工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用探究

董建文

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)信息技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要，而要實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制，離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入和應(yīng)用，因此本文對(duì)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究和分析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化;計(jì)算機(jī)技術(shù)

一、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的概念

工業(yè)自動(dòng)化即以工業(yè)生產(chǎn)中的各種參數(shù)為控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種過(guò)程控制，在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中，充分利用動(dòng)物以外的能源與各種資訊來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)工作，盡量減少人力的操作，又稱為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)。工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)對(duì)傳感器及局域網(wǎng)所采集的各種信息的歸納、分析、整理，實(shí)現(xiàn)信息管理與自動(dòng)控制的一體化，并通過(guò)權(quán)限認(rèn)證確保信息安全。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不斷的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)方面取得卓越成效，計(jì)算機(jī)技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中已發(fā)揮其重要作用，成為生產(chǎn)過(guò)程安全穩(wěn)定自動(dòng)化運(yùn)行不可或缺的工具。

二、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)技術(shù)

從計(jì)算機(jī)技術(shù)角度出發(fā)，計(jì)算機(jī)技術(shù)只是一個(gè)籠統(tǒng)的概念，也就是宏觀概念。對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)技術(shù)主要包括 PLC控制技術(shù)、DCS控制技術(shù)、FCS 控制技術(shù)。

1.PLC控制技術(shù)

PLC控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，由電源組件、微處理器CPU及存儲(chǔ)組件、輸入及輸出組件構(gòu)成，一般是采用循環(huán)掃描工作方式，當(dāng)用戶將用戶程序調(diào)試完成后，通過(guò)編程器將其程序?qū)懭隤LC存儲(chǔ)器中，同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)和被控制的執(zhí)行元件相應(yīng)的連接在輸入模塊的輸入端和輸出模塊的輸出端，接著將PLC工作方式選擇為運(yùn)行工作方式，后面的工作就由PLC根據(jù)用戶程序去完成。

2.DCS控制系統(tǒng)

DCS控制系統(tǒng)即集散控制系統(tǒng)，采用控制分散、操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想，采用多層分級(jí)、合作自治的結(jié)構(gòu)形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制，通常采用分級(jí)遞階結(jié)構(gòu)，每一級(jí)由若干子系統(tǒng)組成，每一個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)若干特定的有限目標(biāo)，形成金字塔結(jié)構(gòu)。

3.FCS控制系統(tǒng)

FCS即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，是由PLC（Programmable Logic Controller）或DCS（Distributed Control System）發(fā)展而來(lái)的，具有很好的開(kāi)放性、互操作性和互換性。

三、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的意義

隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)信息技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越多的傳統(tǒng)工業(yè)將被市場(chǎng)淘汰，面臨轉(zhuǎn)型和升級(jí)。市場(chǎng)需求的飛速增加，迫使人力已經(jīng)不能夠滿足市場(chǎng)需要，工業(yè)化、自動(dòng)化成為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的新需求，因此在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，必須使其信息化，減少其生產(chǎn)成本，保障其生產(chǎn)效率。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)能夠增強(qiáng)控制精度、降低誤差、增強(qiáng)生產(chǎn)效率，在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中被廣泛運(yùn)用。

四、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

1.PLC控制技術(shù)的應(yīng)用

PLC的運(yùn)行包括輸入采集、程序執(zhí)行和輸出刷新三部分。其運(yùn)行方式主要是將信號(hào)輸入到輸入端子，并依次進(jìn)入到輸入映像區(qū)，用戶應(yīng)用程序。通過(guò)應(yīng)用程序進(jìn)入到輸出映像區(qū)，到輸出鎖存，輸出端子，最后輸出信號(hào)。PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)中往往充當(dāng)對(duì)受控設(shè)備，如電機(jī)、變頻器和數(shù)碼管等進(jìn)行控制的元件。

PLC 控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中起著舉足輕重的作用，在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品和交通等行業(yè)。隨著時(shí)代的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的升級(jí)換代，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用功能將會(huì)不斷被刷新。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)將會(huì)向高速度、智能化方向發(fā)展，向大系統(tǒng)或系統(tǒng)工程的方向發(fā)展，向管理控制一體化的方向發(fā)展。

2.DCS控制技術(shù)的應(yīng)用

DCS系統(tǒng)可進(jìn)一步劃分為分散過(guò)程控制級(jí)、集中控制監(jiān)控級(jí)、綜合信息管理級(jí)和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中通信網(wǎng)絡(luò)是最核心的部分。典型的 DCS 體系機(jī)構(gòu)呈現(xiàn)三站一線式，即系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主線上分布操作員站、工程師站和服務(wù)器及其他功能站，共同作用于現(xiàn)場(chǎng)控制站，與現(xiàn)場(chǎng)變送器和執(zhí)行器相互作用。要采用先進(jìn)的控制策略，為預(yù)測(cè)檢修提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，保障檢修工作順利展開(kāi)。此外，該系統(tǒng)還具備較全面的控制功能，可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)達(dá)到與較先進(jìn)的計(jì)算機(jī)之間的連接，從而實(shí)現(xiàn)高級(jí)控制，讓系統(tǒng)能夠更好地運(yùn)行。

3.FCS控制技術(shù)的應(yīng)用

FCS系統(tǒng)技術(shù)可以保障同企業(yè)管理層的資料管理系統(tǒng)的信息交流，幫助車間主任和工段長(zhǎng)制定工作計(jì)劃，建立調(diào)度員和操作員的操作工作位置，完成資料的接收和工藝流程的直接控制等。通過(guò)將 FCS 系統(tǒng)應(yīng)用到各項(xiàng)設(shè)備中，能夠?qū)崿F(xiàn)全數(shù)字化、全分散、開(kāi)放性、操作型的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

總而言之，在工業(yè)制造中自動(dòng)化生產(chǎn)是重中之重，需要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備作為輔助，其中計(jì)算機(jī)技術(shù)就是極具代表性的技術(shù)。在控制計(jì)算機(jī)應(yīng)用時(shí)，必須要進(jìn)一步研發(fā)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，在降低成本的基礎(chǔ)上，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)的最大作用，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的高效發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（臨沂大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 ?山東 ?臨沂 ?276000 ）