論工控機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景

【摘要】近年來，在工業(yè)發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制的重要手段，從多方面提升了企業(yè)的效益。相對(duì)而言，輕工業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)遇到更為突出的人力資源集中的問題，本文對(duì)此作一定的探討。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)控制；計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)；總線；以太網(wǎng)

一、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用形式

（一）操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)

操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用形式，其具有簡(jiǎn)單直觀的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)潔，具有安全、靈活的特征。但這一系統(tǒng)需要人工操作，因此控制速度有一定的局限性，對(duì)控制對(duì)象的數(shù)量以及操作人員的水平也有要求，所以在實(shí)際運(yùn)用中，其對(duì)人力、財(cái)力、物力有一定的要求，而控制的自動(dòng)化程度也相對(duì)較低。

（二）DDC控制系統(tǒng)

DDC系統(tǒng)又稱閉環(huán)控制系統(tǒng)，它在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較多，主要應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的底層環(huán)節(jié)，首先需要進(jìn)行的是工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)收集，通過計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化儀表以及輸出輸入通道，把收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，從而找到其中的規(guī)律，發(fā)出相應(yīng)的指令信號(hào)。

（三）SCC控制系統(tǒng)

與其它控制系統(tǒng)相比，SCC系統(tǒng)則是能夠把控制目標(biāo)定在最高的水平，以達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)過程的控制。而且，由于SCC系統(tǒng)所具有的分層控制的特性，這就給系統(tǒng)的安全性以及可靠性提供了支持。SCC控制系統(tǒng)具體操作流程為：具體負(fù)責(zé)監(jiān)督控制的計(jì)算機(jī)在獲得各項(xiàng)數(shù)據(jù)之后，計(jì)算出最能夠滿足生產(chǎn)需求的最優(yōu)控制值，將計(jì)算出的數(shù)值交給DDC控制的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)整體控制。

二、工控機(jī)的現(xiàn)狀（一）PLC系統(tǒng)

PLC系統(tǒng)在發(fā)展的過程中不斷地與DCS系統(tǒng)相匹配，并向著高速、高功能，以及加大模擬量的方向發(fā)展。隨著現(xiàn)在信息社會(huì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化以及通信功能便成了PLC系統(tǒng)的主要發(fā)展目標(biāo)之一，PLC系統(tǒng)也廣泛地與其他的控制系統(tǒng)建立聯(lián)合，相互融入，模糊界限。比如說PLC逐漸融入CNC中，而PLC融入DCS中。在有的場(chǎng)合，比如說實(shí)時(shí)性要求較低，就可以逐漸運(yùn)用軟PLC系統(tǒng)。EIC一體化、計(jì)算機(jī)控制一體化、電氣傳動(dòng)控制也是PLC重要發(fā)展趨勢(shì)。國內(nèi)PLC比較有名的生產(chǎn)廠家有臺(tái)達(dá)、信捷電氣、和利時(shí)等。

（二）工業(yè)PC

PC機(jī)有海量?jī)?nèi)存，開放的網(wǎng)絡(luò)連接，閃電式的處理速度，是傳統(tǒng)可編程控制器的很好替代方案。目前，95%的通用計(jì)算機(jī)為PC機(jī)，這就為工業(yè)PC提供了良好的基礎(chǔ)。由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠，并且被操作和維護(hù)人員接受。基于PC的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級(jí)的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。

（三）數(shù)控裝置

工業(yè)生產(chǎn)的需求在不斷提高，為了能夠滿足要求，數(shù)控裝置目前使用了大規(guī)模集成電路，數(shù)控裝置正不斷地向著PC化、柔性化、交流伺服化、系統(tǒng)化、高速化的方向發(fā)展。大規(guī)模集成電路快速地發(fā)展，CPU運(yùn)行速度逐漸變快，PC硬件結(jié)構(gòu)越來越小，儲(chǔ)存容量也在不斷變大。PC機(jī)本身的特點(diǎn)便是開放性和可靠性，PC機(jī)的功能變強(qiáng)，生產(chǎn)變大，工藝數(shù)據(jù)、三維圖形慢慢建立于PC機(jī)，也將PC機(jī)變成了數(shù)控裝置開發(fā)的主要途徑。數(shù)控裝置交流伺服系統(tǒng)的恒功率范圍已經(jīng)達(dá)到了1∶4，而交流伺服系統(tǒng)速度的范圍也到了1∶1000，與直流伺服差不多相同，但交流伺服本身所具有的一些特點(diǎn)，如價(jià)格低、可靠性、體積小，使之成為數(shù)控裝置重要的發(fā)展方向。如今，數(shù)控裝置功能從三軸兩聯(lián)動(dòng)覆蓋了24軸柔性加工單元，大多運(yùn)用的是模塊結(jié)構(gòu)，數(shù)控裝置根據(jù)自動(dòng)化程度大致分為智能制造系統(tǒng)、柔性流水線以及柔性制造系統(tǒng)。現(xiàn)在數(shù)控裝置不斷向著高移動(dòng)速度、高主軸轉(zhuǎn)速、高換刀速度的方向發(fā)展，為了不斷滿足高速加工的需要，主軸也逐漸高速化，AC主軸已經(jīng)達(dá)到了1s的最高換刀速度，最高進(jìn)給速度可達(dá)120m/min，馬達(dá)的最高速度可達(dá)180000r/min。

（四）傳感器

傳感設(shè)備是一項(xiàng)重大的科技成果。傳感設(shè)備可以通過一些設(shè)備獲得有效信息，然后通過生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控技術(shù)來優(yōu)化得到的有效信息，是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中非常關(guān)鍵的技術(shù)。隨著工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模越來越大，更需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。所以，只有加強(qiáng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和傳感器的連接才能更好地處理有效的信息和數(shù)據(jù)。

三、工控機(jī)的發(fā)展前景

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的發(fā)展不僅局限于主體結(jié)構(gòu)，還需要精通很多專業(yè)的知識(shí)。在發(fā)展后工業(yè)控制計(jì)算機(jī)時(shí)，要合理運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域，加大工業(yè)控制的作用，產(chǎn)生技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)效果。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)活動(dòng)中，產(chǎn)品的生產(chǎn)過程大多利用人工作業(yè)來完成，而在將控制計(jì)算機(jī)運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)之后，將極大地減少人力輸出，提高產(chǎn)效，增加產(chǎn)量。在未來，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)定會(huì)成功替換人力操作，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化生產(chǎn)。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化和自動(dòng)化為目標(biāo)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用呈現(xiàn)出高昂的勢(shì)頭，伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)將不斷更新和完善，為提升工業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量提供更為全面可靠的功能支撐。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：母建香（1974.02—），女，重慶人。