摘 要:基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的各種通信技術(shù)和應(yīng)用,已經(jīng)在人們的日常生活和工作中得到廣泛應(yīng)用。文中通過對計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中控制系統(tǒng)的簡介,闡述了常用計算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成和組件,對控制技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞:計算機(jī);控制技術(shù);網(wǎng)絡(luò)通信
中圖分類號:TP273.5
在計算機(jī)控制系統(tǒng)中,其主要通過各種輔助部件,實現(xiàn)應(yīng)用計算機(jī)與被控對象的控制,進(jìn)而實現(xiàn)控制的目的?,F(xiàn)在,計算機(jī)與被控對象之間的通信,以及不同部件之間的聯(lián)系,主要通過兩種方式,分別是有效和無線。而現(xiàn)在,在計算機(jī)硬件與軟件快速發(fā)展與普及的推動下,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)展,所能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也越來越大,對各種數(shù)據(jù)的傳輸效率不斷給提高。可以預(yù)測,在可見的將來,基于計算機(jī)通信技術(shù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會得到更大的發(fā)展。
1 基于計算機(jī)的控制系統(tǒng)
在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,計算機(jī)控制系統(tǒng)中包括了工業(yè)用計算機(jī)與各種工業(yè)對象。相較于普通控制系統(tǒng),基于計算機(jī)的控制系統(tǒng),包括了開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)?,F(xiàn)在,工業(yè)領(lǐng)域中主要采用閉環(huán)系統(tǒng),主要是由于該類控制系統(tǒng)為一種最基本的控制方式。根據(jù)常用的計算機(jī)控制系統(tǒng),其硬件主要包括了計算機(jī)、各種外設(shè)、輸入和輸出通道,以及各種工業(yè)操作臺等。具體如圖1中所示。根據(jù)控制系統(tǒng)所采用控制方式的不同,則可以將其劃分成:操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、計算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)以及分級計算機(jī)控制系統(tǒng)等。
2 基于計算機(jī)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊
在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信中,由于信息傳輸方向的不同,可以將該過程中所采用的通訊技術(shù)分為雙工通訊、半雙工通訊與單工通訊等幾種類型。顧名思義,雙工通訊就是通過比較復(fù)雜的通信結(jié)構(gòu)與線路,確保通訊雙方的信息都能夠向著兩個方向傳送;而半雙工通信則可以理解為信息雖然能夠在兩個方向傳輸,但是這種傳輸過程不是實時的,因為每次傳輸都只有單個方向的數(shù)據(jù)在傳輸;單工通信則更加簡單,就是只有一個固定方向的信息能夠被傳送。在實際的應(yīng)用環(huán)境中,遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信中所采用的通訊方式主要為半雙工方式,也就是人們常說的四線制傳輸方式,而在不同計算機(jī)之間的通信中,則主要采用單工通信方式,這樣,就可以在滿足各種實際要求的情況下,使得通信系統(tǒng)中所采用的線路能夠得到更大程度的簡化。
在基于計算機(jī)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)中,其硬件構(gòu)成根據(jù)不同的功能主要包括計算機(jī)終端、網(wǎng)絡(luò)主機(jī)、各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸線路等。在這些硬件設(shè)備中,計算機(jī)終端的作用主要為對各個企業(yè)用戶的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊量和信息規(guī)模等進(jìn)行控制;數(shù)據(jù)交換設(shè)備則可以實現(xiàn)對各種網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的分類、歸檔、處理與存儲等操作過程;在網(wǎng)絡(luò)主機(jī)中,則又可以具體分為微型計算機(jī)和小型計算機(jī),其中,我們常用的計算機(jī)可以作為微型計算機(jī)來使用;網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸線路又可以劃分成多種不同的線路,比如常見的電話線路、光纖線路以及微波線路等,在這些線路中,人們最常用的就是光纖線路,這主要是由于光纖的速度非常快。在整個網(wǎng)絡(luò)通訊鏈路中,計算機(jī)終端、主機(jī)等硬件設(shè)備,主要通過數(shù)據(jù)傳輸線路完成下路連接,而各種終端設(shè)備則需要通過數(shù)據(jù)交換設(shè)備來接入網(wǎng)絡(luò),接著,遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)各種計算機(jī)終端,則能夠通過實現(xiàn)制定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)終端的控制過程。
對于基于計算機(jī)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)中所采用的連接方式,根據(jù)現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,可以劃分為分支式、多路復(fù)用、集線式以及點(diǎn)到點(diǎn)等多種方式。在這幾種方式中,點(diǎn)到點(diǎn)方式最為常用,因為這種連接方式主要以計算機(jī)為核心,然后再通過各種傳輸線路和數(shù)據(jù)交換設(shè)備來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換與傳輸。
3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展方向
3.1 朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
在現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的雙重推動下,各種基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用,且應(yīng)用范圍和規(guī)模也在不斷擴(kuò)展,也給傳統(tǒng)回路控制系統(tǒng)中所展現(xiàn)出來的特性造成了根本性的變化,主要是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動下,逐漸形成了控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢,而這也是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成功應(yīng)用所帶來的必然結(jié)果?;诂F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可以將網(wǎng)絡(luò)中的各種接口連接到儀表單元,從而使得網(wǎng)絡(luò)化條件中的儀表單元具備了直接通訊的能力。
正是由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動,才使得網(wǎng)絡(luò)能夠逐步延伸和發(fā)展到各個控制系統(tǒng)的末端,然后在與原有控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基礎(chǔ)上,則可以實現(xiàn)從控制任務(wù)的最基底層,到實現(xiàn)整個調(diào)度工作的最高層之間的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與連接過程。對于整個控制系統(tǒng)中的各個儀表單元,其可以作為控制網(wǎng)絡(luò)中的最小實現(xiàn)環(huán)節(jié)來使用,而這些儀表單元的網(wǎng)絡(luò)化則是在對這些儀表單元的數(shù)字化的基礎(chǔ)上才完成的;在完成原有儀表單元的數(shù)字化之后,才能添加必要的網(wǎng)絡(luò)通訊單元,從而構(gòu)成完整的總線系統(tǒng)。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中,整個控制過程的實現(xiàn)與完成已經(jīng)不再僅僅通過傳統(tǒng)意義上的控制系統(tǒng)來執(zhí)行,而是通過各種儀表單元在對各自工作獨(dú)立完成的及基礎(chǔ)上,進(jìn)而通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)不同單元之間的信息交互,最終完成程序和應(yīng)用環(huán)境所賦予的各種控制任務(wù)。
3.2 朝著扁平化的方向發(fā)展
在各種功能不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,特別是在基于分布式的計算機(jī)控制系統(tǒng)中,整個控制系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)來劃分成不同的層次,進(jìn)而將計算機(jī)通過網(wǎng)路來連接??紤]到在網(wǎng)絡(luò)中所存在的不同層次之間的獨(dú)立性,信息在網(wǎng)絡(luò)交互過程中,將會受到計算機(jī)的影響,這也是信息或者數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)交互過程中,需要考慮的一些問題。同時,由于分布式控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)本身所體現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的封閉性,會給不同廠家產(chǎn)品的交互帶來影響。
4 結(jié)束語
基于現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的控制技術(shù)得到了飛速發(fā)展,各個領(lǐng)域?qū)刂葡到y(tǒng)所體現(xiàn)的控制技術(shù)水平的要求也逐漸提高,使得現(xiàn)有的控制技術(shù)水平朝著更高層次的方向發(fā)展。文中通過對計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中控制系統(tǒng)的簡介,闡述了常用計算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成和組件,對控制技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
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作者簡介:孫福成(1970.02-),男,副教授,1993年哈爾濱理工大學(xué)應(yīng)用物理專業(yè)畢業(yè),1994年到甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院任教,主要從事微機(jī)控制、PLC控制技術(shù)等課程的教學(xué)。
作者單位:甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅武威 733006