工業(yè)計算機控制系統(tǒng)探析論文

　　工業(yè)生產(chǎn)過程進行計算機控制是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、減少環(huán)境污染的必由之路，計算機控制系統(tǒng)已成為生產(chǎn)設(shè)備及過程控制等重要的組成部分。下面是學習啦小編給大家推薦的工業(yè)計算機控制系統(tǒng)探析論文，希望大家喜歡!

　　工業(yè)計算機控制系統(tǒng)探析論文篇一

　　《試述工業(yè)計算機控制系統(tǒng)的組成及應(yīng)用》

　　摘要：工業(yè)生產(chǎn)過程進行計算機控制是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、減少環(huán)境污染的必由之路，計算機控制系統(tǒng)已成為生產(chǎn)設(shè)備及過程控制等重要的組成部分，它代替人的思維成為工業(yè)設(shè)備及工藝過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量控制的指揮和監(jiān)督中心。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè)計算機控制系統(tǒng)應(yīng)用

　　在工業(yè)自動化體系中，一個重要的角色就是工業(yè)控制計算機，即IPC，或者叫產(chǎn)業(yè)PC。工業(yè)生產(chǎn)過程進行計算機控制是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、減少環(huán)境污染的必由之路，計算機控制系統(tǒng)已成為生產(chǎn)設(shè)備及過程控制等重要的組成部分，它代替人的思維成為工業(yè)設(shè)備及工藝過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量控制的指揮和監(jiān)督中心。工業(yè)生產(chǎn)過程的計算機控制系統(tǒng)，隨著計算機的進步、工業(yè)生產(chǎn)工藝過程控制要求的提高和生產(chǎn)管理的完善而不斷發(fā)展。

　　一、工業(yè)計算機控制系統(tǒng)的組成

　　工業(yè)自動化體系主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。作為20世紀現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，工業(yè)控制自動化技術(shù)主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。自動化系統(tǒng)與計算機信息科學的緊密結(jié)合，給工業(yè)生產(chǎn)過程帶來了新的技術(shù)革新。

　　工業(yè)計算機控制系統(tǒng)(CCS)是應(yīng)用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。計算機控制系統(tǒng)由控制部分和被控對象組成，其控制部分包括硬件部分和軟件部分，這不同于模擬控制器構(gòu)成的系統(tǒng)只由硬件組成。計算機控制系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件一般包括操作系統(tǒng)、語言處理程序和服務(wù)性程序等，它們通常由計算機制造廠為用戶配套，有一定的通用性。應(yīng)用軟件是為實現(xiàn)特定控制目的而編制的專用程序，如數(shù)據(jù)采集程序、控制決策程序、輸出處理程序和報警處理程序等。它們涉及被控對象的自身特征和控制策略等，由實施控制系統(tǒng)的專業(yè)人員自行編制。

　　目前工業(yè)計算機控制系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)層次基本上劃分為：直接數(shù)字控制(DDC)系統(tǒng)、監(jiān)督控制(SCC)系統(tǒng)、集散型控制系統(tǒng)(DCS)、遞階控制系統(tǒng)(HCS)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)等幾種，其中DCS是融DDC系統(tǒng)、SCC系統(tǒng)及整個工廠的生產(chǎn)管理為一體的高級控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了其他控制系統(tǒng)中存在的“危險集中”問題，具有較高的可靠性和實用性。但是，為了進一步適合現(xiàn)場的需要，DCS也在不斷更新?lián)Q代，近年來，集計算機、通信、控制三種技術(shù)為一體的第五代過程控制體系結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，成為國內(nèi)外計算機過程控制系統(tǒng)一個重要的發(fā)展方向。

　　二、計算機控制在工業(yè)自動化的設(shè)計和應(yīng)用

　　工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用了工業(yè)控制自動化技術(shù)，來實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，以達到提高產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量、降低生產(chǎn)消耗、確保安全等目的。那么如何實現(xiàn)工業(yè)計算機控制呢?現(xiàn)在介紹設(shè)計思路如下：

　　(1)計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟

　　計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計，隨被控對象、設(shè)備種類、控制方式等的不同而不同，但系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟大體類似，一般包括系統(tǒng)設(shè)計分析、確定控制算法、系統(tǒng)總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計以及系統(tǒng)調(diào)試等。下面分別作一些介紹。①確定控制方案：開環(huán)?閉環(huán)?單環(huán)?多環(huán)?DCC?SCC?DCS? ②確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式：要求高：工控機;要求低：單回路控制器、低檔PLC或總線式工控機。③現(xiàn)場設(shè)備選擇：傳感器、變送器和執(zhí)行器型號和類型的選擇

　　(2)確定控制算法

　　控制算法的選擇非常重要，它的好壞關(guān)系到整個控制系統(tǒng)的成敗。注意點：① 所選擇的控制算法是否能滿足對系統(tǒng)的動態(tài)過程、穩(wěn)態(tài)精度和穩(wěn)定性的要求。② 各種控制算法提供了一套通用的計算公式，但具體到一個控制對象上，必須有分析地選用。③ 當控制系統(tǒng)比較復雜時，其控制算法一般也比較復雜，使整個控制系統(tǒng)的實現(xiàn)比較困難。合理簡化，再完善。

　　(3)系統(tǒng)硬、軟件的設(shè)計

　　在計算機控制系統(tǒng)中，一些控制功能既能用硬件實現(xiàn)，也能用軟件實現(xiàn)。因此在系統(tǒng)設(shè)計時，硬、軟件的功能劃分應(yīng)綜合考慮。硬件速度快、可減輕主機的負擔、但要增加成本;軟件可以增加控制的靈活性，減少成本，但要占用更多的主機時間。①硬件設(shè)計：包括輸入、輸出接口電路的設(shè)計，輸入、輸出通道設(shè)計和操作控制臺的設(shè)計。

　　要設(shè)計出硬件原理圖、印刷電路板、機架施工圖等。②軟件設(shè)計：硬件設(shè)計好了后，系統(tǒng)的功能主要依賴軟件。要繪制程序總體流程圖和各功能模塊流程圖，編制程序清單，編寫程序說明。

　　(4)系統(tǒng)調(diào)試

　　系統(tǒng)調(diào)試包括系統(tǒng)硬件、軟件分調(diào)與聯(lián)調(diào)，系統(tǒng)模擬調(diào)試和現(xiàn)場投運。調(diào)試過程往往是先分調(diào)、再聯(lián)調(diào)，有問題再回到分調(diào)，加以修改后再聯(lián)調(diào)，反復進行，直到達到設(shè)計要求為止。

　　(5)工業(yè)計算機系統(tǒng)的維護

　　提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性和可維修性的常用方法：a 提高元器件的可靠性;b 采用冗余技術(shù);c 采取抗干擾措施;d 采用故障診斷;e系統(tǒng)的恢復技術(shù);f 軟件可靠性技術(shù)。

　　總之，工業(yè)計算機控制系統(tǒng)應(yīng)用總體思想具備：①系統(tǒng)操作性能好，硬件和軟件要使用方便和維修方便;②可靠性高;③通用性好，便于擴充;④實時性強;⑤設(shè)計周期短、價格便宜。至于具體的系統(tǒng)設(shè)計和總線類型的選擇由于篇幅原因不再詳述了，感興趣的讀者可以查閱相關(guān)資料進行學習。

　　三、工業(yè)控制計算機在工業(yè)自動化中的重要意義

　　工業(yè)控制計算機技術(shù)是開放式的系統(tǒng)，其高可靠性、易用性方便了工業(yè)環(huán)境的使用。并且在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)化和現(xiàn)場總線技術(shù)又進一步促進了工業(yè)自動化的發(fā)展。工業(yè)控制計算機可謂是工業(yè)自動化發(fā)展的源動力。并且系統(tǒng)可以顯著提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，節(jié)約運營成本，使生產(chǎn)企業(yè)得以實現(xiàn)深層次的信息化，對企業(yè)管理提供準確可靠的參考，使企業(yè)得以取得最大的效益，贏得發(fā)展先機。目前，工業(yè)控制自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。隨著電力、冶金、石化、環(huán)保、交通、建筑等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，工控機的市場需求將會越來越大，工控機市場發(fā)展前景十分廣闊。