計算機機械控制論文
一、基于計算機的機械控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析
(一)網絡化
計算機網絡技術的迅速發(fā)展,使得網絡在計算機控制系統(tǒng)的應用更加深入,應用規(guī)模也發(fā)生了變化,使得一般回路控制系統(tǒng)的特點在網絡化過程中產生了質的改變,機械制造業(yè)企業(yè)也在逐步使用網絡化的控制系統(tǒng),網絡技術的現(xiàn)場應用改變了這一局面,它能夠讓儀器之間實現(xiàn)通訊。此種技術變革與控制系統(tǒng)原有的網絡結構結合起來,實現(xiàn)了從最底層的任務控制到高層任務結構和調度的優(yōu)化,各類儀器是網絡化控制系統(tǒng)的最小單元,他們在數(shù)字化基礎上實現(xiàn)了網絡化,現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)正是由這些數(shù)字化的儀器單元加上智能化和可自治性的現(xiàn)場設備單元構成,實現(xiàn)了互連設備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通。現(xiàn)場總線系統(tǒng)就可以通過各個具體單元獨立完成自己的任務,最后通過網絡進行所有任務的協(xié)調和組織,最后實現(xiàn)預定的控制任務。
(二)扁平化
在實際應用中,不同廠家的產品交互性差,這是由于不同廠家計算機控制系統(tǒng)本身的網絡結構和數(shù)據(jù)結構是封裝起來的,接口的協(xié)議和結構存在差異性,造成總線系統(tǒng)的不穩(wěn)定。控制系統(tǒng)會根據(jù)功能單元和實際網絡分布將網絡劃分成不同的層次,各個層次通過計算機這個媒介進行交互和通訊,層次直接是不允許直接通訊的,受到計算機設備的限制。機械企業(yè)網絡技術的應用和發(fā)展,其通訊能力和規(guī)模不斷擴大,分布式控制系統(tǒng)中難以實現(xiàn)的網絡連接可以在一個貫穿的環(huán)境中實現(xiàn),現(xiàn)場總線技術中網絡能力的實現(xiàn)帶來了現(xiàn)場智能設備和儀器的網絡化,這種網絡化也讓計算機控制系統(tǒng)底層功能相互連接起來,現(xiàn)場網絡技術擴展性比以前強大很多,容納更多的設備,這些設備可以歸屬不同的回路控制系統(tǒng)。總的來說,計算機控制系統(tǒng)總體分為企業(yè)內部網絡和現(xiàn)場級網絡,企業(yè)內部網絡的功能主要是整體控制和調度,具有基本決策,系統(tǒng)任務調度,管理數(shù)據(jù)和處理相關數(shù)據(jù),以及管理網關系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)的整體調整和優(yōu)化都交給企業(yè)內部網絡來整體管理,這方面管理者進行總體規(guī)劃和及時調整工作。而現(xiàn)場級網絡的任務就是負責具體設備單元和儀表單元的工作。兩個網絡共同形成計算機控制系統(tǒng),機械制造流水線中,所有管理和調度都交給內部網絡,領導可以隨時查驗和調整作業(yè)進度,而糾錯、顯示、記錄,現(xiàn)場控制的監(jiān)視以及故障診斷和處理等工作由下一層級負責,使得整個控制系統(tǒng)具有統(tǒng)一性和規(guī)范性,兩層網絡各自處理自己的事情,不會因為任務太多出現(xiàn)混亂甚至系統(tǒng)失控。
二、基于計算機的機械控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程
基于計算機的機械控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理過程可以用流程圖來描述,流程圖就是描述信息傳播過程的,可以把抽象的過程具體化。計算機網絡時代,技術是一個企業(yè)的生命力,計算機控制系統(tǒng)可以讓企業(yè)同時進行總體調度優(yōu)化,管理和現(xiàn)場具體問題的控制管理。在實際生產過程中,設備單元的工作和人的管理活動都需要信息技術的支持,能夠讓企業(yè)大幅度提高作業(yè)效率和可持續(xù)發(fā)展能力,適應于當前激烈的競爭環(huán)境。對于控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理單元的工作方法和結構,面對不同的數(shù)據(jù)結構可以選用不同的處理辦法,優(yōu)化軟件和硬件的配置可以有針對性的選取不同的數(shù)據(jù)進行處理,這樣才能夠高效率的處理數(shù)據(jù),減少工作人員的勞動強度和計算機的耗損,第一,計算機可以采用單道處理,多道處理器和交互式處理器對數(shù)據(jù)進行處理。第二,采用脫離方式或者聯(lián)機方式處理數(shù)據(jù)。第三,可以采用分布式算法或者集中式,并行思想的理念處理數(shù)據(jù)。第四,計算機也可以選擇分批次,實時,分階段的方式處理數(shù)據(jù),這也需要對于數(shù)據(jù)進行合理的劃分,防止不合理數(shù)據(jù)的產生。數(shù)據(jù)處理是基于計算機的機械控制系統(tǒng)必須具備的能力,主要包括對于來源數(shù)據(jù)的分析和處理,做出與之相符合的具體操作方式,具備簡單的智能化和學習能力。計算機控制系統(tǒng)的應用十分廣泛,其中十分重要的功能就是數(shù)據(jù)處理,大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網的發(fā)展要求計算機能夠對海量數(shù)據(jù)進行處理,并得到有益的信息,物聯(lián)網每時每刻都在產生信息,計算機也要及時的處理,并通過計算機控制系統(tǒng)將信息進行歸納總結,提供給使用者更好的建議。近年來,機械行業(yè)一直在進行各個生產環(huán)節(jié)的智能化,模具的設計制作,高標準零部件的設計制造,還有各個零部件的組裝,一個個全自動化的生產線開始運營,計算機每天都在完成海量的控制信息發(fā)送,接收和計算。計算機控制系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)大多是生產環(huán)節(jié)產生的圖像和信號信息,整個處理過程十分復雜,圖像和信號都要經過計算機系統(tǒng)翻譯成可以被自身識別的機器碼,然后再經過計算機相關算法的加工,最后把處理結果傳達給終端控制系統(tǒng)發(fā)出不同指令讓機械設備完成,這種自動化的控制過程給大規(guī)模機械制造提供了基礎,人們正日益享受到這種技術帶來的利益,汽車,自行車,電視,冰箱等機械化產品越來越便宜,這都是計算機控制系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)的處理才能夠完成相關作業(yè)。基于計算機的機械控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的過程主要分為八個方面,首先是數(shù)據(jù)的采集,通過計算機系統(tǒng)直接或者間接的獲取到數(shù)據(jù),然后將自然數(shù)據(jù)或者認為輸入的數(shù)據(jù)進行轉化,使得計算機控制系統(tǒng)能夠識別,這些轉化后的機器語言會進行再一次編碼和分組,按照控制系統(tǒng)本身的要求分為不同的部分,傳輸?shù)讲煌K和組織,子功能模塊會根據(jù)接收的信息按照預設的算法進行計算和分析,得到客戶所期望的信息。最后會在不同的網絡空間存儲這些有價值的信息。而客戶只需要查詢計算機控制系統(tǒng)就知道產品的序列號,批號,各個零部件的標準等等有價值的信息,減少了數(shù)據(jù)整理時間,廠家可以專心于產品設計。
三、基于計算機的機械控制系統(tǒng)實際應用分析
基于計算機的機械控制系統(tǒng)在機械行業(yè)有著廣泛應用,例如工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),直接數(shù)字控制系統(tǒng),監(jiān)督計算機控制系統(tǒng),分級控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等。這些應用不同程度地改變工業(yè)生產的面貌。過去我國鋼鐵制造業(yè)許多工藝都需要人的參與,而且鋼鐵的產量一直無法提高,自動化控制技術的引入徹底改變的了鋼鐵等工業(yè)生產的模式,自動化調節(jié)代替了人的經驗,許多危險的生產方式改由機械來自動執(zhí)行,大大提高了員工的安全,同時也提高了企業(yè)的業(yè)績。對于機械行業(yè)的安全生產現(xiàn)狀,安全自動控制技術的發(fā)展也十分迅速,這也是機械控制系統(tǒng)的實際應用,但是許多中小型企業(yè)缺少資金引進安全控制系統(tǒng),仍有一部分工人時刻受到生命威脅。基于計算機的機械控制系統(tǒng)的實際應用可以大大減少安全事故的發(fā)生,減少社會矛盾,對于企業(yè)可以增加生產效率和利潤。因此,要合理的評價計算機控制系統(tǒng),企業(yè)在具體需求時要選用安全有效的控制系統(tǒng)產品,而評價系統(tǒng)質量,可以從以下幾個方面進行,充分考慮系統(tǒng)本身采用的架構,設計的控制算法和各種設計功能是否達標,企業(yè)在選取產品時,要進行合理的嘗試,可以試運行一段時間,期間要求廠商技術人員跟隨記錄生產情況,檢驗各個模塊是否達到生產要求。一般而言機械控制系統(tǒng)各個回路對于實時性都有一定要求,而機械生產至關重要的就是系統(tǒng)的可靠性,包括系統(tǒng)自身的使用率,無故障時間,系統(tǒng)總體故障率還有相關性能方面的參數(shù),這樣都是重要的選用標準,同時機械控制系統(tǒng)要能夠隨時進行擴展,現(xiàn)場網絡系統(tǒng)能夠隨時接入一些設備單元和儀器單元。
四、結束語
計算機控制系統(tǒng)已經廣泛應用與生產生活的各個方面,生產方式和生活方式因此發(fā)生巨大變化,特別對于機械領域。本文介紹了計算機控制系統(tǒng)的概念和基于計算機的機械控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,同時分析了基于計算機的機械控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理過程和實際應用,以期給機械控制系統(tǒng)的設計提供參考。
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