探析工業(yè)自動化控制中計算機控制技術(shù)應(yīng)用路徑

趙帥

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化；計算機；控制技術(shù)

工業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分之一，對我國經(jīng)濟建設(shè)以及實現(xiàn)社會主義強國建設(shè)目標能夠起到積極作用。工業(yè)自動化的發(fā)展能夠直接提高我國工業(yè)的質(zhì)量和效率，對企業(yè)實現(xiàn)發(fā)展能夠起到良好的推動作用，能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)內(nèi)部精細化管理的目標，同時還能夠降低大量的基礎(chǔ)人工成本使用，對提高企業(yè)的發(fā)展前景起到積極效果。

在我國計算機技術(shù)以及信息技術(shù)發(fā)展的背景下，將計算機控制技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)自動化控制中能夠顯著提高我國工業(yè)自動化控制的應(yīng)用水平和質(zhì)量，進而能夠推動我國工業(yè)向高精尖方向發(fā)展，實現(xiàn)降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率的雙向企業(yè)發(fā)展目標。因此現(xiàn)階段工業(yè)自動化控制發(fā)展應(yīng)該將計算機控制技術(shù)應(yīng)用作為實際的發(fā)展方向，以此實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型和升級。

一、工業(yè)自動化以及計算機控制技術(shù)概述

（一）工業(yè)自動化概述

工業(yè)自動化技術(shù)主要指的是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對計算機、電子設(shè)備以及相關(guān)理論的綜合應(yīng)用。我國的工業(yè)領(lǐng)域較為復雜，涉及石化、建材、化工等多行業(yè)和領(lǐng)域，因此工業(yè)自動化根本上指的是對工業(yè)生產(chǎn)制造過程中實現(xiàn)智能化以及動態(tài)化的控制和監(jiān)測。相較于傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)制造，企業(yè)會面臨資源浪費率高、產(chǎn)品質(zhì)量不能保證以及人工成本投入過大等問題，對于部分工業(yè)產(chǎn)品而言，企業(yè)還需要具有豐富生產(chǎn)經(jīng)驗的專業(yè)型人才，即便是這種生產(chǎn)方式也不能保證所有產(chǎn)品的質(zhì)量都能夠滿足使用的相關(guān)要求。但是在工業(yè)自動化發(fā)展以及應(yīng)用的背景下，能夠?qū)崿F(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)資料的有機配置，同時還能夠?qū)ιa(chǎn)制造的流程進行優(yōu)化，既能夠保證工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，同時還能夠為工業(yè)生產(chǎn)制造的決策提供相探析工業(yè)自動化控制中計算機控制技術(shù)應(yīng)用路徑關(guān)數(shù)據(jù)，進而能夠從根本上提高工業(yè)生產(chǎn)制造的管理能力和效率[1]。在工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用的過程中，主要包括三個部分，分別是硬件、軟件以及系統(tǒng)技術(shù)，硬件主要指的是各種設(shè)備和儀器，這些設(shè)備是保證工業(yè)生產(chǎn)制造的基礎(chǔ)要素。軟件主要指的是軟件系統(tǒng)，也就是管理、控制以及測量等軟件。系統(tǒng)技術(shù)指的是各種集成技術(shù)。這三種元素相互配合，實現(xiàn)工業(yè)自動化的相關(guān)目標，有利于提高員工的素質(zhì)和企業(yè)的制造能力，進而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標。

（二）計算機控制技術(shù)概述

計算機控制技術(shù)的核心主要就是計算機技術(shù)，通過應(yīng)用計算機控制技術(shù)可以控制和收集各種設(shè)備的參數(shù)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)提高工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用效果的目標。也就是說，計算機控制技術(shù)是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的核心，只有計算機控制系統(tǒng)能夠正常運行，才能夠保證工業(yè)自動化技術(shù)落實在生產(chǎn)管理工作中。計算機控制系統(tǒng)主要由軟件、硬件以及操控軟件組成，在我國信息技術(shù)發(fā)展的背景下，系統(tǒng)還增加了智能化系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)收集和分析功能。在傳統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)中，最重要的特征就是計算機的計算能力，通過計算機計算，保證各種設(shè)備命令的良好執(zhí)行以及操作，并實現(xiàn)對項目目標的控制，從而降低工業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種不良事件。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)自動化控制的目標，計算機控制系統(tǒng)需要具備相應(yīng)的輔助操作軟件，其中操控軟件起到的就是人機交互作用，通過這種方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入和輸出，同時進行數(shù)據(jù)庫建設(shè)。在工業(yè)生產(chǎn)制造的過程中，計算機控制系統(tǒng)能夠通過數(shù)據(jù)來對生產(chǎn)過程進行監(jiān)測，進而實現(xiàn)對完成生產(chǎn)制造目標流程的優(yōu)化。

二、計算機控制技術(shù)在工業(yè)自動化控制中的重要作用

計算機控制技術(shù)的基礎(chǔ)就是計算機技術(shù)，主要就是將控制作為基礎(chǔ)來將自動化融入工業(yè)生產(chǎn)制造中，在我國計算機技術(shù)發(fā)展的背景下，我國計算機控制系統(tǒng)也在不斷的更新和發(fā)展，自動化控制在各個行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用和推廣?，F(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，生產(chǎn)機械以及設(shè)備只是生產(chǎn)的載體，計算機控制技術(shù)的應(yīng)用目標就是實現(xiàn)對這些載體的控制，進而根據(jù)實際的企業(yè)需要或者是市場供需關(guān)系進行生產(chǎn)和制造。這種方式能顯著降低生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)的資源浪費現(xiàn)象，能夠順應(yīng)我國節(jié)能減排工作的推進，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)降低環(huán)境污染的相關(guān)目標。可以說將計算機控制技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)自動化控制中能夠顯著提高我國工業(yè)自動化工作的效果?，F(xiàn)階段我國已經(jīng)進入了經(jīng)濟發(fā)展深化改革的階段，需要各個行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，通過這種方式來發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)行業(yè)中的新興經(jīng)濟增長點。因此將計算機控制技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)自動化控制中不僅是企業(yè)實現(xiàn)發(fā)展進步的重要手段，同時也是我國經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)的重要趨勢。因為工業(yè)在我國經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，工業(yè)的良好轉(zhuǎn)型升級能夠解放更多的勞動力，對我國社會發(fā)展進步能起到推動作用。將計算機控制技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)自動化控制中能通過數(shù)據(jù)分析來逐漸對生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)和流程進行優(yōu)化，例如能夠在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上實現(xiàn)成本的逐漸減少和生產(chǎn)規(guī)?；M而推動企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益的經(jīng)營目標[2]。將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在計算機控制技術(shù)中，能夠?qū)ζ髽I(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)制造方式進行合理的評估，既能夠提高工業(yè)中機械設(shè)備的使用壽命，同時還能逐漸提高工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)制造效率和水平，對幫助企業(yè)建立核心競爭優(yōu)勢能夠起到積極的推動作用。

三、工業(yè)自動化控制中計算機控制技術(shù)的應(yīng)用策略

（一）數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字控制技術(shù)是計算機控制技術(shù)中極為重要的組成部分，也是最早應(yīng)用于工業(yè)自動化控制中的計算機控制技術(shù)之一。數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用原理就是通過數(shù)字和符號對工業(yè)生產(chǎn)的程序進行編程和控制，因此數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用需要借助計算機設(shè)備。對于一些簡單的工業(yè)生產(chǎn)制造，只需要固定的計算機設(shè)備即可，例如機床數(shù)控等行業(yè)。對于一些技術(shù)要求較高的工業(yè)生產(chǎn)制造行業(yè)，需要使用特定的計算機設(shè)備來進行計算，通過數(shù)字化形式將操作指令傳輸給計算機設(shè)備，在計算機設(shè)備的控制下保證機械能夠按照設(shè)定好的程序進行運行。這樣一旦在生產(chǎn)制造的過程中出現(xiàn)機械故障，計算機設(shè)備能夠主動停止制造設(shè)備的生產(chǎn)和運行，同時向管理人員進行報錯和預警，管理人員會根據(jù)計算機設(shè)備提供的故障位置對生產(chǎn)設(shè)備進行維修。目前在我國數(shù)字控制技術(shù)應(yīng)用的背景下，計算機設(shè)備還能夠?qū)崿F(xiàn)對故障原因和故障嚴重程度進行判斷，通過這種技術(shù)的應(yīng)用能夠切實保證工業(yè)生產(chǎn)制造過程的穩(wěn)定性和安全性。

（二）分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用

分布式控制系統(tǒng)是計算機控制系統(tǒng)中的中型系統(tǒng)，如果在工業(yè)生產(chǎn)制造中需要數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)分析時，能夠通過分布式控制系統(tǒng)來實現(xiàn)同步操作，進而實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)制造的有效控制[3]。分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用的效果并不如專業(yè)的數(shù)據(jù)分析、傳感器數(shù)據(jù)收集等系統(tǒng)，但是其應(yīng)用的優(yōu)勢是具有很強的可靠性和科學性。因為其主要是通過集散型計算機控制系統(tǒng)對工業(yè)自動化生產(chǎn)過程進行控制，所以分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果在系統(tǒng)工作中的反饋可靠性能夠滿足絕大多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)制造需求。例如在使用分布式控制系統(tǒng)的過程中，能夠?qū)?shù)據(jù)進行自動控制和自動執(zhí)行命令，同時也能通過人機交互接口來實現(xiàn)指令的發(fā)布和落實，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。分布式控制系統(tǒng)是我國工業(yè)自動化控制中應(yīng)用范圍最廣的控制技術(shù)，能夠滿足絕大多數(shù)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造要求。同時因為這種系統(tǒng)的使用成本相對較低，所以對企業(yè)的經(jīng)濟壓力較小，對推動企業(yè)實現(xiàn)精細化管理和轉(zhuǎn)型升級發(fā)展起到積極的推動作用。

（三）可編程邏輯控制器的應(yīng)用

可編程邏輯控制器是一種專門為工業(yè)生產(chǎn)制造提供服務(wù)的控制器，主要的作用就是通過數(shù)字運算操作來實現(xiàn)對機械設(shè)備的控制，這種邏輯控制器的應(yīng)用范圍不局限在對機械設(shè)備進行充分的控制，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)傳輸、儲存、分析等控制[4]。例如在對計算機設(shè)備進行數(shù)據(jù)收集控制的過程中，管理人員能通過可編程邏輯控制器來進行程序編寫，針對某一類型設(shè)備或者是某一設(shè)備的數(shù)據(jù)進行收集和控制，進而對設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題進行及時糾正。數(shù)據(jù)執(zhí)行結(jié)果能夠直接通過可編程邏輯控制器進行輸出，操作相對簡單，應(yīng)用效果較好。除此之外，可編程邏輯控制器還具有功能豐富、性價比高、環(huán)境限制較少等優(yōu)勢，維修和養(yǎng)護設(shè)備也比較方便，更適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)制造的環(huán)境。但是在我國計算機技術(shù)以及信息技術(shù)發(fā)展的背景下，計算機控制系統(tǒng)的集成水平越來越高，因此可編程邏輯控制器未來的應(yīng)用前景較低，只能夠在當下較為傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)制造環(huán)境中進行應(yīng)用。

（四）計算機傳感器的應(yīng)用

在我國科學技術(shù)發(fā)展的背景下，傳感器的應(yīng)用切實提高了計算機控制技術(shù)數(shù)據(jù)控制的精準度?，F(xiàn)階段傳感器主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造設(shè)備中，通過電流、溫度、參數(shù)、壓力等傳感器直接將數(shù)據(jù)內(nèi)容傳輸給計算機控制系統(tǒng)。這樣能夠降低傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)遺漏以及數(shù)據(jù)失誤，進而對提高計算機控制系統(tǒng)的控制效果和水平能夠起到積極作用。此外現(xiàn)階段還出現(xiàn)了智能、數(shù)字化的傳感器，這種傳感器的使用能夠降低工業(yè)生產(chǎn)制造環(huán)境中出現(xiàn)的傳統(tǒng)線纜數(shù)量，對降低工業(yè)自動化控制成本具有積極意義。這些傳感器的使用，還能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備參數(shù)的實時控制，進而能夠提高生產(chǎn)設(shè)備運行的安全性能，同時對提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率也能起到積極作用。近年來傳感器在研究中朝著精準、安全、可靠等方面進行發(fā)展，逐漸低能耗和智能化的傳感器應(yīng)用為計算機控制技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)自動化控制中提供了重要的發(fā)展方向。

（五）智能系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著我國信息技術(shù)的發(fā)展，智能系統(tǒng)也能逐漸應(yīng)用在我國的工業(yè)生產(chǎn)制造行業(yè)中，通過智能系統(tǒng)的應(yīng)用能夠逐漸取代傳統(tǒng)的計算機控制技術(shù)，保留更具應(yīng)用前景和實效的計算機技術(shù) [5] 。例如在傳統(tǒng)計算機控制技術(shù)應(yīng)用的過程中會有一部分技術(shù)是進行程序計算。智能系統(tǒng)能夠通過機器學習來提取和保存計算所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，對程序計算功能進行刪除，進而結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)實現(xiàn)智能計算。這樣既能減少計算的數(shù)據(jù)量，又能提高計算機計算的精準性，能夠積極推動工業(yè)生產(chǎn)制造的發(fā)展。此外將智能系統(tǒng)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中能夠減少生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)不良現(xiàn)象的概率。例如在航空航天裝配行業(yè)中，三維立體的智能系統(tǒng)能實現(xiàn)裝配方案的基礎(chǔ)檢查，對于模擬方案中出現(xiàn)的相關(guān)問題進行及時報錯。通過可視化的智能系統(tǒng)對模擬方案進行調(diào)整，能夠有效縮短生產(chǎn)制造的研發(fā)時間，提高工業(yè)生產(chǎn)制造的效率和質(zhì)量，對工業(yè)生產(chǎn)制造實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級能夠起到推動作用。智能系統(tǒng)的應(yīng)用能夠降低技術(shù)人工成本，通過機器的不斷學習減少管理性質(zhì)的人工數(shù)量，通過集成性質(zhì)的智能系統(tǒng)對整體工業(yè)生產(chǎn)制造進行全面管理。

（六）大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)是近年來應(yīng)用在我國各行各業(yè)且取得良好應(yīng)用效果的計算機技術(shù)之一，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)制造以及工業(yè)自動化控制中具有明顯的優(yōu)勢。因為一般工業(yè)生產(chǎn)制造的體量相對較大，所以數(shù)據(jù)較多，而大數(shù)據(jù)技術(shù)的特點就是數(shù)據(jù)越多，也能夠分析出數(shù)據(jù)中的隱藏價值。因此將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)自動化控制中能切實提高計算機控制技術(shù)的應(yīng)用水平和范圍。例如在實際工業(yè)生產(chǎn)制造中，計算機控制系統(tǒng)能夠通過下發(fā)指令來實現(xiàn)對全體工作設(shè)備的數(shù)據(jù)進行收集和分析，大數(shù)據(jù)技術(shù)在指令下會先對海量數(shù)據(jù)進行分類，比如按照設(shè)備類型、數(shù)據(jù)傳送等特點進行分類，再對這些分類好的數(shù)據(jù)進行分析。這種數(shù)據(jù)分析方式，除了能夠幫助管理人員了解工業(yè)生產(chǎn)制造工作中出現(xiàn)的相關(guān)問題，同時還能幫助計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)流程的優(yōu)化。計算機控制系統(tǒng)能通過同一類型設(shè)備的工作狀況不同來對設(shè)備使用壽命以及使用隱患進行預測，進而在設(shè)備出現(xiàn)問題之前對設(shè)備進行及時更換和維修。隨著時間和數(shù)據(jù)量的增加，大數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準確率會逐漸提高。

（七）在目標系統(tǒng)中的應(yīng)用

很多工業(yè)機械設(shè)備在生產(chǎn)中需要移動進行工作，因此自動化控制系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)對機械和設(shè)備的遙控指揮，保證機械設(shè)備能夠按照預定程序朝指定方向進行移動。因此計算機控制技術(shù)在目標系統(tǒng)中應(yīng)該建立通用化的通信協(xié)議，這樣能夠保證計算機控制系統(tǒng)應(yīng)用于絕大多數(shù)的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，滿足各種機械和設(shè)備的互通性、開放性等要求，同時具備良好的兼容性保證不會對其他系統(tǒng)出現(xiàn)排斥。這種計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用還能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)線自動化作業(yè)流程的自動監(jiān)督、檢查和控制。

三、結(jié)束語

總而言之，因為工業(yè)生產(chǎn)制造過程中會涉及大量的設(shè)備以及技術(shù)應(yīng)用，具有十分復雜的特點，控制難度較高。而將計算機控制技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)自動化控制中能夠充分利用計算機設(shè)備計算能力高的優(yōu)勢，通過數(shù)控技術(shù)、分布式控制系統(tǒng)、傳感器、智能系統(tǒng)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)等應(yīng)用實現(xiàn)降低工業(yè)生產(chǎn)制造成本、提高生產(chǎn)效率的目標。我們應(yīng)該不斷完善以及強化技術(shù)研發(fā)，推動其更好地服務(wù)于工業(yè)化生產(chǎn)工作，推動我國工業(yè)相關(guān)行業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展，最終為我國的經(jīng)濟發(fā)展和社會主義強國建設(shè)奠定良好的工業(yè)基礎(chǔ)。