工業自動化控制系統中計算機技術的應用研究

呂端 魯飛

摘? 要：當前，在我國社會主義市場經濟逐漸趨于現代化發展的背景下，科學技術也呈現出了日新月異的發展狀態，而受國際形勢影響，也日益加劇了國與國之間的競爭力，在此背景下，各行業競爭也逐漸趨于白熱化方向發展。對此，為確保利益最大化目標有效實現，就應在社會必要勞動時間方面盡可能降低，進而促進工作效率的有效提高。現階段工業發展的必然趨勢就是自動化及高效化、便捷化等的工業生產模式，而將計算機技術應用到工業自動化控制系統中，能大幅度提高工作效率，使工作時間有效節約，為更多經濟效益的獲取提供基本保障。

關鍵詞：工業自動化控制系統;計算機技術;應用

中圖分類號：TP273???? 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）05-0000-00

0 引言

在改革開放不斷深入的背景下，我國社會主義市場經濟及科技水平取得的進步之勢十分顯著，與此同時也收獲了豐碩的工業生產成果，加之我國工業生產發展方向及趨勢的全新狀態也隨之呈現，而在此背景下，必然會進一步提高對工業生產的要求。以往工業生產過程，工人是主要勞動力，但從當前工業生產實際情況來看，機械設備已經逐漸代替人工勞動力，并且切實提高了工業生產效率，工人工作強度也大幅度降低，在進一步發展機械化生產模式的背景下，工業生產中的一個全新研究方向開始成為自動化控制，而其中一個研究要點就是跨區域多元控制。對此，本文探討了計算機技術在工業自動化控制系統中的應用，希望借助計算機技術優勢作用的充分發揮，為工業自動化控制系統預期目標的良好實現奠定技術基礎。

1 計算機技術應用作用

信息化時代隨之到來的第四次工業革命，使得工業生產開始呈現出自動化發展趨勢，此時高效化、快捷性的工業生產模式，最大限度降低了工業生產強度。目前，迅猛發展的計算機技術及互聯網，為更多行業及領域融合計算機技術、互聯網等進行革新發展提供了促進作用，而將計算機技術應用到工業生產中，能確保工業生產管理制度有效完善，促進系統化及科學、高效化工業自動化控制系統的逐步形成;與此同時，通過地理信息技術的應用，能確保跨區域流程監控目標有效實現，保障工業生產自動化的基礎不斷夯實[1]。

積極探索計算機技術和工業自動化控制系統的融合，不僅與生產行業發展趨勢相符，同時也能以此促進各行業及企業競爭力、工作效率等切實提高，為各行業獲取市場優勢地位提供基本保障，逐步推動自身經濟效益最大化目標的良好實現。對此，在當前社會背景下，各大工業生產企業要高度重視、充分認識計算機技術在工業自動化系統中的作用及應用優勢，積極探索各種計算機技術的有效應用，為我國工業生產及管理自動化、智能化等模式的形成提供切實保障。

2 計算機技術的具體應用

2.1 DCS應用

集散控制系統簡稱DCS，計算機技術會顯著影響這一系統，主要體現在計算機作出相應指令的情況下，該系統能快速作出反應。工業自動化控制系統中，集散控制系統的作用在于為工業自動化系統提供維護及改造、管理等作用，在我國科技水平日益進步的背景下，也深入研究了集散控制系統，隨之該系統生產速度也逐漸加快，因此市場上具有豐富的集散控制系統種類，同時產品技術水平方面也十分接近國際一流水平[2]。該系統具體有計算機及顯示、通信等技術包含其中，而系統核心所在為通信網絡，工程師站為該系統網絡節點，由該節點組態集散控制系統，進而為系統最佳工作狀態提供保障（系統構圖見圖1）。除此之外，集散控制系統的控制功能十分全面，通過網絡技術的應用，可連接先進計算機，確保高級控制目標有效實現，為系統更好地運行提供有力支撐。

從該系統構圖情況來看，其中現場控制器主要是對現場所有設備進行控制，工作原理方面是以DCC運算能力的應用為主;與此同時，現場控制器還能夠控制一些復雜化功能。操作站員主要是為操作人員提供服務，通過人機界面的展示，為操作人員對現場運行狀態及運行參數的及時了解提供保障，而借助輸出設備的應用，也能為操作人員了解設備故障信息提供便捷作用，操作員站還能處理歷史信息，基于歷史數據庫的調用，確保運行報表有效完成。

2.2 PLC應用

可編程控制系統中常見的一種就是PLC，PLC的顯著作用體現在：基于運算及控制記錄等指令的應用，通過數值信號的發送、或者是模擬量形式的應用，管控工業控制系統中的存儲系統。目前，與傳統技術相比，PLC得到了更為廣泛的應用，主要原因在于PLC能夠穩定傳輸信號，具備較強的抗干擾能力，操作步驟十分簡化，尤其適用于復雜工業環境中。工業自動化控制系統中PLC的應用，能借助直觀及形象程序開展現場操作，為問題的及時發現和解決提供便利作用，PLC具備較強的功能性，同時能夠快速響應，可控制大量存儲容量;除此之外，PLC同時運行多種編程語言時，能夠始終保持穩定狀態。以PLC的過程控制為例，工業自動化系統閉環控制流量及溫度等指標，確保多種控制算法編程有效實現，進而推動閉環控制目標切實達成，這一流程就是過程控制[3]。一般來說，閉環控制通常是以PID調節方式為主，而目前PID板塊已經全面普及到PLC大中型設備中，并且一些小型設備中PID板塊也有配備。PLC在鍋爐及冶金等控制方面的一個重要應用體現就是過程控制，如接觸器聯鎖正反傳控制使用PLC如圖2所示。

接觸器聯鎖正反傳控制中應用PLC時，X000、X001為PLC外部按鈕所控制的常開接點，如果與外部信號接觸時，X000或者是X001處于閉合狀態，此時借助與第一或第二梯級串接線路的應用，則能有效閉合輸出繼電器Y000或者Y001線圈，而受這一閉合作用影響，上述線圈中的一個閉合就會有自保狀態逐步形成，此時就會停止SB1按鈕的控制，并斷開X002，電動機運行停止;FR驅動熱保護，斷開X003后，使電動機處于停轉狀態。通過以上流程來看，PLC過程控制的實質作用就是相互聯鎖。

2.3 FCS應用

現場總線控制系統就是FCS，其作用在于對外界信號干擾指令信號的現象進行抵抗，FCS在系統擴展及總線裝置、安裝等方面的作用不可替代。計算機控制系統應用與工業自動化控制系統時，常見方式之一就是FCS系統，對比其他系統來說，FCS系統顯著優勢體現在可互換更新的軟硬件方面，同時具備較強開放性。同時安裝這一系統時，無需投入較多成本，且能夠便捷安裝，具有較高的性能比，也便于維護，因此FCS目前已經廣泛應用與工業自動化控制系統中[4]。FCS可對數字通信進行控制和監測，進而通過相應運算管理器的應用，連接到控制器方面，借此確保數據通信目標有效實現，而這一過程，通信介質為雙絞線，可保障多個控制器和計算機間的有效對接目標得以良好實現，使自動化效果有效達成。如FCS系統系統對設備進行自動控制的過程中，借助網絡實時監控這一情況，能確保故障問題出現時能夠及時向相關處理人員發送提醒。

2.4 傳感器

傳感技術是現代信息技術的重要基礎所在，隨著傳感技術的不斷發展，各式各樣的傳感器隨之涌現，而因傳感器具備快速傳輸、豐富傳輸功能、較大傳輸容量等優勢，開始逐漸在工業自動化控制系統中廣泛應用[5]。自改革開放以來，傳感器就已經具有較為廣泛的應用領域，而傳感器應用優勢極為顯著的一個領域就是工業現場自動控制，且與工業自動化控制系統能否正常運行密切相關。所以，作為計算機技術在工業自動化控制系統中應用方式之一的傳感器，為工業生產科學化、智能化、高效化等發展提供了巨大作用，同時因傳感器種種優勢，使得其在當前社會中具有不可替代的作用[6]。如在有機結合傳感器、工業自動控制、地理信息等技術的情況下，能確保精準跨區域控制儀器設備的目標有效實現，為工業生產流程各環節效率的大幅度提升提供技術支持，促進生產成本有效降低。

3 結語

工業生產具有極其復雜的環節，在目前工業生產領域，通過一些大型機械設備的應用，切實為企業生產效率的提升提供了巨大幫助，但也進一步提高了對生產過程控制的難度。在此背景下，要想有效強化生產控制力度，一個重要舉措就是實現信息化，通過計算機技術的應用，為工業自動化控制系統功能作用的充分發揮提供輔助作用。

參考文獻

[1]王楊.計算機技術在工業自動化控制系統中的應用[J].新商務周刊，2019，23（1）：208.

[2]張晉花.工業自動化控制系統中計算機技術的應用分析[J].數字通信世界，2017，9（10）：102.

[3]馬淑清.計算機技術在工業自動化控制系統中的應用研究[J].信息記錄材料，2020，21（4）：114-115.

[4]胡明楊.計算機控制在工業自動化控制中的應用[J].電子測試，2019，25（6）：132-133.

[5]趙亮.工業機器人控制系統中PLC技術的應用分析[J].工業加熱，2020，49（8）：28-29+34.

[6]張聰聰.談計算機技術在工業自動化控制系統中的應用[J].魅力中國，2020，56（21）：391.

收稿日期：2021-03-12

作者簡介：呂端（1985—），男，陜西西安人，本科，工程師，研究方向：工業自動化PLC與人機界面HMI。

Research on Application of Computer Technology in Industrial Automation Control System

LV Duan，LU Fei

（Xi'an Aerospace Chemical Power Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi? 710025）

Abstract： At present， under the background of my country's socialist market economy is gradually becoming modernized， science and technology are also showing a state of rapid development， and affected by the international situation， it has also increased the competitiveness of countries. Against this background， competition in various industries has gradually become fierce. In this regard， in order to ensure the effective realization of the goal of maximizing benefits， it is necessary to reduce the necessary labor time in society as much as possible， thereby promoting the effective improvement of work efficiency. The inevitable trend of industrial development at this stage is the industrial production mode of automation， high efficiency and convenience， and the application of computer technology to industrial automation control systems can greatly improve work efficiency， effectively save working time， and provide more economic benefits. The acquisition of benefits provides basic guarantee.

Keywords： industrial automation control system; computer technology; application