探析計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

摘要：如今，計(jì)算機(jī)被廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域之中，與人們的日常生活密不可分，對(duì)各種生產(chǎn)的影響也極為深遠(yuǎn)，計(jì)算機(jī)控制工作也得到了長(zhǎng)足發(fā)展。基于此，本文著眼于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，分析了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了概述，還展望了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)? 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)? 傳感器

前言

為了解放勞動(dòng)力、提高生產(chǎn)效率和生活便捷性，人們對(duì)智能化、自動(dòng)化設(shè)備的研究不斷深入，使得計(jì)算機(jī)控制技術(shù)被不斷優(yōu)化。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景越來越多，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能也越來越完善，該技術(shù)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用和優(yōu)化發(fā)展。不過，為進(jìn)一步發(fā)揮計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的作用，相關(guān)工作人員還是應(yīng)該做好技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的研究。

1 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)被合理應(yīng)用的有效載體，基于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可生成適用于不同領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。相比于其他的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制精度更高、分?jǐn)?shù)控制和判斷儲(chǔ)存能力更強(qiáng)且控制技術(shù)應(yīng)用更為靈活?，F(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分級(jí)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)和監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等類型，而在其具體應(yīng)用領(lǐng)域中將衍生出更多細(xì)致化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

通常來說，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中包含軟件和硬件，還必須具備數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備和實(shí)時(shí)控制能力。目前，基于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的控制系統(tǒng)在運(yùn)行環(huán)節(jié)需要經(jīng)過三大流程，它們的運(yùn)行順序以及內(nèi)容就是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的主要應(yīng)用原理。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用需要依次經(jīng)過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)決策和實(shí)時(shí)控制三個(gè)過程，它們的循環(huán)往復(fù)就是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程。

2 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)主要基于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來使用，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景、控制要求以及控制目標(biāo)的差異，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用形式也不盡相同。

第一，操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)十分重要，簡(jiǎn)單直觀的結(jié)構(gòu)和有效的控制效果使其被廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域中。操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)具備較強(qiáng)的使用靈活性和安全性，不過在其應(yīng)用環(huán)節(jié)無法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，仍然需要人工操作的輔助，而且人工操作的專業(yè)化水平要求較高。

第二，直接數(shù)字控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)也被稱之為DDC控制系統(tǒng)或閉環(huán)控制系統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中十分常見。在使用DDC控制系統(tǒng)時(shí)，其主要作用是基于計(jì)算機(jī)采集、處理和運(yùn)算工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)參數(shù)，并依據(jù)特定控制規(guī)律發(fā)布控制信號(hào)。DDC控制系統(tǒng)的應(yīng)用離不開應(yīng)用軟件的支持，其應(yīng)用軟件具備靈活修改性和便捷操縱性，可以兼顧基本控制規(guī)律和復(fù)雜控制規(guī)律的控制，能為滿足生產(chǎn)需要而提供最具針對(duì)性的控制功能。

第三，計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)也被稱之為SCC控制系統(tǒng)，利用SCC控制系統(tǒng)，可將控制對(duì)象鎖定在最優(yōu)狀態(tài)，從而完成對(duì)生產(chǎn)的優(yōu)化控制。從本質(zhì)上來看，SCC系統(tǒng)屬于分級(jí)控制系統(tǒng)，其應(yīng)用能大大提升生產(chǎn)控制安全性和可靠性。該系統(tǒng)的第一級(jí)是使用DDC計(jì)算機(jī)開展直接控制，第二級(jí)則基于SCC計(jì)算機(jī)控制，可以基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)和數(shù)字模型為DDC提供必要的控制信息。所以，該系統(tǒng)的運(yùn)行流程是以監(jiān)督控制計(jì)算機(jī)獲參數(shù)信息，而后經(jīng)計(jì)算得出最佳控制值，再由DDC發(fā)布控制指令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)完整的過程控制。

第四，集散控制系統(tǒng)。DCS控制系統(tǒng)即集散控制系統(tǒng)，屬于新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能在使用環(huán)節(jié)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)各種功能性計(jì)算機(jī)的緊密連接，從而實(shí)現(xiàn)有效控制。在DCS控制系統(tǒng)使用環(huán)節(jié)，需要基于信息共享、集中管理、分散控制和各擔(dān)其責(zé)的原則作業(yè)。作為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，DCS控制系統(tǒng)同樣具備便捷操作性和極強(qiáng)控制力，同時(shí)還具備高安全性和可靠性的特點(diǎn);而且，由于該系統(tǒng)可集中控制多個(gè)分支計(jì)算機(jī)，所以DCS系統(tǒng)具備多元化功能以及維護(hù)和擴(kuò)展優(yōu)勢(shì)。

第五，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)即FCS控制系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用形式，其本質(zhì)是實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可以基于智能儀表實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)控制裝置的有效連接，從而為開展現(xiàn)場(chǎng)控制提供輔助。FCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)控制模式的改革，從原本的單一通信技術(shù)和數(shù)字表控制模式，轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)總線通訊網(wǎng)絡(luò)集成控制模式，可形成 雙向串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)站點(diǎn)的全面輻射，從而確?，F(xiàn)場(chǎng)控制工作具備全面性和實(shí)時(shí)性。

3 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

雖然，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)得到了有效應(yīng)用，并且在其使用環(huán)節(jié)不斷被優(yōu)化，但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和控制目標(biāo)的轉(zhuǎn)移，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)勢(shì)必要再次革新，所以對(duì)其未來發(fā)展方向和趨勢(shì)進(jìn)行有效研究十分必要。

3.1網(wǎng)絡(luò)化方向

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展都與互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展息息相關(guān)，現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系十分緊密，而在未來這種聯(lián)系必然會(huì)被進(jìn)一步深化，所以網(wǎng)絡(luò)化將成為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的主要發(fā)展方向和趨勢(shì)。對(duì)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)而言，不同層次的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將對(duì)其產(chǎn)生差異化影響，將會(huì)為擴(kuò)大控制規(guī)模、完善系統(tǒng)功能和優(yōu)化應(yīng)用成效奠定良好基礎(chǔ)。呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，將具備更為強(qiáng)大的控制能力，各儀表單元在完成控制任務(wù)時(shí)將表現(xiàn)出明顯的獨(dú)立性和可靠性。而且，網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展也將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)部互聯(lián)和信息共享，將為實(shí)時(shí)協(xié)作式的任務(wù)控制提供輔助。

3.2智能化方向

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)必然離不開智能化發(fā)展，這與現(xiàn)階段生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展方向相符。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)方法眾多，而其未來的智能化發(fā)展將主要圍繞以下三個(gè)方面開展：

首先，模糊控制。這種控制方法可以讓計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用，免受不確定對(duì)象或時(shí)變性的干擾，高速高效地開展生產(chǎn)過程控制。雖然，模糊控制適用范圍廣泛，但其必須基于完善的控制規(guī)則作業(yè)才能保證控制有效性。因此，在未來應(yīng)推進(jìn)模糊規(guī)則的完善，并提高模糊控制技術(shù)的適應(yīng)性。

其次，專家控制。作為計(jì)算機(jī)智能控制方法，專家控制極具發(fā)展前景，但在現(xiàn)階段卻尚未形成廣泛應(yīng)用，所以該模式將成為未來計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的研究發(fā)展方向。

最后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。這種控制模式較為特殊，在其應(yīng)用環(huán)節(jié)追求“擬人化”，也就是要借助于模擬人腦功能完成控制工作。不過，該模式的實(shí)時(shí)性難以保障，所以為了攻克這一難關(guān)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制將成為未來計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向。

3.3標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化是所有技術(shù)發(fā)展環(huán)節(jié)的必然趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也不例外。在未來，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展將會(huì)引發(fā)相應(yīng)控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和發(fā)展，其功能性將會(huì)更為全面，能充分滿足生產(chǎn)環(huán)節(jié)的提質(zhì)和增效要求，可以為生產(chǎn)過程提供更加優(yōu)質(zhì)的控制服務(wù)。當(dāng)然，為了切實(shí)推進(jìn)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，相關(guān)工作人員需要積極研究現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)和控制技術(shù)的通用性使用要求，為構(gòu)建通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

綜上所述，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)生活領(lǐng)域，其應(yīng)用可有效提升控制的精密度和速度，能為輔助生產(chǎn)和便捷生活奠定良好基礎(chǔ)。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)主要以控制系統(tǒng)的形式存在于不同領(lǐng)域，而在未來計(jì)算機(jī)控制技術(shù)將逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

闞永彪，出生年月：1969.02.16，性別：男，學(xué)歷：本科，職稱：副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)控制、人工智能，單位：甘肅酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，省市郵編：735000。