浅析计算机控制技术的新发展及应用
作者:佚名; 更新时间:2017-01-16

  摘要:计算机控制技术的本质是把自动控制理论与计算机技术进行有机结合。随着计算机科学的不断发展和成熟,计算机控制技术出现了一些新的发展和趋势。本文首先介绍计算机控制技术概述,并在此基础上分析了计算机控制技术的新发展主要包括集散控制系统、可编程序控制器等内容,为全面提高计算机控制技术的应用水平提供参考。

  关键词:计算机 控制技术 新发展 应用

  随着计算机技术的迅速发展,计算机控制技术在社会经济中的应用越来越广泛,既有大型的计算机控制系统,又有小型的各种微控制设备,计算机控制技术的作用和地位具有很强的不可替代性。计算机技术和微型计算机的大面积普及,为各种性能良好、价位低廉的嵌入式微控制器的产生和应用奠定了良好的基础,从而也推动了计算机控制系统在生产生活中的广泛应用。在新的时代背景下,计算机控制技术的发展迈向了一个新的台阶,计算机控制技术的新发展不断应用到农业生产、国防建设、交通运输等各个领域中,有效地促进了生产效率的提高。

  1 计算机控制技术概述

  计算机控制技术是在计算机技术和自动控制技术的大力发展基础上形成的,计算机控制的经典控制理论已经比较成熟,在农业生产、交通运输等各个领域中发挥了重要的作用。计算机控制系统的核心是实现生产过程的自动化控制,是以计算机技术为核心的自动控制系统。这种计算机控制系统具有独特的科技优势,可以完成许多采用常规控制技术无法实现的生产任务,获得日常控制技术无法完成的生产目标。一个完整的计算机控制技术,通常包括监控系统和过程对象两部分内容。计算机控制技术所依赖的监控系统主要由软硬件设备组成,硬件有主机、通讯设备等,而软件则是应用软件和系统软件。

  以计算机控制技术所构成的计算机控制系统,通过包括操作指导型控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统等内容。鉴于计算机的特殊特点,计算机控制系统与常规的调节系统有着明显的差异,主要表现在三个方面:一是控制的精度较高,比如计算机可以通过数值运算,完成常规调节器所无法完成的控制精度,而且这种精度是具有较小的偏差,不存在零点漂移、热噪声及元件老化对控制精度的影响。二是计算机的分时控制能力,比如计算机控制技术依靠计算机的强大存贮能力和判断能力,可以根据控制环境的变化,对各种情况进行及时分析和判断,做出最佳的控制决策,也可以实现复杂的控制规律,以达到理想的控制效果。最后是计算机控制技术的使用很方便,计算机控制技术依靠系统软件和应用软件来实现主要的控制目标,因此可以通过改变软件的编程,来实现对不同控制方案的调整。还可以根据生产环境的变化,对系统软件进行相应的设计和调整,来应对各种复杂多变的生产环境。但是,不可否认,计算机控制技术也有它的局限性,比如计算机控制技术完成比较复杂的控制系统时比较困难,尤其是需要采用复杂的计算法,而这在实现上就遇到了相当的困难,有些时候无法满足系统的运行要求。

  2 计算机控制技术的新发展

  本文对计算机控制技术新发展的阐述主要有三个方向,一是分析集散控制系统(DCS)的新发展,二是总结可编程序控制器(PLC)的新发展,三是展望计算机控制系统的新趋势,具体内容阐述如下。

  2.1 集散控制系统(DCS)的新发展

  集散控制系统是以单片微机技术为载体,全面运用了数据通信、图像显示、计算机技术和过程控制等高科技技术,主要使用了分布式控制思路,重点解决了信息集中管理和生产过程分散控制的有机整合问题。在提高产量、保障质量、降低能耗和控制成本等方面发挥了重要的作用。国外许多大型综合控制系统都用了DCS,比如美国西屋公司生产的WDPFI型系统。集散控制系统的控制方法主要包括参数预估控制、解藕控制、非线性控制、自适应及自学习控制等。另一方面的应用是工厂综合自动化TFA。重点解决办公室自动化的网络构成系统,利用同轴电缆连接,使生产过程综合自动化的动态和静态指标长期在最佳状态下运行。此外还有一种新的发展方向是计算机综合生产系统CIM。

  2.2 可编程序控制器(PLC)的新发展

  可编程序控制器的核心是微处理器,是主要用于过程控制的专用微机系统,同时作为一种自动化装置,也可以用于生产过程控制。可编程序控制器在一定程度上替代了传统继电器来实现开关量的控制,比如有输入和输出,定时及计数等控制。所使用的控制信号既可以是按钮、无触点开关、行程开关或其它敏感元件等,也可以用于驱动电磁闷、步进电机等各种执行机构。由于CIM、工程自动化、过程控制等大系统和复杂系统的应用要求,可编程序控制器(PLC)的新发展主要有以下几个特点,一是大容量、高速度、高功能;二是网络化和具有通信功能;三是编程语言的多样化,也就是在重点发展SFC的基础上,更多地使用C、BASIC等高级语言编程及采用多种语言联合编程。

  2.3 计算机控制系统的新趋势

  集散控制系统和可编程序控制器的计算机控制技术不断丰富着自己的使用领域,同时也在一定程度上实现了相互渗透发展,提高了两者的整合特性。原来一般流程工业的控制多选用集散型控制系统(DCS),离散型制造业的控制多采用可编程控制器(PLC)。随着DCS和PLC相互渗透发展继而扩大自己的应用领域,将出现DCS和PLC融合于一体的集成过程控制系统。随着计算机技术的不断更新和发展,我们也在研究一些具有自主知识产权的计算机控制系统应用软件,建立先进的监控软件平台,优化现有的控制软件等。按照计算机技术在控制系统中的功能和目的分析,未来计算机控制系统的重点方向就包括操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、分级计算机控制系统等。

  参考文献

  [1]吴作勋.计算机控制技术的发展现状[J].福建农机,2005(S1).

  [2]伍晓红,商立群.计算机控制技术的发展及应用[J].现代电子技术,1998(2).

  [3]周希德.计算机控制技术的发展动向[J].电子科技导报,1995(2).

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