計算機(jī)控制在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用探究

摘 要 社會的進(jìn)步，帶動了計算機(jī)控制的發(fā)展。工業(yè)自動化控制中廣泛應(yīng)用了計算機(jī)控制技術(shù)，加快了工業(yè)4.0的發(fā)展進(jìn)程。本文介紹計算機(jī)控制在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用，包括：數(shù)字控制、分布式系統(tǒng)、傳感器、可編程控制器以及現(xiàn)場總線的應(yīng)用，都促進(jìn)了企業(yè)的生產(chǎn)效益的提升。

關(guān)鍵詞 計算機(jī)控制 工業(yè) 自動化控制

近年來，隨著人口增長的趨勢逐漸變慢，經(jīng)濟(jì)增長的速度也變緩，但是人工費(fèi)用卻變得逐年升高，這就使得傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展受到了極大的影響。因此，企業(yè)家為了追求更多的生產(chǎn)利益，開始引進(jìn)智能化的生產(chǎn)設(shè)備，通過利用計算機(jī)控制系統(tǒng)來減少人工費(fèi)用的壓力。

1計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展

隨著信息時代的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)也開始逐步向自動化控制的方向邁進(jìn)。在工業(yè)生產(chǎn)自動化的作用下，工廠生產(chǎn)的效率得到了有效的提高，工人的人身安全得到了保障。一方面，工廠采用自動化控制設(shè)備能夠降低生產(chǎn)成本。另一方面，采用自動化設(shè)備，能夠?qū)α悴考纳a(chǎn)實(shí)施追溯管理，可以將批量問題零部件追溯回來，減少公司損失。

2計算機(jī)控制在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用

2.1數(shù)字控制

數(shù)字控制就是人們通常所說的“數(shù)控”。在工業(yè)生產(chǎn)自動化控制中，數(shù)字控制是比較早出現(xiàn)的一種控制方式，它是通過編程來實(shí)現(xiàn)設(shè)備按要求執(zhí)行動作，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。最常見的數(shù)字控制系統(tǒng)就是數(shù)控機(jī)床，通過程序設(shè)定，數(shù)控機(jī)床可以根據(jù)要求進(jìn)行反復(fù)作業(yè)。由于在生產(chǎn)環(huán)節(jié)少了人為因素的干預(yù)，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的一致性有保障。但是設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行需要專業(yè)的人員維護(hù)，否則會導(dǎo)致大批量不合格產(chǎn)品出廠，造成巨大的損失。相較于設(shè)備事故造成的損失，數(shù)字控制設(shè)備能夠極大地提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，在發(fā)現(xiàn)問題的時候，可以根據(jù)設(shè)備上報的故障，迅速找到問題點(diǎn)，并將其解決。

2.2 分布式控制系統(tǒng)

隨著系統(tǒng)的升級換代，生產(chǎn)設(shè)備的功能逐漸集中化，為便于管理，分布式控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。分布式系統(tǒng)就好比日常工作中，專業(yè)人干專業(yè)的事。分布式控制系統(tǒng)中的各個子系統(tǒng)通過對生產(chǎn)狀況數(shù)據(jù)采集和分析，將處理后的數(shù)據(jù)上報給主系統(tǒng)，主系統(tǒng)僅需對各個子系統(tǒng)模塊的狀態(tài)進(jìn)行管控即可。相對于集中式控制系統(tǒng)而言，更容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)大，只需要制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)協(xié)議和數(shù)據(jù)規(guī)范，并且在某一個子系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，不會影響其它子系統(tǒng)的工作。分布式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是將負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理模塊的計算機(jī)只進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，弱化顯示或其它功能模塊，從系統(tǒng)的集成角度而言降低了成本，提升運(yùn)行效率。

2.3 可編程邏輯控制器的應(yīng)用

可編程邏輯控制器就是進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算操作，通過獲得的數(shù)字信號和模擬信號，執(zhí)行相應(yīng)的程序命令?？删幊炭刂破魇枪I(yè)自動化控制的基礎(chǔ)，具有易于編程、種類繁多、能適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。對于現(xiàn)場問題，可以通過在線或者離線修改參數(shù)的方式，解決問題，具有便于維護(hù)的特性。

2.4 計算機(jī)傳感器的應(yīng)用

工業(yè)自動化控制的另一個關(guān)鍵組成部分就是傳感器。計算機(jī)采集獲得的數(shù)據(jù)，無論是視頻、音頻、數(shù)字、模擬的信號等，均是通過各式各樣的傳感器獲得的。計算機(jī)軟件只是通過調(diào)用相應(yīng)的執(zhí)行程序，獲得工業(yè)生產(chǎn)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)狀態(tài)，包括某一個零部件下線時，溫度、大氣壓以及濕度等等數(shù)據(jù)。傳感器隨著工業(yè)生產(chǎn)的需要已經(jīng)迭代了許多代，產(chǎn)品的品質(zhì)和種類也越來越多。傳感器有著高精度、使用方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。近年來隨著AI技術(shù)的發(fā)展，智能化、低功耗的傳感器逐漸被開發(fā)出來。為計算機(jī)控制在工業(yè)自動化中的應(yīng)用奠定了堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.5 現(xiàn)場總線的應(yīng)用

隨著工業(yè)技術(shù)4.0的逐步推廣，工業(yè)自動化控制領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)場總線的要求越來越高，一方面是因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)有了一定的發(fā)展，控制器、服務(wù)器等都有了長足的發(fā)展，計算機(jī)控制系統(tǒng)計算能力、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及功能性都有了很大的提升。另一方面，受通信能力的限制，需要開發(fā)和研制出更加可靠、通信速率更高的現(xiàn)場總線，以便于更好地服務(wù)工業(yè)自動化生產(chǎn)。

通過利用雙絞線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)控制器和網(wǎng)絡(luò)的連接，不僅數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)傳輸速率有保障，對于分布式系統(tǒng)而言，便于聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)的控制。對于出現(xiàn)問題的傳感器節(jié)點(diǎn)，能夠根據(jù)現(xiàn)場總線傳輸來的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測分析，防止自動化設(shè)備失控，造成損壞。

3結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模逐步擴(kuò)大，工業(yè)自動化生產(chǎn)有助于產(chǎn)品質(zhì)量提升，產(chǎn)品可追溯性更易于實(shí)現(xiàn)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)效率大幅提高。自動化生產(chǎn)是社會生產(chǎn)力進(jìn)步的標(biāo)志，意味著傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式已經(jīng)落后于社會的需要。計算機(jī)控制技術(shù)作為工業(yè)自動化生產(chǎn)的核心技術(shù)，在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用和創(chuàng)新對工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展速度有了極大的提升。此外，工業(yè)自動化生產(chǎn)中應(yīng)用計算機(jī)控制技術(shù)，還能夠提升生產(chǎn)管理和質(zhì)量管理?？偠灾?，只有工業(yè)自動化水平提升，公司企業(yè)的生產(chǎn)效率才能大幅提升，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡介：魯志剛 （1966.07-）男，漢族，河北深縣人，大學(xué)本科，遵義師范學(xué)院，高級實(shí)驗(yàn)師，研究方向：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。

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