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计算机控制技术在工业上的应用

时间:2022-10-07 19:37:48 计算机毕业论文 我要投稿
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计算机控制技术在工业上的应用

  计算机控制技术在工业上的应用【1】

  摘 要:随着科学技术的快速发展,计算机应用技术被应用到各个领域,包括国防、航空航天、工业、农业、医学等行业,不仅提高了生产效率,也促进了企事业单位的快速发展。

  本文主要阐述了计算机技术在工业自动控制系统中的应用。

  关键词:计算机应用;工业;自动控制

  自从工业技术革命以来,工业生产技术得到了快速发展。

  在工业生产过程中自动化系统的发展受到了人们的广泛关注,计算机技术在自动化系统中的应用,取得了非常明显的效果。

  当前,它已经成为了工业生产中不可或缺的工具。

  “计算机控制系统”综合了计算机、自动控制理论和自动化仪表等项技术,并将这些先进技术集成起来应用于工业生产过程。

  计算机控制系统是自动控制技术和计算机技术相结合的产物,利用计算机来实现生产过程自动控制的系统,它由控制计算机本体和受控对象两大部分组成。

  一、计算机控制技术的发展

  计算机控制技术的思想始于上世纪五十年代中期,美国TRW航空公司与美国德克萨斯州的一个炼油厂合作,进行计算机控制的研究,他们设计出了一个利用计算机控制实现反应器供料最佳分配,根据催化剂活性测量结果来控制热水的流量以及确定最优循环的系统。

  这项具有跨时代意义的工作为计算机控制技术的发展奠定了基础,从此,计算机控制技术迅速发展,并被各行各业广泛应用。

  伴随着计算机技术的飞速发展,计算机控制技术也紧随其后,迅猛的发展起来,其发展过程大致可以分为四个阶段:(1)开创时期(2)直接数字控制时期(3)小型计算机时期(4)微型计算机时期。

  如今计算机控制技术的发展又多了许多新的方向:计算机控制的网络化;计算机控制的集成化;计算机控制的智能化;计算机控制技术的标准化。

  二、计算机控制技术的应用领域

  (1)计算机控制技术在工业领域的应用:计算机控制技术在工业上的发展有几个阶段:最初能实现如信息处理、数据采集、过程控制、在线优化、甚至实时调度、生产计划等操作控制功能;到能满足如非线性、时变动态特性等要求的递阶控制;再到基于微处理器的分散控制;再到过程诊断技术,目前主要应用于电力和化工工业;然后到广泛地用于产品质量检测与控制等方面的传感器开发及高级控制技术;现在,美国、日本及其它工业发达的国家正投入大量的人力、物力和财力致力于机器人的研制与开发。

  这些机器人主要应用于制造行业,也将在过程工业中发挥越来越重要的作用。

  今后,社会将面临新的研究课题,制造系统和专家系统。

  (2)计算机控制技术在医学领域的应用:根据我国现状,中药生产企业,一般把综合间歇控制系统分成两部分来搞,即生产管理部分和实时控制部分。

  (3)计算机控制技术在农业领域的应用:智能温室大棚中利用计算机进行远程监控和操作,还可设计自动控制无人管理温室大棚。

  根据远程传感器搜集来的温度、湿度、光照等模拟信息,经输入通道进行AD转换,传入计算机,计算机既可以利用这些数据进行监控,同时又可以利用这些数据对大棚进行控制,进行加湿、加温、增加光照等控制,从而实现温室大棚的自动化智能控制。

  (4)计算机控制技术在航空领域的应用:近几年来,从我国载人航天技术成功以来,航空航天技术已经得到越来越多的国人关注,一个又一个瞩目成绩的取得离不开自动化控制技术的发展,而这其中计算机控制技术又占据着重要的位置。

  三、工业计算机控制技术的发展趋势

  (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。

  (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与应用。

  计算机控制系统的集成化也已经成为当今计算机控制技术的又一发展趋势。

  (3)工业计算机控制技术的智能化。

  目前的典型智能控制方法有:模糊控制、专家控制、神经网络控制等。

  模糊控制绕过了对象的不确定性、不精确性、噪声、非线性、时变性以及时滞性等影响,实现简单,适应面广。

  (4)工业计算机控制技术的标准化。

  任何技术的发展最终都会趋向于标准化,计算机控制技术也不例外,将计算机控制技术标准化,可大大促进计算机控制技术的发展。

  目前国际公认的标准尚未建立,但已有很多厂商愿意采用一些通用性较强的产品,相信不久的将来,计算机控制技术必将建立一套国际化通用标准。

  综上所述,计算机控制在工业系统中的应用已取得了可喜的进展,而且随着计算机技术的继续发展,系统和控制理论与实践的不断深化,将得到进一步完善和发展,并为提高生产设备性能、产品质量,稀有资源的有效利用发挥更大的作用。

  参考文献:

  [1] 《现代控制系统》(第10版)?ISBN:978-7-302-16207-0

  [2] 《计算机控制原理与应用》陈炳和ISBN:978-7-81124-167-9

  计算机控制技术在工业自动化生产线上的应用【2】

  摘要:本文介绍了计算机控制技术,重点阐述了计算机控制技术在自动化生产线上的应用,以及计算机控制技在未来的发展方向。

  关键词:计算机控制技术 ;自动化生产线;生产应用

  一、概述

  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。

  企业应用计算机控制技术进行优化生产结构,将会为公司扩大生产、提高生产效率。

  二、计算机控制技术

  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。

  三、计算机控制系统的自动化生产

  自动化生产线是生产过程的流程路线,整个过程包括原料输入,加工筛选、运送原料、装配元件、检验成品的一系列生产线活动所构成。

  基本的工业化生产线需要按照原料进行分类处理,生产加工,成型检测,按照产品的生产流程,产品设备,负责操作的工人进行不同工艺的加工处理。

  (一)可编程计算机控制器

  可编程计算机控制器(PLC)技术有效推动了工业自动化的飞速发展,可编程控制器(PLC)可以取代继电器实现对逻辑控制器的控制,随着计算机控制设备的发展,PLC完善的功能设置,已经可以超越逻辑控制器的功能,PLC使用了分时多任务功能,可以进行并行的实时控制与操作。

  PLC是一种在工生产过程中的数字运算操作电子设备,它具有可编制程序,可以实现存储执行,逻辑运算,顺序运算的功能,通过显示设备模拟输入和输出,有效控制各种类型的机械或生产过程,编程控制器系统本身可以与工业制系统形成一个整体,方便扩展, PLC用于工业控制的计算机,主要元器件包括 CPU,I/O模块。

  可编程控制器特点:

  1.抗干扰能力,PLC采用大规模微电子集成电路,可以有效的抵抗外界干扰,优秀的PLC产品的平均无故障时间可高达30万小时,减少了停机检验的时间。

  2.编程控制器适用性强,随着工业化生产过程的自动化水平的提高,PLC的功能丰富多样,可以有效与工业控制设备进行匹配,设备本身的适用性逐步增强。

  (二)硬件设备的通用性强

  PLC的硬件具有标准化的特点,产品丰富,可以适用于各个生产过程的使用,硬件功能强,产品种类多,方便构建各种范围大小的控制系统。

  只要在PLC的终端上接入输入输出信号组件就可以构建一个PLC的控制系统。

  更改一个控制系统只需要使用编程器修改程序即可,根据输入输出组件和应用软件的不同,PLC硬件设备可以控制不同的选定目标。

  (三)自动化中的现场总线应用

  自动化生产中的现场总线是在数字化通信的测量控制设备,在自动化生产的现场使用,广泛应用于自动化制造业,现场总线使用专用处理器置入传统的测量控制器中,具有数字计算和数字通信能力,现场总线使用简单的双绞线作为通信介质,可以使多个测量控制器与计算机网络直接对等连接,自动化生产线的现场总线把分散的测量控制器变成网络探测节点,联机完成自动控制。

  如现场总线使自控系统与设备之间具有了互相通信实时分析的能力,经过连接网络系统, 可以在信息网络及时发现异常,使企业的自动化生产信息沟通更加便利。

  自动化系统结构使用现场总线技术是企业自动化生产的趋势,现场总线在进行设备数据交换,实时更新数据,显示信息等方面具方便灵活的特性。

  (四)自动化系统中的应用特点分析

  1.开放性是自动化系统具有的特点,现场总线系统具有公开性和开放性的特点,开放性的系统可以连接任何的设备和系统,以此保证设备运行正常,用户可以根据实际需求,组装不同的系统和设备进行工作。

  2.自动化系统具有可操作性和互用性,自动化系统设备之间构成了互相连接的设备和系统之间的数据沟通和传送,不同的生产设备可以实现设备之间相互代替和替换。

  3.自动化系统现场总线的智能性和功能自治性,现场总线通过传感设备,监控分析处理,分散在现场的设备,利用现场的设备可以能完成设备的自动控制,随时诊断系统和设备的运行状态。

  四、结语

  随着计算机科学技术的进步,工业自动化程度不断的提高,计算机控制技术在自动化生产线上的应用,将更加智能化。

  在计算机信息技术得到空前繁荣的同时,企业的自动化生产线更加优化,在现实应用中更加的便捷,这样将有效推动高效产品生产事务的发展,有效减少重复事务的工作量。

  计算机控制技术在自动化生产线上,重点强调通用性和灵活性的特点,有助于提高生产系统的生产效率,节约设计成本,提高运行质量。

  参考文献:

  [1]冯永利,杨文淑.改善数字随动系统过渡过程方法[J].光电工程,2003,(03)

  [2]高梅娟.基于DMC-PID 的串级温控系统设计[J].工业仪表与自动化装置,2005,(06)

  [3]刘兆妍,岳树盛.PID 控制研究与应用[J].河北理工学院学报,2002,(S1)

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