計(jì)算機(jī)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用

朱榮峰 周健

摘要：伴隨現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)手段的不斷更新與快速發(fā)展，其在自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)了越發(fā)廣泛的應(yīng)用。近期，較多大規(guī)模企業(yè)單位投入了現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)施系統(tǒng)以及生產(chǎn)線，逐步實(shí)現(xiàn)了企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)管理目標(biāo)。然而其自動(dòng)化控制水平以及信息獲取能力仍有待進(jìn)一步的優(yōu)化完善。該文基于計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制體系基礎(chǔ)特征探討了其自動(dòng)控制中的實(shí)踐應(yīng)用。對(duì)激發(fā)其核心功能價(jià)值，全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制管理目標(biāo)，提升行業(yè)競爭力，有重要的實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；自動(dòng)控制；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）28-6699-02

當(dāng)前，自動(dòng)化控制手段在各企業(yè)單位實(shí)踐生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展中實(shí)現(xiàn)了更加廣泛的應(yīng)用，其逐步成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)建設(shè)發(fā)展的主體方向。在較多新興學(xué)科系統(tǒng)之中，自動(dòng)化控制手段則成為一項(xiàng)必備條件。例如，航空航天導(dǎo)彈制導(dǎo)、控制火器等等。另外制造生產(chǎn)重要儀器等領(lǐng)域之中，自動(dòng)化計(jì)算機(jī)控制手段也發(fā)揮了極為重要的作用。計(jì)算機(jī)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用，可顯著提升工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐效率，體現(xiàn)良好的可靠安全性，并創(chuàng)設(shè)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

1 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制體系狀況

1.1 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制體系特征

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自身具備較強(qiáng)的信息數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力以及邏輯判斷能力，在自動(dòng)控制中進(jìn)行應(yīng)用可激發(fā)其內(nèi)在的優(yōu)勢功能價(jià)值，可謂工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的較大飛躍，合理解決了實(shí)踐生產(chǎn)過程中應(yīng)用常規(guī)控制手法不能應(yīng)對(duì)的問題。具體來講，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制體系呈現(xiàn)出了四類基礎(chǔ)特征。一類為基于體系設(shè)計(jì)規(guī)劃特征而體現(xiàn)出來的控制規(guī)律豐富多樣、十分靈活且可便利的進(jìn)行改動(dòng)的特點(diǎn)。另一類特征在于，設(shè)計(jì)規(guī)劃以及應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制體系階段中，同企業(yè)實(shí)踐管理與生產(chǎn)有效融合，進(jìn)而使工作自動(dòng)化水平不斷提高。第三類特征在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)依照指令運(yùn)行更加方便，可以較低的成本投入取得豐富的回報(bào)，且工作效率水平較高。另外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全面優(yōu)化進(jìn)一步促進(jìn)了工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)控制與全面發(fā)展。

1.2 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制體系的優(yōu)質(zhì)運(yùn)行離不開性能可靠、構(gòu)造合理、搭配適宜的整體結(jié)構(gòu)。一般來講，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制體系涵蓋具體的控制對(duì)象、執(zhí)行器裝置、測量過程、調(diào)節(jié)裝置與工作通道等。其中，控制對(duì)象為要進(jìn)行控制管理的系統(tǒng)設(shè)施以及裝置，其通過傳遞函數(shù)進(jìn)行表征，特征可通過放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)以及純滯后時(shí)間進(jìn)行闡釋。執(zhí)行器裝置為自動(dòng)控制體系中的核心結(jié)構(gòu)，可有效的更新輸出以及輸入直線位移，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程管控目標(biāo)。在測量過程中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制體系構(gòu)成的工作環(huán)境條件，可有效將被控制對(duì)象參數(shù)合理的轉(zhuǎn)變成不同類別的信號(hào)。在數(shù)字調(diào)節(jié)裝置以及傳輸通道環(huán)節(jié)，前者通過事先編訂的計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行，圍繞計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)為核心，具體涵蓋轉(zhuǎn)換裝置、采樣保持裝置以及多路控制開關(guān)。例如，商品房項(xiàng)目供熱管理體系內(nèi)，可合理的引入計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制手段，針對(duì)一些沒有住戶房間以及不需要熱源的倉庫供熱體系進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)管控。可利用創(chuàng)建居民生活居住狀況信息數(shù)據(jù)庫，打造形成詳實(shí)的報(bào)表系統(tǒng)，進(jìn)而發(fā)揮良好的數(shù)據(jù)支撐功能。可利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)編寫具體的程序段用于發(fā)布各類自動(dòng)化控制命令。并可同物理系統(tǒng)設(shè)備有效結(jié)合匯總各類溫度信息，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理目標(biāo)。

2 計(jì)算機(jī)在自動(dòng)控制中的應(yīng)用

2.1 順序作業(yè)控制應(yīng)用

順序作業(yè)生產(chǎn)中，計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化控制應(yīng)用具體目標(biāo)在于管理并監(jiān)視各單位生產(chǎn)環(huán)節(jié)中具體的分立工序，并承擔(dān)持續(xù)性的生產(chǎn)管理任務(wù)。主要將制造生產(chǎn)半導(dǎo)體集成芯片作為具體任務(wù)。生產(chǎn)環(huán)節(jié)包含數(shù)十個(gè)工序。各個(gè)生產(chǎn)工序之中，則要針對(duì)處在各個(gè)方位的芯片放置做好管理。該任務(wù)過程對(duì)于操作時(shí)間以及標(biāo)準(zhǔn)要求均較為嚴(yán)格，要想實(shí)現(xiàn)既定管理控制目標(biāo)，則應(yīng)合理的應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制手段，發(fā)揮其高精密性特點(diǎn)。

2.2 交通管控應(yīng)用

計(jì)算機(jī)在公共交通事業(yè)中同樣發(fā)揮了重要作用，其自動(dòng)化控制技術(shù)功能十分明顯。主要任務(wù)在于對(duì)空中飛行進(jìn)行交通管控，同時(shí)在高速公路或是高鐵上的應(yīng)用也較為廣泛。例如在空中飛行中，可利用專業(yè)控制裝置完成具體任務(wù)?？刂浦行墓ぷ魅藛T需要按照控制裝置呈現(xiàn)的交通信息對(duì)飛信員發(fā)出指令，指揮其完成飛機(jī)的駕駛、起飛以及降落控制。運(yùn)行之中，控制裝置實(shí)時(shí)掌握的信息涵蓋從無線電導(dǎo)航裝置傳輸而來的飛行計(jì)劃、具體的航向方位以及行駛的高度等。另外，在高鐵系統(tǒng)之中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制應(yīng)用也創(chuàng)設(shè)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，不僅可全面提升高鐵服務(wù)運(yùn)行可靠安全水平，還可節(jié)約較多的人力資源，提升燃料應(yīng)用效益。

2.3 數(shù)控機(jī)床應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床之中會(huì)廣泛的用到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制手段，特別是生產(chǎn)各類規(guī)模較小且非標(biāo)性的構(gòu)造復(fù)雜零件上，體現(xiàn)了明顯的效益價(jià)值。在該生產(chǎn)實(shí)踐階段中，會(huì)較少涉及到人工管理控制，同時(shí)合格率數(shù)值并不高。數(shù)控機(jī)床之中主體利用的是計(jì)算機(jī)自動(dòng)數(shù)控功能。另外在化工生產(chǎn)、造紙生產(chǎn)、發(fā)電運(yùn)行等領(lǐng)域中也會(huì)廣泛的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)?？赏ㄟ^數(shù)字控制裝置對(duì)輸入以及任務(wù)工序進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化，令控制體系始終處在良好的狀態(tài)。另外，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)還包含優(yōu)質(zhì)的單片微計(jì)算機(jī)功能，在自動(dòng)控制過程中體現(xiàn)了良好的應(yīng)用價(jià)值。

2.4 數(shù)據(jù)挖掘處理應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)手段的快速更新發(fā)展，形成了大量豐富多樣的數(shù)據(jù)資源，其種類與數(shù)量的提升，迫切的需要一種行之有效的處理方式方能夠令更多的數(shù)據(jù)信息發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值。新時(shí)期，生產(chǎn)物料向著現(xiàn)代化、信息化的方向不斷發(fā)展，更多的數(shù)據(jù)信息為其提供了多元化的資源基礎(chǔ)，同時(shí)也引入了一些無效信息。該類數(shù)據(jù)的不斷累加影響了生產(chǎn)物料對(duì)于數(shù)據(jù)處理研究的效率，并影響了數(shù)據(jù)檢索的效果。再加上，生產(chǎn)物料有關(guān)信息在智能化的改革發(fā)展進(jìn)程中相應(yīng)的處理手段沒能夠全面成熟，致使生產(chǎn)物料不能對(duì)眾多無效信息作出快速及時(shí)的處理，導(dǎo)致該行業(yè)智能化建設(shè)發(fā)展之路受到了嚴(yán)重阻礙。因而，采用有效的數(shù)據(jù)挖掘手段成為必然趨勢，該技術(shù)開發(fā)應(yīng)用可為智能化、信息化的物料生產(chǎn)提供有力支撐，使數(shù)據(jù)處理中的難點(diǎn)問題迎刃而解。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)主要為充分挖掘各類模糊信息，并處理有關(guān)的邊沿?cái)?shù)據(jù)信息，進(jìn)而將隱藏在內(nèi)容之中的眾多數(shù)據(jù)全面顯現(xiàn)出來。同時(shí)，利用隱含數(shù)據(jù)中創(chuàng)建的有效數(shù)據(jù)關(guān)系，可分析總結(jié)得到數(shù)據(jù)闡釋的更深層次內(nèi)容。當(dāng)前具體的數(shù)據(jù)挖掘工具包含三種類別，第一種為分析處理一般數(shù)據(jù)信息的軟件包。第二種則就特殊功能進(jìn)行開發(fā)研究形成的軟件工具。還有一類則較為高級(jí)，即針對(duì)大型數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析的工具軟件。由于物料生產(chǎn)涉及的資源量龐大復(fù)雜，可謂擁有海量信息。因此，利用某一個(gè)獨(dú)立的工具不能達(dá)到充分應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘信息的目的。面對(duì)實(shí)踐應(yīng)用中的各種壓力，則會(huì)令技術(shù)員工逐步試探研究開發(fā)更為高效合理的應(yīng)用軟件，其研究方向則會(huì)顯現(xiàn)出更加集中、充滿智能性且應(yīng)用操作更為便利的特征。

2.5 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

工業(yè)控制領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用促成了監(jiān)控系統(tǒng)邁進(jìn)了更高的發(fā)展階段。由于現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)充，因此對(duì)于電能質(zhì)量與服務(wù)供電安全水平要求全面提升。面對(duì)能源趨緊的現(xiàn)實(shí)狀況，大眾對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)服務(wù)運(yùn)行的環(huán)保經(jīng)濟(jì)性更加重視。為有效應(yīng)對(duì)該類問題，便應(yīng)對(duì)于龐大復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息做好深入的研究以及精密的計(jì)算。運(yùn)行監(jiān)控體系則應(yīng)配備與人腦類似的設(shè)施，即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。早期的發(fā)展階段中，監(jiān)控體系僅僅在一些小范圍領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，例如電力生產(chǎn)等。

該時(shí)期通過遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)，將相應(yīng)的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)施裝設(shè)在各個(gè)生產(chǎn)車間之中，通過收集處理各個(gè)生產(chǎn)車間具體的負(fù)荷狀況，了解不同線路的電壓以及電流數(shù)值，掌握功率狀況、不同調(diào)試開關(guān)實(shí)時(shí)信息等。而后利用控制電纜將該類信息送達(dá)調(diào)度管理中心并在調(diào)度臺(tái)配備的屏幕以及儀表中清晰的顯示出來。有關(guān)調(diào)度工作人員則可實(shí)時(shí)掌握該類運(yùn)行參數(shù)，明確整體系統(tǒng)呈現(xiàn)出的工作運(yùn)行方式。并可動(dòng)態(tài)的觀察到各類開關(guān)裝置出現(xiàn)的事故跳閘問題。該環(huán)境下，調(diào)度管理中心可快速及時(shí)的對(duì)全企業(yè)供電系統(tǒng)服務(wù)運(yùn)行質(zhì)量做動(dòng)態(tài)監(jiān)控。工作人員可在中心內(nèi)直接實(shí)施開關(guān)的投入或是斷開操作。該類基于布線邏輯模式的系統(tǒng)裝置，令變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)可發(fā)揮良好的遙測、遠(yuǎn)程控制以及遙信功能。

又如，公路監(jiān)控管理系統(tǒng)的建立成為計(jì)算機(jī)在自動(dòng)控制中實(shí)踐應(yīng)用的成功典范。公路隧道中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)可發(fā)布車道指示信息，布置信號(hào)燈并提醒車輛限速，確保隧道通行車輛可依據(jù)具體的交通狀況作出快速安全的調(diào)整。實(shí)際操作中可對(duì)交通通行車輛做合理的限速，倘若隧道之中出現(xiàn)了能見度水平不足或聚集有毒物質(zhì)超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)等現(xiàn)象，則可發(fā)布短期封閉隧道的指令。各類通行車輛的具體狀況與有關(guān)限速的指示信息需要利用PLC技術(shù)完成，各個(gè)交通信號(hào)的指示信息則借助內(nèi)定的PLC程序進(jìn)行管控，調(diào)節(jié)輸出繼電器裝置，發(fā)揮應(yīng)有功能。而具體的限速、有關(guān)隧道之中天氣條件的指示則可利用PLC系統(tǒng)之中的串行通訊端口完成輸出管控。隧道之中可配置相應(yīng)的車輛通行狀況檢測裝置，明確具體的車流量、行車速度以及占用車道百分比等，將PLC控制技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展，利用串行通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行匯總采集。首先需要存入到內(nèi)部PLC存儲(chǔ)裝置之中，而后傳輸至控制器中心完成信息數(shù)據(jù)的處理分析。隧道之中具體的通風(fēng)狀況為反應(yīng)行車環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要條件?？衫迷谒淼乐胁荚O(shè)測量風(fēng)俗儀器裝置探查具體的通風(fēng)狀況。倘若高速公路工程的隧道處在海拔水平較高的區(qū)域，則還應(yīng)備設(shè)測試CO濃度的儀器以及反應(yīng)能見度的裝置。當(dāng)通風(fēng)控制體系對(duì)該類環(huán)境信息數(shù)據(jù)完成動(dòng)態(tài)采集以及檢測之后，就其具體的工作狀態(tài)則可反映出相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而確?？諝庵笜?biāo)與質(zhì)量全面契合車輛通行需要的各類標(biāo)準(zhǔn)。利用通風(fēng)管理控制系統(tǒng)不但可全面保障隧道之中行車的可靠安全性，還可有效的提升應(yīng)用能源效率，契合與時(shí)俱進(jìn)、全面創(chuàng)新的發(fā)展需要。隧道之中對(duì)于各類環(huán)境信息的處理采集均需要利用PLC系統(tǒng)之中的模擬輸出模塊完成。

3 結(jié)束語

總之，計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合優(yōu)勢十分明顯，發(fā)揮其在自動(dòng)控制領(lǐng)域的功能作用十分必要。我們只有進(jìn)一步明確計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制體系狀況、合理的制定計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制應(yīng)用策略，方能繼續(xù)推動(dòng)各行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，提升現(xiàn)代化管理水平，實(shí)現(xiàn)全面升華。

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