淺談計算機(jī)在自動控制中的應(yīng)用

【摘 要】計算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)的有機(jī)融合，有力推動了我國各行各業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，當(dāng)代設(shè)備的發(fā)展逐漸呈現(xiàn)出自動化與智能化趨勢，設(shè)備自動化控制已成為當(dāng)下行業(yè)發(fā)展的首要條件。本文針對我國自動化控制設(shè)備的可靠性進(jìn)行討論，并通過進(jìn)行可靠性探究而測試自動化控制設(shè)備的質(zhì)量和性能，為自動化控制設(shè)備的進(jìn)一步完善提供參考性意見。

【關(guān)鍵詞】計算機(jī) 自動控制 設(shè)備可靠性

一、計算機(jī)自動控制的原理及特點

（一）計算機(jī)自動控制的原理

所謂的計算機(jī)自動控制是指在傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)上，對單一輸入和輸出等線性常數(shù)等內(nèi)容進(jìn)行分析。對于一個比較復(fù)雜的對象來說，要想實現(xiàn)對其控制首先要設(shè)定與被控對象的關(guān)聯(lián)方式，這個關(guān)聯(lián)方式就是自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)中最重要的物理量是被控對象的輸出量，對于控制對象來說，則有反饋裝置來進(jìn)行信息反饋?？刂蒲b置是根據(jù)反饋裝置提供的信息來調(diào)整控制量的輸出，保證控制的準(zhǔn)確度。如圖1：

（二）計算機(jī)自動控制的特點

隨著信息時代的到來，自動控制無論是對于工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活，都具有重要的創(chuàng)新意義。計算機(jī)能夠同時儲存大量的數(shù)據(jù)并且快速處理數(shù)據(jù)，因此在設(shè)備自動化和智能化發(fā)展的過程中，利用計算機(jī)來代替人工控制是非常正確的選擇。計算機(jī)控制有著明顯的優(yōu)勢，首先計算機(jī)控制不存在固定的模式和規(guī)律，具有較強(qiáng)的多樣性，其次計算機(jī)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的控制，還能夠通過實時信息進(jìn)行優(yōu)質(zhì)管理，進(jìn)一步提高了工作效率；再者計算機(jī)控制能夠節(jié)約管理成本，并且提高經(jīng)濟(jì)收益；最后一點就是計算機(jī)能夠靈活的根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場的工作狀態(tài)，靈活調(diào)整設(shè)備的工作參數(shù)，最大程度的保證設(shè)備能夠處于設(shè)備處于最佳的工作狀態(tài)。

二、計算機(jī)自動控制的意義

設(shè)備裝置的進(jìn)步，有力促進(jìn)了我國諸多行業(yè)的發(fā)展，在當(dāng)代設(shè)備日漸智能化和系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢下，自動化控制設(shè)備的可靠性成為設(shè)備生產(chǎn)商和用戶最為關(guān)注的問題。由于電子自動化控制設(shè)備在實際應(yīng)用中面臨多樣性的工作環(huán)境，因此控制設(shè)備必須具備一定程度的可靠性。就自動化控制設(shè)備中的自動控制開關(guān)分析，由于開關(guān)通常被用于車載和軍事，因此開關(guān)在工作中必定會面臨高濕度，低溫以及撞擊等問題的考驗，為保障自動化控制設(shè)備的正常運行，開關(guān)必須具備高水平的可靠性。自動化控制設(shè)備在過程中，由于無法開展設(shè)備的深度檢修，只能進(jìn)行簡要的部件維護(hù)，因此提高設(shè)備的可靠性是十分必要的。廣泛被人們認(rèn)知的設(shè)備可靠性是指在設(shè)備在規(guī)定工作環(huán)境中穩(wěn)定工作，并且工作時間復(fù)合設(shè)備的規(guī)定時間。設(shè)備運行過程中，由于設(shè)備故障的出現(xiàn)是隨機(jī)的，因此設(shè)備的可靠性具體表現(xiàn)為設(shè)備中的設(shè)備單元或部件發(fā)生故障的概率，故障發(fā)生概率小，則表明自動化控制設(shè)備具有良好的可靠性。設(shè)備自動化以及智能化發(fā)展，離不開現(xiàn)代電子以及信息處理技術(shù)。計算機(jī)作為現(xiàn)代信息技術(shù)處理的核心工具，其在自動控制領(lǐng)域中的應(yīng)用質(zhì)量直接決定著設(shè)備自動控制的效率，因此強(qiáng)化計算機(jī)在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用效率，將保證我國設(shè)備自動控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

三、計算機(jī)控制系統(tǒng)具體應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)挖掘及處理

現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，有效豐富了數(shù)據(jù)資源，而伴隨著數(shù)據(jù)種類與數(shù)量的增長，科學(xué)有效的數(shù)據(jù)處理手段成為當(dāng)下社會關(guān)注的焦點。伴隨著現(xiàn)代生產(chǎn)物料的建設(shè)與發(fā)展，信息化逐漸成為生產(chǎn)物料發(fā)展的主流，而數(shù)據(jù)量的大量增加在為生產(chǎn)物料提供更為豐富資源的同時，也帶來了更多的無效信息，無效數(shù)據(jù)的積累與增加減緩了生產(chǎn)物料的數(shù)據(jù)處理速度，也降低了數(shù)據(jù)檢索的效率，加之生產(chǎn)物料信息智能化發(fā)展中的數(shù)據(jù)處理技術(shù)尚未成熟，造成生產(chǎn)物料無法對無效信息進(jìn)行及時處理，使得生產(chǎn)物料信息智能化發(fā)展嚴(yán)重滯后。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的開發(fā)為生產(chǎn)物料信息智能化中的數(shù)據(jù)處理問題提供了有效解決方案。

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是指通過對模糊信息及邊沿信息的數(shù)據(jù)內(nèi)容加以挖掘，使內(nèi)容中隱含的數(shù)據(jù)得以展現(xiàn)，并通過在隱含數(shù)據(jù)之間建立合理的數(shù)據(jù)關(guān)系，總結(jié)出數(shù)據(jù)所表達(dá)深層內(nèi)容。目前數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的主要工具有三中類型，其中一種是以分析一般數(shù)據(jù)為目的的軟件包，還有一種就是針對特定功能而研發(fā)的軟件，再者就是比較高級的大型數(shù)據(jù)分析軟件，因為生產(chǎn)物料的資源不計其數(shù)，信息量比較龐大。采用單獨的某種工具都無法更好的實現(xiàn)對數(shù)據(jù)挖掘的充分利用，實際應(yīng)用的壓力會迫使技術(shù)人員開始研發(fā)高效的應(yīng)用軟件，高效的軟件研究方向?qū)⑾蛑谢?、智能化及操作簡單化的方向發(fā)展。

（二）監(jiān)控系統(tǒng)

電子計算機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是監(jiān)控系統(tǒng)的第二個發(fā)展階段?，F(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模越來越大，對電能質(zhì)量及供電可靠性的要求越來越高，由于能源緊張，人們對系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性也越來越重視。全面解決這些問題，就需要對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的分析和計算。監(jiān)控系統(tǒng)需要裝備類似人的“大腦”的設(shè)備，這就是電子計算機(jī)。比如銀行監(jiān)控系統(tǒng)（圖2）：之前的發(fā)展階段都是監(jiān)控系統(tǒng)在個別領(lǐng)域比如電力行業(yè)的應(yīng)用。監(jiān)控系統(tǒng)的第一個發(fā)展階段，是遠(yuǎn)動技術(shù)的采用。安裝于各個車間的遠(yuǎn)動裝置，采集各車間的負(fù)荷情況，各線路電流，電壓，功率等實時數(shù)據(jù)，以及各開關(guān)的實時狀態(tài)，然后通過控制電纜傳給調(diào)度中心并直接顯示在調(diào)度臺的儀表和模擬屏上。調(diào)度員可以隨時看到這些運行參數(shù)和全系統(tǒng)運行方式，還可以立刻“看到”開關(guān)等設(shè)備的事故跳閘（模擬屏上相應(yīng)的圖形閃光）。調(diào)度中心可以有效地對全廠供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)進(jìn)行實時的監(jiān)控。調(diào)度員還可以在調(diào)度中心直接對某些開關(guān)進(jìn)行投入和切除的操作。這種布線邏輯式的裝置的采用，使變電站的監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)遙測，遙信，遙控的功能。

再比如公路監(jiān)控系統(tǒng)，公路監(jiān)控系統(tǒng)是計算機(jī)在自動控制領(lǐng)域應(yīng)用很具有代表性的例子。比如隧道中的車道指示器、信號燈及限速指示信息等，保證隧道中的交通車輛能夠根據(jù)交通狀況進(jìn)行及時的調(diào)整。具體比如可以通過交通行車數(shù)量來進(jìn)行適當(dāng)?shù)南匏俅胧┫拗仆ㄐ熊囕v的行使速度，如果隧道中的能見度較低或者是有毒氣體含量超標(biāo)等，要采用暫時封閉隧道。隧道內(nèi)車輛通行情況及限速信息等都是通過PLC技術(shù)來實現(xiàn)，交通信號燈的信息顯示通過PLC內(nèi)定程序來控制輸出繼電器來實現(xiàn)，限速、隧道內(nèi)天氣情況通過PLC的串行通訊接口輸出來實現(xiàn)控制。隧道內(nèi)安裝的車輛通行情況檢測其比如車速、車流量及車道占用率等，都是利用PLC技術(shù)中擴(kuò)展串行通訊結(jié)構(gòu)來采集，先存入PLC的內(nèi)置存儲器中，然后再上傳控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。隧道內(nèi)的通風(fēng)情況是行車環(huán)境的重要內(nèi)容，目前通過在隧道內(nèi)設(shè)置風(fēng)速儀來檢測隧道內(nèi)的通風(fēng)情況。如果高速公路隧道設(shè)立在海拔較高的地區(qū)，還要配備一氧化碳濃度檢測儀和能見度檢測儀，通風(fēng)控制系統(tǒng)在對這些環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的檢測和采集后，針對性的控制隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，以此來實現(xiàn)各項空氣指標(biāo)符合行車所需的各項指標(biāo)。采用通風(fēng)控制系統(tǒng)不僅能夠有效的保證隧道內(nèi)的車輛通行安全，還能提高能源的利用效率，符合我國科學(xué)發(fā)展觀的要求。隧道內(nèi)部各項環(huán)境數(shù)據(jù)的采集都是通過PLC技術(shù)中模擬量輸入模塊來實現(xiàn)，風(fēng)機(jī)的開關(guān)則由PLC技術(shù)中開關(guān)輸出模塊程序控制繼電器來完成。

四、總結(jié)語

伴隨著我國各行各業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，提高自動化控制設(shè)備的可靠性勢在必行，基于當(dāng)下我國設(shè)備生產(chǎn)的現(xiàn)狀，找出設(shè)備設(shè)計與生產(chǎn)中的短板十分重要，通過查明影響設(shè)備質(zhì)量的主要因素并加以處理，不僅能夠有效提升設(shè)備的生產(chǎn)效率，又會有力帶動我國自動化設(shè)備的發(fā)展。科學(xué)測試自動化控制設(shè)備的可靠性，為我國設(shè)備的生產(chǎn)提供了有效參考，也成為生產(chǎn)過程中的重要組成部分。計算機(jī)控制系統(tǒng)的進(jìn)步，有力的推動了我國自動化控制領(lǐng)域的發(fā)展，目前以計算機(jī)控制為核心的智能化控制系統(tǒng)還在不斷的創(chuàng)新更替中，我們要基于現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)驗和水平，不斷提高我國計算機(jī)控制系統(tǒng)的科技含量，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)創(chuàng)造更大的價值。

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