計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用

摘 ?要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，包括國防、航空航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等行業(yè)，不僅提高了生產(chǎn)效率，也促進(jìn)了企事業(yè)單位的快速發(fā)展。本文主要闡述了計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

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

自從工業(yè)技術(shù)革命以來，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)得到了快速發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)過程中自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展受到了人們的廣泛關(guān)注，計(jì)算機(jī)技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，取得了非常明顯的效果。當(dāng)前，它已經(jīng)成為了工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的工具。

“計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制理論和自動(dòng)化儀表等項(xiàng)技術(shù)，并將這些先進(jìn)技術(shù)集成起來應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的系統(tǒng)，它由控制計(jì)算機(jī)本體和受控對象兩大部分組成。

一、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的思想始于上世紀(jì)五十年代中期，美國TRW航空公司與美國德克薩斯州的一個(gè)煉油廠合作，進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制的研究，他們設(shè)計(jì)出了一個(gè)利用計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器供料最佳分配，根據(jù)催化劑活性測量結(jié)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(xiàng)具有跨時(shí)代意義的工作為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，從此，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)迅速發(fā)展，并被各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)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(gè)階段：（1）開創(chuàng)時(shí)期（2）直接數(shù)字控制時(shí)期（3）小型計(jì)算機(jī)時(shí)期（4）微型計(jì)算機(jī)時(shí)期。如今計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展又多了許多新的方向：計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化;計(jì)算機(jī)控制的集成化;計(jì)算機(jī)控制的智能化;計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

二、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

（1）計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)上的發(fā)展有幾個(gè)階段：最初能實(shí)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(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃等操作控制功能;到能滿足如非線性、時(shí)變動(dòng)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(shù)，目前主要應(yīng)用于電力和化工工業(yè);然后到廣泛地用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測與控制等方面的傳感器開發(fā)及高級控制技術(shù);現(xiàn)在，美國、日本及其它工業(yè)發(fā)達(dá)的國家正投入大量的人力、物力和財(cái)力致力于機(jī)器人的研制與開發(fā)。這些機(jī)器人主要應(yīng)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(huì)將面臨新的研究課題，制造系統(tǒng)和專家系統(tǒng)。（2）計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)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(shí)時(shí)控制部分。（3）計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用：智能溫室大棚中利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，還可設(shè)計(jì)自動(dòng)控制無人管理溫室大棚。根據(jù)遠(yuǎn)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(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，傳入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)既可以利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)又可以利用這些數(shù)據(jù)對大棚進(jìn)行控制，進(jìn)行加濕、加溫、增加光照等控制，從而實(shí)現(xiàn)溫室大棚的自動(dòng)化智能控制。（4）計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用：近幾年來，從我國載人航天技術(shù)成功以來，航空航天技術(shù)已經(jīng)得到越來越多的國人關(guān)注，一個(gè)又一個(gè)矚目成績的取得離不開自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，而這其中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)又占據(jù)著重要的位置。

三、工業(yè)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

（1）工業(yè)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化。將控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，使控制作用的實(shí)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(dú)立完成各自的工作，然后再通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行彼此間的信息交換和組織，并相互協(xié)作，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)定完成的控制任務(wù)。這種近似于模塊化的思想，可以使各部分獨(dú)立工作，不產(chǎn)生干擾，有可以根據(jù)需要增減控制網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)體，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)用性。（2）工業(yè)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的集成化。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)將成為21世紀(jì)占主導(dǎo)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(jì)算機(jī)控制技術(shù)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(jì)劃，用以推動(dòng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的集成化也已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的又一發(fā)展趨勢。（3）工業(yè)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)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(luò)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(shí)變性以及時(shí)滯性等影響，實(shí)現(xiàn)簡單，適應(yīng)面廣。（4）工業(yè)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。任何技術(shù)的發(fā)展最終都會(huì)趨向于標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也不例外，將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，可大大促進(jìn)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展。目前國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，但已有很多廠商愿意采用一些通用性較強(qiáng)的產(chǎn)品，相信不久的將來，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)必將建立一套國際化通用標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，計(jì)算機(jī)控制在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用已取得了可喜的進(jìn)展，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，系統(tǒng)和控制理論與實(shí)踐的不斷深化，將得到進(jìn)一步完善和發(fā)展，并為提高生產(chǎn)設(shè)備性能、產(chǎn)品質(zhì)量，稀有資源的有效利用發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《現(xiàn)代控制系統(tǒng)》（第10版）？ISBN：978-7-302-16207-0

[2] 《計(jì)算機(jī)控制原理與應(yīng)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(xué)學(xué)士，助教，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。