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1、计算机控制技术综述自动化1206班 张鹏程 0909122829 计算机控制技术是利用计算机知识在不同的行业领域进行自动化生产，近年来，随着国民经济的发展，计算机信息技术被应用到各行各业中，计算机技术也在科技信息技术迅速发展的背景下有了很大程度的提升。一 计算机控制系统概述计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。下图为自动控制系统原理框图二 计算机控制系统发展概况在生产过程控制中采用数字计算机的思想出现在20世纪50年代中期，TRW公司的开创性工作为计算机控制技术的发展奠定了基础，从此计
2、算机控制技术获得了迅速的发展。其发展过程分为以下四个阶段：1 开创时期（1955-1962）早期的计算机使用电子管。2 直接数字控制时期（1962-1967）计算机直接控制过程变量，完全取代了原来的模拟控制。3 小型计算机时期（1967-1972）出现了各种类型的适合工业控制的小型计算机。4 微型计算机时期（1972至今）微电子学的发展促进出现了各种计算机系统。三 计算机控制系统的工作原理从本质上看，计算机系统的工作原理可归纳为以下三个步骤：1 实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。2 实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控
3、制行为。3 实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。下图给出了典型的计算机控制系统原理框图四 计算机控制技术的应用及发展计算机控制技术在当今社会中应用十分广泛，尤其是在工农业生产中的应用，更是逐步提升优化，为企业节省了物资，人力，提高了工作效率，提升产品质量，节约成本，减少能源以及原材料的消耗。计算机控制技术以计算机技术为基础，用计算机数据系统代替传统操作系统，对一个生产设备的动向进行全程操控，是替代企业常规生产系统的一个新的发展方向。计算机控制系统改变了人们对自动化生产的认识，是企业生产中的一种革新。计算机控制技术在生产线上应用的现状 在传统的工业生产或者是资
4、源开发工作中都是以人力劳动为主。有些比较危险的工作，例如，石油、煤矿开采等安全隐患较大的工作，由于计算机信息技术的落后，无法实现自动化管理，常常导致意外事故的发生。随着科技的发展，企业的自动化生产设备逐步的更新，越来越多的工业生产逐渐减少原始劳动力。自动化生产中的最普遍最广泛采用的就是计算机总线技术。现场总线技术可以连接自动控制和机械设备，使自动化生产过程中的信息沟通更加的方便，是现代计算机技术控制自动化技术发展的主流。计算机技术依靠自身特有的灵活、通用的特点，很大程度上帮助自动化生产提高了工作效率，降低了企业的生产成本，提高了工业生产的质量。 计算机控制技术在生产线上的应用举例1在机器人自动
5、化冲压生产线上的应用在计算机技术比较发达，自动化管理技术应用比较普遍的今天，我们可以运用机器人下井采煤挖油等一些比较危险的工作，可以利用计算机技术对自动化装置设备进行全程监督和控制，利用总线技术对各个环节进行检测，对各个过程可能发生异常的环节进行有效的检测和预防。机器人自动化冲压生产线示意图如图所示。可以看出，机器人自动化冲压生产线是应用计算机技术控制自动化生产设备，很大程度减少了工人的身体负担，有效避免了由于疲劳而导致工伤的现象。【1】2 在采煤机制造方面的应用在采煤机上采用数控技术，如气割使用数字控制，对采煤机的滚筒和叶片下料采用程序控制，数控气割利用程序控制技术，这些数控的采用使采煤机的
6、生产效率提高很多。切削加工采用程序控制技术。采用数控技术的采煤机安全性提高，操作工作变得舒适，作业精度和作业效率也有很大程度的提高。采用数控系统的煤炭机械具有的功能（1）工作状态时可以进行状态监测、异常报警、自诊断报警功能。对煤矿开采机械的电动机部分、传动部分、工作装置以及其它辅助系统的运行情况进行实时监控，如果有故障则能定位故障发生的部位，对操作员当前的工作环境进行预警，从而使操作员在更安全的状态下工作，设备的使用期能够延长。数控装置采用PLC 控制，在各项功能的检测和控制方面更加智能化。（2） 采用数控系统能够节约能源，在井下作业时要用到很多机械设备，其中包括胶带输送机、通风机、提升机等，
7、数控技术应用到这些设备上，仅电能一项就能节约30%，降低生产过程中的成本，也提高了采煤的效率。（3） 依靠数控技术，采煤机械的控制系统智能化程度提高，能够替代很大一部分劳动强度，同时也避免了操作者的工作失误，提高了生产的准确度。【2】3 在热控系统中的应用为了提高电阻炉温度控制系统的控制精度和动态性能，有基于DSP 的电阻炉温度模糊控制系统设计方法， 该系统采用TMS320LF2407ADSP 为微处理器， 利用温度传感器AD590 采集数据， 经过模糊控制算法处理控制PWM 输出占空比，实现电阻炉温度的调功控制，该系统具有较高的稳态精度、较快的动态响应速度。以单片机AT89C51 为系统核心
8、部件对电阻炉温进行控制， 将模糊控制系统应用于电阻炉温的监控中，打破了传统的控制方法，使控制系统更加简捷、更容易控制，为电阻炉加热系统提供了另外一条更好的思路； 并利用模糊控制技术实现了电阻炉温度控制，仿真表明其比常规的PID 控制优越；采用固态继电器作为温控元件，以单片机作为模糊控制器， 应用二维的模糊控制算法能对温度的变化趋势有一定的预测性， 缩短响应时间、减小超调量、减轻温度控制过程中的惯性。【3】4 PLC 在中央空调系统控制中的应用早期中央空调机组电气控制系统多为继电器接触器组成的复杂系统, 这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷, 几乎无数据处理和通信功能, 用户操作也必须专
9、人负责。而PLC 连线简单、控制速度快、精度高、可靠性和可维护性好、安装维修和改造方便。将其应用到中央空调机组电气控制系统可实现智能化控制。还有正在发展中的计算机控制技术在垃圾焚烧过程中的应用等。计算机控制技术存在问题及发展方向在科技发展过程中，自动化生产设备不断更新，有效减少了员工的身体负担，增加了企业的生产效率，工业化程度不断提高。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，增加了安全性，提高了产品质量，有效减少了能源和原材料地消耗，企业在通过提高自动化技术水平的同时，生产方式和产业结构相应调整，对企业集约化发展提供了便利。计算机控制系统是
10、工业化生产过程中工业自动化发展的需要，现代企业的产品成长工艺日趋复杂，技术含量不断提高，对产品质量要求高，这些条件无形之间又推进了计算机控制系统的自动化程度的发展。 在现阶段，计算机技术的提高和改进影响并带动了自动化控制技术发展与进步。在社会不断发展和进步的前提下，在越来越高的控制要求下，计算机自动化技术的发展不断地趋向于深度和广度。一方面，计算机自动化技术不断的趋向于智能化，计算机控制技术可以模仿人类的一些感觉，如触觉、听觉等，还可以模仿人类的知觉能力，即是根据一件物体的某个具体的特征推测出该物体的其他特征，或者从整体感知该物体。另一方面，计算机控制技术和自动化管理技术开始向着不同方向的领域
11、发展，逐渐被应用到各大系统工程中，向着管理工作和技术工作的一体化的方向发展。在传统的计算机控制自动化工作中，往往是局部自动化管理。现阶段，各大工厂生产中已经开始形成生产全程自动化管理，综合控制生产局面。【4】目前, 计算机控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。具体有以下几个方面: (1) 以工业PC 为基础的低成本工业控制自动化将成为主流 (2) PLC 在向微型化、网络化、PC 化和开放性方向发展 (3) 面向测控管一体化设计的DCS 集散控制系统DCS系统 (4) 仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展 (5) 数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展 (6)
12、工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展 (7) 工业控制软件正向先进控制方向发展 (8) 控制系统正在向现场总线方向发展综上可知，在未来的发展中，计算机控制技术在自动化生产中的应用将趋向于全面化、智能化的方向发展。随着社会生产力的不断提高，各生产行业不断发展，计算机控制技术将带动自动化生产技术向着更深更广的领域发展。参考文献：【1】 马元琳 计算机控制技术在自动化生产线上的应用 自动化与仪器仪表2013年第5期 【2】 湛年远 数控技术在采煤生产中的应用 煤炭技术 2013 年10 月第32 卷第10 期【3】 黎林 胡勇 计算机控制技术在热处理温控中的应用 热加工工艺 2013 年1 月第42 卷第2 期【4】 戴冠秀 刘太湖 浅谈现代计算机控制系统中的理论及应用 淮北职业技术学院学报 2005 年12 月 第4 卷第4 期
