工业控制计算机

工业控制计算机的现状与发展

【摘要】随着经济的快速发展和科技的不断进步，计算机网络技术的应用越来越广泛，在很早之前，我国就将计算机技术运用在工业生产中，计算机技术在工业生产中，能极大的提高工业生产效率，降低人工生产成本，提高企业的经济效益，计算机技术在工业发展中有不可代替的作用。文章介绍了工业控制计算机历史、现状和发展方向。

【关键词】工业控制计算机；现状；发展方向

随着经济的快速发展，工业控制计算机的应用范围越来越广泛，在过去，工业控制计算机主要用于生产过程的控制，例如将工业控制计算机用于煤、电、化工等连续生产过程；用于机械、汽车、电子等制造自动化离散加工过程的控制；数控机床、汽车电子化、电子化家用电器等单机自动化产品的机电一体化生产控制。而在今后，工业控制计算机将会用于环境保护、道路交通、农业生产等过程的控制。

1.工业控制计算机的概述

工业控制计算机也可以称为过程计算机，是工业生产技术的重要部分，是现代工业生产加工的主要设备之一，工业控制计算机和普通计算机的结构相似，但在连接上，工业控制计算机和普通计算机有很大的差别，工业控制计算机需要连接很多输入、输出线，从而满足生产的需要，为了控制工业生产过程，工业控制计算机需要安装一些软件。随着经济和科技的不断发展，工业控制计算机也不断的发生改变，利用工业控制计算机可以直接将各个系统连接起来，对生产过程进行有效的控制和监测。

2.工业控制计算机的发展历史

国外的工业控制计算机发展比较早，至今已有数十年的发展历史，工业控制计算机的发展是数字化、信息化、智能化工业发展的主要方向，工业控制计算机和计算机技术、网络技术、控制技术等技术的发展有很大的联系。

2.1 DCS系统

在工业控制计算机中，仍采用大系统、连续生产、分散对象为主，分布式系统结构的分散型控制系统仍处于发展阶段。在工业控制计算机中，DCS系统是受计算机发展影响最大的系统，其主要发展方向为综合化、智能化、专业化。受标准化数据通信线路和网络发展的影响，需要将回路调节器、PLC、NC等多种工业控制设备共同构成一个大系统，从而满足工业自动化、开放化发展的需求。由于数据库系统、推理机能的快速发展，尤其是远距离诊断、自动学习控制等知识库系统的应用，人工智能将会在DCS系统中实现，DCS系统逐渐向智能化发展。为了适合各领域的发展需求，DCS系统需要更加深刻的了解各个专业的工

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2015年53期 93 计算机控制在工业自动化控制中的应用 邱立源 牛建伶 天津市吉泰方洲信息技术工程有限公司，天津 300384 摘要：伴随着当今社会向着人类新纪元的发展趋势来看，计算机在工业生产中的运用有效地扩大了工业自动化领域的覆盖广度和深度，而且也在很大的程度上提高了相应的工业企业的生产效率，这种技术的使用为企业实际的创造了非常大的利润。本文主要对计算机控制在工业自动化控制中的应用进行了分析研究。 关键词：计算机控制；工业自动化；发展趋势 中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）53-0093-02 导言 自动控制与计算机技术是计算机控制的基础，计算机科学技术的发展为控制技术的进步带来便利。自动控制技术在工业生产中应用广泛，在计算机控制技术中需要自动控制、传感设备、网络通信、总线传输、系统软件的支持。在科技发展过程中，自动化生产设备不断更新，有效减少了员工的身体负担，提高了企业的生产效率，工业化程度不断提升。工业生产中的自动化技术含量不断提高，使用计算机控制系统在工业化生产过程中可以有效提高生产效率，增加安全性，提高产品质量，有效减少能源和原材料的消耗。 1 相关的定义 1.1 计算机控制系统 计算机控制系统的发展是人类科学技术不断发展的产物，科技的进步与发展，技术的创新与改善，对控制系统的要求逐渐提高，精密仪器的生产过程以及微电子技术的制造都要求一套成熟而缜密的计算机控制系统，计算机控制系统需要有处理复杂程序，进行精密控制的能力，计算机控制系统的发展需要依托先进的计算机技术、强大的自动化控制为基础，计算机控制系统对工业自动化生产具有开拓意义 1.2 工业自动化生产技术 在现代的工业生产领域，工业的自动化技术主要是指综合集成了工业控制技术、计算机技术和相关工艺等的无缝对接，从而在技术上实现了对于整个生产过程的实时监测与调整，在最大的程度上做到整个系统的性能优化，合理调度各种的生产资源，使得其最优化的符合工业的管理与决策，通过这些方式与手段来提高最后的工业产量，最大的降低对于环境的伤害。工业自动化技术主要由硬件、软件以及背后的支持系统等几个部分组成：硬件技术主要由机器控制设备、命令执行器以及产品的传送器等几个部分组成；软件部分则是主要通过各种的控制软件和管理软件来进行功能上的实现；支持系统部分则是由各种的支持技术、软件的集成技术来保障。在工业的生产领域，使用工业自动化的技术来整体提高员工素质，提升企业的生产效率，而且还可以有效地降低对于环境的污染，这一切的原因与结果之间都是相辅相成的。 1.3 工业自动化控制管理系统 在整个的工业控制中，其控制管理系统在其中发挥着重要的作用，自动化控制管理系统主要是企业为了实现预定的目标和既定的控制目标，使用一定的物理部件来对于硬件和软件进行连接，通过对于各个分散的部件进行有效地整合来实现最终对于各种不同的机器设备和需要被控制的对象来进行有效控制，以便可以达到需要达到的目标。 2 计算机控制系统工作原理 计算机控制系统主要由两部分组成：硬件部分和软件部分。要想实现计算机对被控制目标的有效控制，需要采用专门的数字——模拟量转换设备和模拟量——数字转换设备。由于工业自动化过程中的控制一般都是采取即时控制的方式，许多控制过程对计算机的运行速度要求并不高，但是对计算机的可靠性要求非常高，必须做到响应及时。计算机控制系统主要有如下三个过程组成的过程实现控制目的。首先，需要对被控制目标的瞬时值进行检测进而实现对实时数据进行采集，然后输入给工业控制计算机。然后，即是实时决策过程。这一步需要专门的应用软件对采集到的能够被控对象相关参数的状态量进行计算分析，然后按照已经计划好的控制规律制定并执行下一步的控制过程。最后，实时控制系统依据相关决策，按照任务执行机构的作用，借助发射出的控制信号分配执行任务并控制相应的执行动作，然后完成控制任务。上述三个控制过程不断的循环往复，保证整个系统能够按照相应的品质指标自动的进行工作，而且能够对被控制对象和控制设备本身的异常情况及时进行处理。 3 计算机控制系统目前在工业自动化中的运用 一般来说，钻机是钻探工作的重要装备，一旦引进了工业计算机控制系统，可以实时的钻机钻探作业时的参数进行检测，可以大大的解放人力，最大限度的实现钻机的自动化。 3.1 从控制系统总体的硬件来看 钻探作业中计算机硬件部分主要可以分为以下几个部分：检测部分、钻进参数检测部分、钻机自控部分，一般来说，在乎钻探工业中，计算机控制系统都是采取的两级分布式控制，一级为上位机，一般会采用稳定性高的工控机，可以应用于恶劣的自然环境下，抗干扰能力强，对于钻探作业来说，最为合适。第二级为下位机，这部分主要负责数据的采集、传递任务，主要由传感器、信号器、光电编码器组成，还有可以编程的逻辑控制器，对各种钻进参数进行采集处理、输出控制，进而实现整个系统的自控。 3.2 从控制系统总体的软件来看 控制系统总体的软件主要集中在控制算法上，由于钻机目前常用的是液压方式，给进系统采用的是先导式比例溢流阀对进油缸的给进力进行控制，回转系统采用的是电控比例变量泵对液压马达的流量进行控制，这样一来就可以实现对回转速度的掌握，为了实现对钻机的控制，进行钻机自动化作业，我们可以采用增量式控制算法。 3.3 注重上位机系统的开发 上位机系统的开发对自动化的意义不言而喻，一般可以使用组态软件，这样可以实现对实时画面的快速传送，让设备操作人员第一时间了解到地下设备的运行情况，对于检测参数、现场数据、趋势预测等方面做到心里有底，除此之外，上位机软件在开发过程中还要加入脚本编程能力，这样以来可以方便数据处理方式的变化，增加灵活性。 4 工业计算机控制技术的发展趋势 4.1 工业计算机控制技术的网络化 将控制系统网络化，使控制作用的实现不再局限于传统意义上的控制系统，而是由各种仪表单元分别独立完成各自的工作，然后再通过网络进行彼此间的信息交换和组织，并相互协作，最终实现预定完成的控制任务。这种近似于模块化的思想，可以使各部分独立工作，不产生干扰，有可以根据需要增减控制网络中的个体，大大增强了系统的实用性。 4.2 工业计算机控制技术的集成化 计算机集成制造系统将成为21世纪占主导地位的新型生产方式，世界上很多国家包括我国都已经把发展计算机控制技术作为本国制造工业的发展战略，并制定了许多由政府或工业界支持的计划，用以推动计算机集成制造系统的开发 （下转第95 页） 中国科技期刊数据库 工业C

计算机控制技术在工业自动化生产中的应用

随着科技的发展和进步，计算机控制技术在工业自动化生产中的应用越来越广泛。计算机控制技术不仅可以提高生产效率，降低成本，还可以提高产品质量和生产过程的稳定性，因此在工业自动化生产中扮演着极为重要的角色。本文将从计算机控制技术的概念和特点，以及在工业自动化生产中的应用方面进行深入探讨。

一、计算机控制技术的概念和特点

计算机控制技术是指利用计算机技术对生产过程、设备和系统进行控制和管理的一种技术手段。它融合了计算机科学、控制理论和工程技术，具有高效、准确、灵活等特点。计算机控制技术不仅可以实现自动化控制，还可以实现远程控制、实时监控、智能化控制等功能，可以更好地满足工业生产中对生产过程的需求。

计算机控制技术的特点主要包括：

1. 高效性：计算机控制技术可以实现高效的自动化控制，提高生产效率，降低人力成本。

2. 灵活性：计算机控制技术可以根据生产需求进行灵活的调整和改变，适应不同的生产工艺和生产环境。

3. 准确性：计算机控制技术具有高精度的控制能力，可以实现精准的控制和调节，提高产品质量。

4. 可靠性：计算机控制技术可以保证生产过程的稳定性和可靠性，减少人为因素对生产的影响。

5. 智能化：计算机控制技术可以实现智能化控制，通过数据分析和处理实现智能决策，提高生产管理水平。

1. 生产线控制系统：生产线是工业生产中常见的生产形式，计算机控制技术可以实现对生产线的全面控制和管理。通过在生产线上设置传感器、执行器和PLC等控制设备，实现对整条生产线的自动化控制，包括生产速度、生产质量、生产效率等方面的控制。

2. 机械设备控制：工业生产中常用的各种机械设备，如数控机床、自动装配线等，都可以应用计算机控制技术进行控制和管理。通过编程和调试，可以实现对机械设备的自动化控制，实现高效、准确的生产过程。

单⽚机跟plc哪个更好？

单⽚机是plc的核⼼，PLC是⼀台计算机，⽽PLC是专门为⼯业环境下的数字化操作⽽设计的电⼦设备。单⽚机使⽤起来没有PLC简

单，现场更换也不⽅便。PLC作为⼀种通⽤的⼯业控制计算机，是⼯矿企业的⼯业控制设备。其界⾯简单，编程语⾔易于⼯程技术⼈员接

受。梯形图语⾔的图形符号和表达式与继电器电路图的图形符号和表达式⾮常接近，只需PLC的少量开关逻辑控制指令，就能⽅便地实现继

电器电路的功能。它为不熟悉电⼦电路、计算机原理和汇编语⾔的⼈打开了使⽤计算机进⾏⼯业控制的⼤门。

1.plc是基于单⽚机的产品，是⼀种可编程的集成芯⽚。换句话说，plc是由单⽚机加上外围电路组成的。单⽚机的开发相当⿇烦。编程

是⽤汇编或C语⾔完成的，⽐如单⽚机的延时，需要从晶振计算出来。但是，PLC不⼀样。每个⼚家都提供⼀个可以⽤梯形图编程的编程软

件，延时只需要在时间继电器⾥发⼀个数字。

2.单⽚机可以形成从微型、⼩型到中型、⼤型的各种应⽤系统。PLC是单⽚机应⽤系统的特例。单⽚机可以开发各种智能仪器，如温控

器、电视遥控器、⾖浆机控制器、微波炉、智能玩具等。

3.不同⼚家的plc⼯作原理相同，功能和指标相似，具有⼀定的互换性、通⽤性和可靠性。可编程控制器是⼀种专门为⼯业开发的计算

机。

4.单⽚机的开发成本低，⼀个单⽚机从⼗⼏个到⼏⼗个、⼏百个不等，但是开发起来⽐较⿇烦。PLC的价格有⼏百、⼏千、⼏万，但开

发周期短，见效快。可靠性⾼。

我认为他们有⾃⼰的优点和长处。从技术⾓度来看，它们采⽤相同的逻辑机制。但是他们不能在简单的控制中使⽤PLC，是吗？像个柜

台。有些地⽅只有⼀个功能，你不能花PLC的钱去做⼀个柜台。在⼩⽽简单的地⽅，我提倡⽤单⽚机，⽽在⼩⽽复杂的地⽅，我提倡⽤PLC，因为这样可以充分发挥他的特长，在某些⽅⾯取长补短，可以充分发挥他们的优势。⼀般来说，我们国家没有这两种产品的核⼼技

术，所以⼤部分都是国外的产品，很多东西我们⾃⼰改变不了，只能跟着别⼈⾛。这就是为什么会有⼀个问题，即哪⼀个是有前途的单⽚机