工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中計算機技術的應用探究

董建文

摘 要：隨著時代的進步和社會的發(fā)展，科學信息技術的應用越來越廣泛，自動化控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)生產中的地位越來越重要，而要實現(xiàn)工業(yè)自動化控制，離不開計算機技術的融入和應用，因此本文對工業(yè)自動化系統(tǒng)中計算機技術的應用進行探究和分析。

關鍵詞：工業(yè)自動化;計算機技術

一、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的概念

工業(yè)自動化即以工業(yè)生產中的各種參數(shù)為控制依據(jù)，實現(xiàn)各種過程控制，在整個工業(yè)生產中，充分利用動物以外的能源與各種資訊來進行生產工作，盡量減少人力的操作，又稱為工業(yè)自動化生產。工業(yè)自動控制系統(tǒng)通過工業(yè)控制計算機對傳感器及局域網所采集的各種信息的歸納、分析、整理，實現(xiàn)信息管理與自動控制的一體化，并通過權限認證確保信息安全。

經過長期不斷的發(fā)展，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)在充分運用計算機技術方面取得卓越成效，計算機技術在自動化生產過程中已發(fā)揮其重要作用，成為生產過程安全穩(wěn)定自動化運行不可或缺的工具。

二、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的計算機技術

從計算機技術角度出發(fā)，計算機技術只是一個籠統(tǒng)的概念，也就是宏觀概念。對于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)來說，計算機技術主要包括 PLC控制技術、DCS控制技術、FCS 控制技術。

1.PLC控制技術

PLC控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，由電源組件、微處理器CPU及存儲組件、輸入及輸出組件構成，一般是采用循環(huán)掃描工作方式，當用戶將用戶程序調試完成后，通過編程器將其程序寫入PLC存儲器中，同時將現(xiàn)場的輸入信號和被控制的執(zhí)行元件相應的連接在輸入模塊的輸入端和輸出模塊的輸出端，接著將PLC工作方式選擇為運行工作方式，后面的工作就由PLC根據(jù)用戶程序去完成。

2.DCS控制系統(tǒng)

DCS控制系統(tǒng)即集散控制系統(tǒng)，采用控制分散、操作和管理集中的基本設計思想，采用多層分級、合作自治的結構形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制，通常采用分級遞階結構，每一級由若干子系統(tǒng)組成，每一個子系統(tǒng)實現(xiàn)若干特定的有限目標，形成金字塔結構。

3.FCS控制系統(tǒng)

FCS即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，是由PLC（Programmable Logic Controller）或DCS（Distributed Control System）發(fā)展而來的，具有很好的開放性、互操作性和互換性。

三、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中應用計算機技術的意義

隨著時代的進步和社會的發(fā)展，科學信息技術的應用越來越廣泛，越來越多的傳統(tǒng)工業(yè)將被市場淘汰，面臨轉型和升級。市場需求的飛速增加，迫使人力已經不能夠滿足市場需要，工業(yè)化、自動化成為市場經濟的新需求，因此在工業(yè)生產的過程中，必須使其信息化，減少其生產成本，保障其生產效率。隨著計算機信息技術的普及，計算機控制技術能夠增強控制精度、降低誤差、增強生產效率，在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中被廣泛運用。

四、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中計算機技術的應用

1.PLC控制技術的應用

PLC的運行包括輸入采集、程序執(zhí)行和輸出刷新三部分。其運行方式主要是將信號輸入到輸入端子，并依次進入到輸入映像區(qū)，用戶應用程序。通過應用程序進入到輸出映像區(qū)，到輸出鎖存，輸出端子，最后輸出信號。PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)中往往充當對受控設備，如電機、變頻器和數(shù)碼管等進行控制的元件。

PLC 控制技術在工業(yè)自動化中起著舉足輕重的作用，在國內外廣泛應用于機械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品和交通等行業(yè)。隨著時代的發(fā)展和計算機技術的升級換代，計算機控制系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的應用功能將會不斷被刷新。計算機控制技術將會向高速度、智能化方向發(fā)展，向大系統(tǒng)或系統(tǒng)工程的方向發(fā)展，向管理控制一體化的方向發(fā)展。

2.DCS控制技術的應用

DCS系統(tǒng)可進一步劃分為分散過程控制級、集中控制監(jiān)控級、綜合信息管理級和通信網絡系統(tǒng)，其中通信網絡是最核心的部分。典型的 DCS 體系機構呈現(xiàn)三站一線式，即系統(tǒng)網絡主線上分布操作員站、工程師站和服務器及其他功能站，共同作用于現(xiàn)場控制站，與現(xiàn)場變送器和執(zhí)行器相互作用。要采用先進的控制策略，為預測檢修提供相應的數(shù)據(jù)，保障檢修工作順利展開。此外，該系統(tǒng)還具備較全面的控制功能，可利用網絡技術達到與較先進的計算機之間的連接，從而實現(xiàn)高級控制，讓系統(tǒng)能夠更好地運行。

3.FCS控制技術的應用

FCS系統(tǒng)技術可以保障同企業(yè)管理層的資料管理系統(tǒng)的信息交流，幫助車間主任和工段長制定工作計劃，建立調度員和操作員的操作工作位置，完成資料的接收和工藝流程的直接控制等。通過將 FCS 系統(tǒng)應用到各項設備中，能夠實現(xiàn)全數(shù)字化、全分散、開放性、操作型的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。

總而言之，在工業(yè)制造中自動化生產是重中之重，需要引進先進技術和設備作為輔助，其中計算機技術就是極具代表性的技術。在控制計算機應用時，必須要進一步研發(fā)計算機控制技術，在降低成本的基礎上，提高生產效率和質量，發(fā)揮計算機技術的最大作用，推動我國工業(yè)自動化的高效發(fā)展。

參考文獻：

[1]黃麗娜.計算機控制技術在工業(yè)自動化生產中的應用研究[J].電子技術與軟件工程，2016（11）： 181.

[2] 趙文馳 . 計算機技術在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的應用 [J].山東工業(yè)技術，2017（5）：122-122.

（臨沂大學自動化與電氣工程學院 ?山東 ?臨沂 ?276000 ）