技術(shù)為核心的自動控制系統(tǒng)。這種計算機控制系統(tǒng)具有獨特的科技優(yōu)勢，可以完成許多采用常規(guī)控制技術(shù)無法實現(xiàn)的生產(chǎn)任務(wù)，獲得日常控制技術(shù)無法完成的生產(chǎn)目標(biāo)。一個完整的計算機控制技術(shù)，通常包括監(jiān)控系統(tǒng)和過程對象兩部分內(nèi)容。計算機控制技術(shù)所依賴的監(jiān)控系統(tǒng)主要由軟硬件設(shè)備組成，硬件有主機、通訊設(shè)備等，而軟件則是應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件。

　　以計算機控制技術(shù)所構(gòu)成的計算機控制系統(tǒng)，通過包括操作指導(dǎo)型控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等內(nèi)容。鑒于計算機的特殊特點，計算機控制系統(tǒng)與常規(guī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)有著明顯的差異，主要表現(xiàn)在三個方面：一是控制的精度較高，比如計算機可以通過數(shù)值運算，完成常規(guī)調(diào)節(jié)器所無法完成的控制精度，而且這種精度是具有較小的偏差，不存在零點漂移、熱噪聲及元件老化對控制精度的影響。二是計算機的分時控制能力，比如計算機控制技術(shù)依靠計算機的強大存貯能力和判斷能力，可以根據(jù)控制環(huán)境的變化，對各種情況進行及時分析和判斷，做出最佳的控制決策，也可以實現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律，以達到理想的控制效果。最后是計算機控制技術(shù)的使用很方便，計算機控制技術(shù)依靠系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件來實現(xiàn)主要的控制目標(biāo)，因此可以通過改變軟件的編程，來實現(xiàn)對不同控制方案的調(diào)整。還可以根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的變化，對系統(tǒng)軟件進行相應(yīng)的設(shè)計和調(diào)整，來應(yīng)對各種復(fù)雜多變的生產(chǎn)環(huán)境。但是，不可否認(rèn)，計算機控制技術(shù)也有它的局限性，比如計算機控制技術(shù)完成比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)時比較困難，尤其是需要采用復(fù)雜的計算法，而這在實現(xiàn)上就遇到了相當(dāng)?shù)睦щy，有些時候無法滿足系統(tǒng)的運行要求。

　　2 計算機控制技術(shù)的新發(fā)展

　　本文對計算機控制技術(shù)新發(fā)展的闡述主要有三個方向，一是分析集散控制系統(tǒng)（DCS）的新發(fā)展，二是總結(jié)可編程序控制器（PLC）的新發(fā)展，三是展望計算機控制系統(tǒng)的新趨勢，具體內(nèi)容闡述如下。

　　2.1 集散控制系統(tǒng)（DCS）的新發(fā)展

　　集散控制系統(tǒng)是以單片微機技術(shù)為載體，全面運用了數(shù)據(jù)通信、圖像顯示、計算機技術(shù)和過程控制等高科技技術(shù)，主要使用了分布式控制思路，重點解決了信息集中管理和生產(chǎn)過程分散控制的有機整合問題。在提高產(chǎn)量、保障質(zhì)量、降低能耗和控制成本等方面發(fā)揮了重要的作用。國外許多大型綜合控制系統(tǒng)都用了DCS，比如美國西屋公司生產(chǎn)的WDPFI型系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)的控制方法主要包括參數(shù)預(yù)估控制、解藕控制、非線性控制、自適應(yīng)及自學(xué)習(xí)控制等。另一方面的應(yīng)用是工廠綜合自動化TFA。重點解決辦公室自動化的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成系統(tǒng)，利用同軸電纜連接，使生產(chǎn)過程綜合自動化的動態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)長期在最佳狀態(tài)下運行。此外還有一種新的發(fā)展方向是計算機綜合生產(chǎn)系統(tǒng)CIM。

　　2.2 可編程序控制器（PLC）的新發(fā)展

　　可編程序控制器的核心是微處理器，是主要用于過程控制的專用微機系統(tǒng)，同時作為一種自動化裝置，也可以用于生產(chǎn)過程控制。可編程序控制器在一定程度上替代了傳統(tǒng)繼電器來實現(xiàn)開關(guān)量的控制，比如有輸入和輸出，定時及計數(shù)等控制。所使用的控制信號既可以是按鈕、無觸點開關(guān)、行程開關(guān)或其它敏感元件等，也可以用于驅(qū)動電磁悶、步進電機等各種執(zhí)行機構(gòu)。由于CIM、工程自動化、過程控制等大系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)的應(yīng)用要求，可編程序控制器（PLC）的新發(fā)展主要有以下幾個特點，一是大容量、高速度、高功能；二是網(wǎng)絡(luò)化和具有通信功能；三是編程語言的多樣化，也就是在重點發(fā)展SFC的基礎(chǔ)上，更多地使用C、BASIC等高級語言編程及采用多種語言聯(lián)合編程。

　　2.3 計算機控制系統(tǒng)的新趨勢

　　集散控制系統(tǒng)和可編程序控制器的計算機控制技術(shù)不斷豐富著自己的使用領(lǐng)域，同時也在一定程度上實現(xiàn)了相互滲透發(fā)展，提高了兩者的整合特性。原來一般流程工業(yè)的控制多選用集散型控制系統(tǒng)（DCS），離散型制造業(yè)的控制多采用可編程控制器（PLC）。隨著DCS和PLC相互滲透發(fā)展繼而擴大自己的應(yīng)用領(lǐng)域，將出現(xiàn)DCS和PLC融合于一體的集成過程控制系統(tǒng)。隨著計算機技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，我們也在研究一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的計算機控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件，建立先進的監(jiān)控軟件平臺，優(yōu)化現(xiàn)有的控制軟件等。按照計算機技術(shù)在控制系統(tǒng)中的功能和目的分析，未來計算機控制系統(tǒng)的重點方向就包括操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)、分級計算機控制系統(tǒng)等。

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