淺析計算機控制技術

摘 要：計算機控制技術是計算機技術與自動控制技術相融合而產生的一門新興學科，是隨著計算機技術與自動控制技術的發展而逐漸發展起來的。自動控制技術曾應用于人們生產、生活的各個領域，但由于其對控制品質的要求越來越嚴格，致使簡單的控制理論有時無法滿足復雜的控制需求。而計算機技術的應用則促進了計算機控制技術的發展，先進的計算機技術控制理論和計算機技術的完美融合，推動計算機控制技術向更高的領域發展。

關鍵詞：計算機控制技術 概述 特點 應用方式 發展方向

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）11-0-01

隨著科學技術的不斷進步，人們更多的利用計算機來實現對各領域的控制。計算機技術、自動控制技術、CRT顯示技術、檢測與傳感器技術、微電子技術的高速發展以及通信與網絡技術的發展，為計算機控制技術的發展帶來了巨大的推動力。本文將就計算機控制技術的概述、特點、應用方式、發展方向這幾個方面做出論述。

一、計算機控制技術之概述

以計算機應用技術、自動控制技術和電子技術作為基礎的計算機控制技術，在實現自動化的生產過程、精密化的生產技術、信息化的生產設備及最佳化的機電控制系統的過程中，把計算機控制技術作為核心，并充分綜合利用了可編程控制技術、計算機網絡技術、單片機技術。由此可見，一個完整的計算機控制系統應由被控對象、主機、外圍設備、外部設備、軟件系統和自動化儀表幾個部分組成，硬件和軟件均是組成計算機控制系統的最重要的兩大組成部分。而計算機控制系統的控制過程則由實時數據采集、實時控制決策及實時控制三個方面來實現控制。[1]

二、計算機控制系統的特點

1.從結構維度分析，數字計算機才是計算機控制系統執行控制功能的核心部件，執行機構和測量裝置等是其常用的模擬部件。由此可見，計算機控制系統是數字部件和模擬部件的混合系統。

2.從信號形式分析，計算機控制系統中除了有連續模擬信號之外，離散數字和離散模擬等信號形式也是其常用的信號形式。

3.從控制系統的本質分析，計算機控制系統與連續控制系統在本質上有很多不同之處，主要是由于計算機控制系統中除了連續信號外，還有數字信號，因而需采用專門的理論來對它進行分析和設計。

4.從靈活性和適應性分析，在計算機控制系統中，如果想修改一個控制規律，僅僅修改軟件即可，降低了對復雜的控制規律和控制方案進行在線修改的難度，從而使控制系統呈現出靈活性和適應性的特征。

5.在計算機控制系統中，高速的運算能力是計算機的特性，因而控制計算機可以采用分時控制的方式達到同時控制多個回路的目的。

6.采用計算機控制，有助于實現管理與控制的一體化，推動企業的自動化向更高層次發展。

三、計算機控制系統的應用方式

計算機控制系統所使用的形式與被它控制的生產過程的復雜程度緊密相關，不同的要求和不同的被控對象，是有不同的控制方案的。計算機控制系統可分為以下幾種典型的形式：操作指導控制系統；直接數字控制系統；分散控制系統；監督控制系統和現場總線控制系統。

1.操作指導控制系統結構十分簡單，安全性和靈活性是其最主要的特征。但由于需要人工操作，除了在速度上受到限制，也有不能同時控制多個對象的不足之處。

2.直接數字控制系統，是生產過程的底層最常應用的控制系統。計算機通過采集現場數據做參數，按一定控制規律的控制算法運算后向生產過程輸出控制信號，可以直接參與對過程參數DAS系統的監視功能。這種控制方案由軟件進行控制，因此便于修改，靈活性、方便性較強。

3.將計算機技術、控制技術、顯示技術和通信技術結合起來的新型計算機控制系統就是分散控制系統。它通過計算機網絡將分散在不同地方，執行不同功能的計算機連接起來，按照總體配置、集中管理、信息共享，分散控制、各司其職的原則，形成高可靠性、高性能的計算機控制系統。

4.監督控制作為一個分機的控制系統，上級的監督計算機通過采集反映工況的參數，可以計算出當時情況下的最佳方式，提供給下級從而實現對過程的控制。

5.將現場智能儀表與自動化系統現場控制裝置互連的網絡控制系統就被稱為現場總線控制系統。現場總線是連接工業工程現場儀表和控制系統之間的通信網絡，同現場儀表聯用并和控制系統組成現場總線控制系統。

五、計算機控制系統的發展方向

1.集散控制系統廣受青睞，發展前景樂觀。現如今，集散控制系統技術因其逐步完善而成為被廣泛使用的主流系統。

2.可編程序控制器的發展。隨著計算機技術和微電子技術的迅猛發展，PLC的功能已經遠超出了邏輯運算、順序控制的范圍，更為高檔的PLC還能進行數學計算、數據處理、PID運算、故障自診斷、聯網通信等。

3.計算機集成制造系統的發展。計算機集成制造系統是在制造技術、信息技術和自動化技術基礎上，通過計算機軟件，將制造工廠所有生產環節以及所需要使用的分散的自動化系統有機地集成起來，從而實現品種多、中小批量生產的高效益、高柔性的智能制造系統。

4.低成本自動化的發展。隨著計算機向高速度、大容量的方向發展，各產品功能逐步趨于完善，但與之相反的是成品卻越來越低。

5.智能控制系統的發展。目前為止，智能控制還沒有統一的定義，所謂智能控制系統就是為實現某個目標而驅動自主智能機器并且無需操作人員干預的自動控制系統。智能控制的理論基礎是控制論、人工智能、系統學和運籌學等學科。

六、結語

計算機控制技術的不斷發展為社會的發展提供了巨大的推動力。我們可以預見，通過各大學者與技術人員的不懈努力，今后我國會在計算機控制方面取得更多的進展和出人意料的成果。

參考文獻

[1]許勇 《計算機控制技術》[M] 機械工業出版社 2008

作者簡介：李子華，男，（2000.7-），漢族，北京市人，高中學歷，研究方向：計算機方向。endprint