徐文祥，李金良，楊焱，顧萍萍，楊永龍

（江蘇火禾信息技術(shù)有限公司，江蘇 南京210046）

0 引言

隨著改革開(kāi)放的不斷深入，我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)都取得了顯著進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)成果豐碩。在這種背景下，工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢(shì)有了新變化，生產(chǎn)也有了更高的要求。過(guò)去工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)趧?dòng)力是工人，但現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的主要?jiǎng)趧?dòng)力已由大機(jī)器代替，大機(jī)器生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)效率的提高，降低了工人的工作強(qiáng)度。在大機(jī)器生產(chǎn)的不斷發(fā)展和進(jìn)步下，自動(dòng)化控制成為了新的研究方向，跨區(qū)域的多元控制也是其中的研究要點(diǎn)之一[1]。本文通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與地理信息技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，探討其在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要作用。

1 在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的作用簡(jiǎn)述

在信息時(shí)代的背景下，第四次工業(yè)革命的到來(lái)使得工業(yè)生產(chǎn)逐漸朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)變得更加的高效和快捷，它對(duì)于降低工業(yè)生產(chǎn)工作強(qiáng)度有著積極的作用。具體說(shuō)來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，促使更多的行業(yè)和領(lǐng)域與計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了融合，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠完善工業(yè)生產(chǎn)的管理制度，形成一套系統(tǒng)的、科學(xué)的、高效的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，借助地理信息技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的流程監(jiān)控，從而為工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化奠定較好的基礎(chǔ)，這也是現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的主要研究?jī)?nèi)容和研究方向。研究這一論題不僅僅是生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)下的要求，也是各行業(yè)和企業(yè)提高自身競(jìng)爭(zhēng)力，提高工作效率，占據(jù)更多更有利的市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化目標(biāo)的有利措施。因此，企業(yè)必須認(rèn)識(shí)到只有將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與地理信息技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的作用，更加主動(dòng)的學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用的具體內(nèi)容，采取相關(guān)措施來(lái)推動(dòng)這一技術(shù)的應(yīng)用，才能夠真正的促進(jìn)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和管理的自動(dòng)化、智能化、現(xiàn)代化、高效化和便捷化[2]。

2 工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的概念

對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的概念進(jìn)行了解和認(rèn)識(shí)，可以更好的幫助管理者應(yīng)用和掌控這一技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)就是指將各種設(shè)備和儀表進(jìn)行綜合運(yùn)用的技術(shù)，詳細(xì)來(lái)講就是指將電子設(shè)備、儀器儀表與計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力、計(jì)算機(jī)中心的控制能力等有機(jī)結(jié)合，形成的綜合運(yùn)用技術(shù)。使用工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)整和管理，通過(guò)使用工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)能夠有效地減少工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，提高工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)量、質(zhì)量和效率。同時(shí)，將地理信息技術(shù)與工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合，可以對(duì)不同生產(chǎn)區(qū)域、生產(chǎn)流程有效控制，進(jìn)而幫助企業(yè)減少浪費(fèi)、節(jié)約資源、降低能耗、增加產(chǎn)出收益[3]。

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)眾多，技術(shù)復(fù)雜，涉及到的層面和內(nèi)容相當(dāng)多樣。工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)涉及到的內(nèi)容包括煤油石化、制藥采礦、發(fā)電冶金等。工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)涉及到的過(guò)程可以分成三個(gè)部分，一是軟件技術(shù)；二是硬件技術(shù)；三是系統(tǒng)性技術(shù)。

軟件技術(shù)也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的軟件進(jìn)行優(yōu)化、控制和管理；硬件技術(shù)是計(jì)算機(jī)對(duì)變送器、執(zhí)行器以及輔助設(shè)備的優(yōu)化、管理和控制；系統(tǒng)性技術(shù)則包括了軟件集成技術(shù)、硬件集成技術(shù)以及硬件和軟件集成技術(shù)等，應(yīng)用地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域管理即是硬件和軟件集成技術(shù)的一種。所以在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中合理的使用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是非常的必要的。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的目標(biāo)，讓工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)能對(duì)控制器進(jìn)行合理的配置。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制算法的主要目的是為工業(yè)設(shè)備按照指定的命令完成相應(yīng)動(dòng)作提供策略。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，需要與各種輔助設(shè)備和控制對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的溝通，這種數(shù)據(jù)溝通叫做數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信按照通信的方式可以分成兩種，一種叫做有線數(shù)據(jù)通信，另一種叫做無(wú)線數(shù)據(jù)通信[4]。運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的目標(biāo)也有兩個(gè)，一個(gè)是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)對(duì)控制對(duì)象的操作過(guò)程和運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)控，在遇到問(wèn)題時(shí)以便進(jìn)行更快速的調(diào)整；另一個(gè)是對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制，幫助控制對(duì)象更加高效的、智能的、自動(dòng)的進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)效率的最優(yōu)化和最大化。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用及作用分析

3.1 DCS

DCS是集散控制系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)稱，這一系統(tǒng)受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響最為明顯，當(dāng)計(jì)算機(jī)做出指令時(shí)，集散控制系統(tǒng)能夠快速的做出反應(yīng)。集散控制系統(tǒng)主要是維護(hù)、改造和管理工業(yè)自動(dòng)化的一種控制系統(tǒng)。伴隨著我國(guó)科技水平的不斷進(jìn)步，集散控制系統(tǒng)的研制也更加的深入，集散控制系統(tǒng)的生產(chǎn)速度也越來(lái)越快。所以在市場(chǎng)上，集散控制系統(tǒng)的種類十分的豐富，而且產(chǎn)品的技術(shù)水平與國(guó)際一流水平的差距很小。集散控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，給我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的完善和發(fā)展帶來(lái)了挑戰(zhàn)，創(chuàng)造了發(fā)展的機(jī)遇。當(dāng)前中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也進(jìn)入新時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展，在這種時(shí)代的條件下，集散控制系統(tǒng)對(duì)PLC、工業(yè)PC、NC以及各種調(diào)節(jié)器都進(jìn)行了集成，不斷的實(shí)現(xiàn)著工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的系統(tǒng)性、創(chuàng)新性以及現(xiàn)代性目標(biāo)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)不斷的向著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

3.2 PLC

PLC是可編程控制系統(tǒng)中比較常見(jiàn)的一種，其主要作用是通過(guò)運(yùn)算、控制和記錄等指令，以發(fā)送數(shù)值信號(hào)或者是模擬量形式對(duì)工業(yè)控制中的存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行控制管理的過(guò)程[5]。現(xiàn)階段該技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)相比其應(yīng)用的范圍和領(lǐng)域更加的廣泛，由于信號(hào)傳輸更穩(wěn)定，對(duì)于干擾的防御能力更強(qiáng)，對(duì)操作步驟的一系列更簡(jiǎn)化，使得它在操作方面也變得更加的便捷和簡(jiǎn)單，操作人員更容易上手，在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境當(dāng)中采取PLC更為方便。在工業(yè)環(huán)境當(dāng)中主要采取更加直觀、形象的程序在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作，出現(xiàn)問(wèn)題便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行調(diào)整。這一系統(tǒng)的功能性很強(qiáng)，響應(yīng)速度快，所能控制的儲(chǔ)存容量更多，加之網(wǎng)絡(luò)化的功能，越來(lái)越受到工業(yè)環(huán)境下工作人員的喜愛(ài)，應(yīng)用的領(lǐng)域也更加的廣泛。此外，該系統(tǒng)在同時(shí)運(yùn)行多種編程語(yǔ)言的情況下依然穩(wěn)定，持續(xù)革新該技術(shù)對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)有著重要的意義和作用。

3.3 FCS

FCS又叫做現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，主要作用是抵抗外界信號(hào)對(duì)于指令信號(hào)的干擾，對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展和總線的布置和安裝、費(fèi)用的投資等等都具有不可替代的作用[6]。FCS系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中比較常見(jiàn)的一種應(yīng)用方式，與其它的系統(tǒng)比較其主要優(yōu)勢(shì)在于硬件和軟件的互換更新，開(kāi)放性較強(qiáng)。這一系統(tǒng)的安裝成本比較低，性價(jià)比比較高，安裝步驟簡(jiǎn)單，維護(hù)也比較方便，所以受到了工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)操作人員的廣泛關(guān)注。

3.4 傳感器

現(xiàn)代信息技術(shù)有三大主要基礎(chǔ)，分別是計(jì)算機(jī)、通信和傳感技術(shù)。在傳感技術(shù)的不斷發(fā)展下，市面上出現(xiàn)了各種各樣的傳感器，傳感器由于其傳輸速度快、傳輸功能豐富、傳輸容量大、傳輸平衡等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中。改革開(kāi)放以后，傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域就已經(jīng)十分廣泛了，這是因?yàn)閭鞲衅鞯乃綄?duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制水平的高低具有非常明顯的影響，可能會(huì)關(guān)系到工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)是否能夠正常的運(yùn)行。傳感器作為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的一種應(yīng)用方式，為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化、科學(xué)化、智能化、高效化、合理化發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。傳感器的各種優(yōu)點(diǎn)也造就了現(xiàn)階段傳感器的地位很難被取代[7-10]。

將傳感器技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)與地理信息技術(shù)結(jié)合，可以精準(zhǔn)的跨區(qū)域控制儀器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)流程過(guò)程中每一環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率與搭配處于可控范圍，進(jìn)而為減小生產(chǎn)成本，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率做出貢獻(xiàn)。

4 結(jié)論

綜上所述，我國(guó)的現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，自動(dòng)化技術(shù)取得顯著成就，與此同時(shí)我國(guó)的科學(xué)技術(shù)也在不斷的發(fā)展和革新，尤其是在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)領(lǐng)域。地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展給人們帶來(lái)了新的生活方式，也給社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化當(dāng)中合理的應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與地理信息技術(shù)能夠有效地構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，從而減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)，提高工業(yè)生產(chǎn)效率。通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)引導(dǎo)下的產(chǎn)品質(zhì)量也更加優(yōu)質(zhì)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行也有著積極的作用。