工業自動化計算機技術特點研究

工業自動化計算機技術特點研究

　　工業自動化是機器設備或生產過程在不需要人工直接干預的情況下，按預期的目標實現測量、操縱等信息處理和過程控制的統稱。以下是yjbys小編為您整理的工業自動化計算機技術特點研究論文，希望能對您有所幫助。

　　摘　要：我國工業控制自動化的發展大多是在引進先進成套設備并進行消化吸收，然后二次開發和應用。目前計算機技術在我國工業控制自動化產業中的應用有了很大的發展，我國工業計算機系統已經形成。工業控制自動化技術以低成本工業PC基礎為主流，向智能化、網絡化和集成化方向發展。

　　關鍵詞：工業自動化 計算機技術應用 發展

　　一、引言

　　工業控制自動化技術成為20世紀最重要的技術之一，對企業生產過程有明顯的提升作用。工業控制自動化集控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術為一體，實施工業檢測、控制、優化、調度、管理和決策生產過程，是一種增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全的綜合性技術，工業自動化軟件、硬件和系統是工業自動化的主要部分。，

　　隨著計算機技術的發展，工業自動化計算機技術的應用領域迅速擴大。由原來主要應用于過程控制，如煤、油等連續化、流程化的生產過程;或者機械、電子、汽車等離散加工的制造自動化過程逐步擴大領域，如數控機床、機器人、智能儀器、汽車電子化等機電一體化產品等。目前，工業自動化計算機技術還應用于環保、公用工程、道路與交通、樓宇與社區等。

　　二、工業計算機的發展特點

　　由于計算機技術、網絡技術和通信技術的迅猛發展，各種工業自動化手段的發展開始相互影響，相互作用，大致呈現以下特點。

　　1.自動化技術界限模糊

　　信息技術的滲透性、融合性比較強，由于自動化的各種技術專業合并，工業控制計算機系統、機電一體化、數控、制造技術、CIMS等技術學科之間的界限變得模糊，這是發展的需要，技術發展的必然趨勢。

　　2.各種控制系統之間融合

　　在相當長的一段時間內，由于計算機技術在工業自動化的發展具有滲透性和共通性，一些控制系統如FCS、IPC、NC、DCS、PLC等會相互補充和促進、彼此共存，如工業PC與低價的微型PLC相比其數據復雜且設備集成度高。PC不會代替PLC，工業自動化發展存在于工業PC 和 PLC之間的融合。盡管PLC、DCS、NC、IPC、FCS等設計目地不一致，各有適宜的應用領域和技術，但在技術上彼此“學人之長，補己之短”，各種控制系統之間融合提高了傳統技術的發展。

　　三、計算機技術在工業自動化的應用

　　工業自動化的計算機技術發展與信息化、數字化、智能化、控制技術、網絡技術的發展密切相關。目前世界工業控制計算機市場正在以每年10-15%的速度增長。計算機技術在工業自動化中的應用領域越來越多，發展也越來越重要，地位也不斷得到提高。以下就計算機技術在工業自動化的發展和應用方面進行探討：

　　1.DCS

　　集散控制系統DCS(Distributed Control System)于1975年問世，生產主要集中在美、德等國。70年代中后期起，我國主要行業(如電力、石化、建材和冶金等)的DCS基本全部進口。80年代初期開始引進、消化和吸收并研制國產化DCS技術。近10年，我國DCS系統研發和生產發展很快，崛起了一批優秀企業，這批企業研制生產的DCS系統，不僅品種數量大幅度增加，而且產品技術水平已經達到或接近國際先進水平，國產DCS系統的出口也在逐年增長。

　　DCS是受計算機影響最大、反應最快的一種。盡管FCS發展很快，但是傳統控制系統的維護和改造還需要DCS。當前工業控制計算機生產過程仍是大系統、分散對象、連續，分散型控制系統仍在發展。開放結構和集成技術的發展促使大型分散型控制系統發展。由于數據通信和網絡的發展，DCS向綜合方向發展，將各種調節器、PLC、工業PC、NC等構成大系統，滿足自動化、開放化要求。DCS向智能化方向發展，現在DCS的產品具有系統開放、管控一體化特點，還帶有先進控制軟件。

　　2.NC

　　機械智能化技術工業自動化領域一種新技術。它可補償機械自身因溫度、機械負荷等引起的機械變形。而檢測主軸負荷、主軸及機座變形的傳感器自身具有信號處理功能，所以叫智能傳感器。故障的診斷與維修是NC重要技術。它基于AI故障診斷的存在，把NC裝置通過互聯網和網絡與中央計算機相連接，使其能夠遠距離診斷，一方面建立用于診斷故障的數據庫，另一方面進一步發展維修系統，在發生故障前把系統部件更換。它的實現需要智能傳感器、高速PMC及大型數據庫。

　　3.PLC

　　PLC在工業環境下使用，是一種可編程邏輯控制系統，采用了可編程序，實現運算、 控制、記錄等操作指令,將存儲內容通過數字或模擬量等形式控制工業生產過程。該種控制系統的抗干擾能力遠遠高于傳統技術，適合于較為復雜的工業環境，而且操作簡單，往往采用些形象、直觀的簡單程序來適應現場操作。目前PLC發展成為與DCS相抗爭的大系統，具有高功能、高速度、大容量、網絡化和通信強化通信能力。CIMS、工業自動化和過程控制等大系統的應用，可編程序控制器編程語言多樣化，適合不同應用場合和不同國家應用習慣的要求，并且允許在同一個 PLC程序中使用多種編程語言。PLC的發展潛力還很大，不僅和其他工控機聯合，而且日益滲入到DCS中，走進CNC領域。

　　4.IPC

　　因PC機資源豐富、產量大、價格低，為廣大技術人員認可。家用電腦逐步普及，PC機占通用計算機95%是工業PC熱的基礎。它在過程控制、制造自動化、樓宇自動化等方面扮演重要角色。在我國，實時操作系統和編程語言等較好解決的IPC市場在擴大。嵌入式系統得到發展和應用，它以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁剪，適應應用系統，從功能、可靠性、成本、體積、功耗方面來看，是IPC發展的主要表現

　　5.FCS

　　現場總線控制系統從抗干擾能力、魯棒性到布線安裝、系統擴展、投資費用等方面都具有明顯的優勢，它完整地實現了控制技術、計算機技術與通信技術的集成，它的出現加快了工業智能化的步伐。FCS系統具有現場數字化，降低成本，系統效率高，便于安裝和維護功能，同時具有很高的傳輸速度和很強的抗干擾能力。在FCS中，軟件和硬件互換性好，更新換代容易，具有開放性。

　　6.傳感器

　　傳感、通信、計算機技術構成現代信息的三大基礎。傳感器的作用主要是獲取信息，具有高功能、高速度、大容量性能。傳感器技術是實現裝備數字化、流程最優化的基礎。當前，傳感器技術在傳統行業中的應用量大面廣，而工業現場自動控制的水平也在很大程度上決定于傳感器的水平。目前傳感器技術向著微型化、高精度、低功耗、高可靠的智能傳感器方向發展，隨著計算機網絡技術的發展，傳感器網絡等新應用將浮出水面。

　　7.工業控制網絡有線和無線相結合發展

　　有線局域網以廣泛的適用性和技術價格方面的優勢，得到了迅速發展。然而，在工業現場，一些工業環境禁止、地方限制限制，有線局域網很難發揮作用，因此無線局域網技術得到了發展和應用。

　　隨著計算機技術的不斷發展，無線局域網技術將在工業控制網絡中發揮越來越大的作用。它可以便捷地無線連接網絡設備，隨時、隨地、隨意地訪問網絡資源。無線局域網可以在不用網絡電纜線的情況下，提供以太網互聯功能。

　　隨著工業技術和計算機技術的發展，工業自動化手段也發生了很大的變化。自動化技術和計算機輔助設計等軟件發展和普及給工業產品帶來了重大變化，并已滲透到工業自動化產品設計的各個方面。利用這些計算機技術工具，工業產品設計大大減輕了設計、生產的工作量和難度，有效地提高了工作效率。

　　參考文獻:

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