摘 ?要:隨著科學技術的快速發(fā)展,計算機應用技術被應用到各個領域,包括國防、航空航天、工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)學等行業(yè),不僅提高了生產(chǎn)效率,也促進了企事業(yè)單位的快速發(fā)展。本文主要闡述了計算機技術在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中的應用。
關鍵詞:計算機應用;工業(yè);自動控制
自從工業(yè)技術革命以來,工業(yè)生產(chǎn)技術得到了快速發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)過程中自動化系統(tǒng)的發(fā)展受到了人們的廣泛關注,計算機技術在自動化系統(tǒng)中的應用,取得了非常明顯的效果。當前,它已經(jīng)成為了工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的工具。
“計算機控制系統(tǒng)”綜合了計算機、自動控制理論和自動化儀表等項技術,并將這些先進技術集成起來應用于工業(yè)生產(chǎn)過程。計算機控制系統(tǒng)是自動控制技術和計算機技術相結合的產(chǎn)物,利用計算機來實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的系統(tǒng),它由控制計算機本體和受控對象兩大部分組成。
一、計算機控制技術的發(fā)展
計算機控制技術的思想始于上世紀五十年代中期,美國TRW航空公司與美國德克薩斯州的一個煉油廠合作,進行計算機控制的研究,他們設計出了一個利用計算機控制實現(xiàn)反應器供料最佳分配,根據(jù)催化劑活性測量結果來控制熱水的流量以及確定最優(yōu)循環(huán)的系統(tǒng)。這項具有跨時代意義的工作為計算機控制技術的發(fā)展奠定了基礎,從此,計算機控制技術迅速發(fā)展,并被各行各業(yè)廣泛應用。
伴隨著計算機技術的飛速發(fā)展,計算機控制技術也緊隨其后,迅猛的發(fā)展起來,其發(fā)展過程大致可以分為四個階段:(1)開創(chuàng)時期(2)直接數(shù)字控制時期(3)小型計算機時期(4)微型計算機時期。如今計算機控制技術的發(fā)展又多了許多新的方向:計算機控制的網(wǎng)絡化;計算機控制的集成化;計算機控制的智能化;計算機控制技術的標準化。
二、計算機控制技術的應用領域
(1)計算機控制技術在工業(yè)領域的應用:計算機控制技術在工業(yè)上的發(fā)展有幾個階段:最初能實現(xiàn)如信息處理、數(shù)據(jù)采集、過程控制、在線優(yōu)化、甚至實時調度、生產(chǎn)計劃等操作控制功能;到能滿足如非線性、時變動態(tài)特性等要求的遞階控制;再到基于微處理器的分散控制;再到過程診斷技術,目前主要應用于電力和化工工業(yè);然后到廣泛地用于產(chǎn)品質量檢測與控制等方面的傳感器開發(fā)及高級控制技術;現(xiàn)在,美國、日本及其它工業(yè)發(fā)達的國家正投入大量的人力、物力和財力致力于機器人的研制與開發(fā)。這些機器人主要應用于制造行業(yè),也將在過程工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。今后,社會將面臨新的研究課題,制造系統(tǒng)和專家系統(tǒng)。(2)計算機控制技術在醫(yī)學領域的應用:根據(jù)我國現(xiàn)狀,中藥生產(chǎn)企業(yè),一般把綜合間歇控制系統(tǒng)分成兩部分來搞,即生產(chǎn)管理部分和實時控制部分。(3)計算機控制技術在農業(yè)領域的應用:智能溫室大棚中利用計算機進行遠程監(jiān)控和操作,還可設計自動控制無人管理溫室大棚。根據(jù)遠程傳感器搜集來的溫度、濕度、光照等模擬信息,經(jīng)輸入通道進行AD轉換,傳入計算機,計算機既可以利用這些數(shù)據(jù)進行監(jiān)控,同時又可以利用這些數(shù)據(jù)對大棚進行控制,進行加濕、加溫、增加光照等控制,從而實現(xiàn)溫室大棚的自動化智能控制。(4)計算機控制技術在航空領域的應用:近幾年來,從我國載人航天技術成功以來,航空航天技術已經(jīng)得到越來越多的國人關注,一個又一個矚目成績的取得離不開自動化控制技術的發(fā)展,而這其中計算機控制技術又占據(jù)著重要的位置。
三、工業(yè)計算機控制技術的發(fā)展趨勢
(1)工業(yè)計算機控制技術的網(wǎng)絡化。將控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化,使控制作用的實現(xiàn)不再局限于傳統(tǒng)意義上的控制系統(tǒng),而是由各種儀表單元分別獨立完成各自的工作,然后再通過網(wǎng)絡進行彼此間的信息交換和組織,并相互協(xié)作,最終實現(xiàn)預定完成的控制任務。這種近似于模塊化的思想,可以使各部分獨立工作,不產(chǎn)生干擾,有可以根據(jù)需要增減控制網(wǎng)絡中的個體,大大增強了系統(tǒng)的實用性。(2)工業(yè)計算機控制技術的集成化。計算機集成制造系統(tǒng)將成為21世紀占主導地位的新型生產(chǎn)方式,世界上很多國家包括我國都已經(jīng)把發(fā)展計算機控制技術作為本國制造工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,并制定了許多由政府或工業(yè)界支持的計劃,用以推動計算機集成制造系統(tǒng)的開發(fā)與應用。計算機控制系統(tǒng)的集成化也已經(jīng)成為當今計算機控制技術的又一發(fā)展趨勢。(3)工業(yè)計算機控制技術的智能化。目前的典型智能控制方法有:模糊控制、專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制等。模糊控制繞過了對象的不確定性、不精確性、噪聲、非線性、時變性以及時滯性等影響,實現(xiàn)簡單,適應面廣。(4)工業(yè)計算機控制技術的標準化。任何技術的發(fā)展最終都會趨向于標準化,計算機控制技術也不例外,將計算機控制技術標準化,可大大促進計算機控制技術的發(fā)展。目前國際公認的標準尚未建立,但已有很多廠商愿意采用一些通用性較強的產(chǎn)品,相信不久的將來,計算機控制技術必將建立一套國際化通用標準。
綜上所述,計算機控制在工業(yè)系統(tǒng)中的應用已取得了可喜的進展,而且隨著計算機技術的繼續(xù)發(fā)展,系統(tǒng)和控制理論與實踐的不斷深化,將得到進一步完善和發(fā)展,并為提高生產(chǎn)設備性能、產(chǎn)品質量,稀有資源的有效利用發(fā)揮更大的作用。
參考文獻:
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[2] 《計算機控制原理與應用》陳炳和ISBN:978-7-81124-167-9
作者簡介:趙瓊(1984-),女,江西萍鄉(xiāng)人,工學學士,助教,研究方向:計算機應用技術。