計算機技術與機械控制系統設計的結合

趙 瑜，宋 雪

（延安職業技術學院，陜西 延安 716000）

在信息化時代，各行各業的發展均離不開計算機技術的支持。計算機與人們的生活和工作息息相關，在生產領域中發揮著重要的作用。計算機不僅可以確保各項信息得到有效的管理和控制，還能高效處理各項數據。由于數據類型眾多，通過計算機分類后就可以將這些數據處理成所需信息。在機械控制系統設計中，工作人員可充分應用計算機技術獲取相應的信息，保證機械設備得到更加精準的控制，提高機械控制系統自動化與智能化水平。

1 計算機技術與機械控制系統設計的結合概述

在設計機械控制系統的過程中，引進計算機技術可確保目標信息得到有效的整理和加工，在對其進行相應的傳輸后，就可以為有需求的人員提供有價值的信息。在計算機技術的支持下，機械控制系統的自動化水平正在不斷提高，可以保證生產流水線實現自動化運行。只需通過計算機操作與控制系統，就可以確保其按照生產的要求運行，無須工作人員參與。計算機技術可以有效提高計算的效率和精度，在機械制造業中具有廣泛的發展前景。在大規模機械制造中，應用計算機技術可完成難度較大的工作，改變傳統控制技術中存在的不足。

在計算機技術的支持下，完善的監控系統和過程對象將會進一步發揮作用。在監控系統中，主要包含硬件和軟件，還要利用執行機構的功能實現監控。計算機控制系統會監測過程對象，具有高效的反應速度、極高的操作精度和龐大的信息存儲空間，還可以通過簡單的邏輯判斷處理問題，因此可控制復雜的工業流程[1]。在機械控制系統中，計算機技術可以改變傳統的生產方式，改善生產環境，確保機械控制系統與其他工業設施實現有機結合。

2 計算機技術與機械控制系統設計結合的現狀

2.1 網絡化

隨著我國計算機技術的不斷發展，機械控制系統與計算機網絡技術的融合不斷深入。在網絡技術的支持下，一般回路控制系統的特點正在發生改變，企業采用網絡化控制系統可保證儀器間擁有完善的通信功能。該技術可以將原有的網絡結構融合，由于最底層和最高層各自有任務，通過該技術就可以確保任務控制與任務結構和調度工作得到進一步優化。在網絡控制系統的支持下，儀器間的網絡化水平也在不斷提升，并具備數字化與智能化功能。現場總線控制系統在儀器單元的支持下，可確保各個系統和設備間的信息傳輸更加方便。機械控制系統的每個單元各自獨立，完成任務后，網絡化集中處理這些任務，可保證預期的控制任務順利完成[2]。

2.2 扁平化

由于產品來自不同的廠家，這些產品的交互性不夠強大。不同廠家的機械控制系統在計算機技術的支持下通常會有不同的網絡結構與數據結構，而且這些結構是以封裝的方式呈現，接口的協議與結構存在較大的差異性，導致總線系統不夠穩定。由于功能單元和實際網絡分布有所不同，計算機控制系統會將網絡劃分成若干個層次，每個層次均需利用計算機技術實現通信，若無計算機設備的支持，各層次之間將不被允許彼此溝通。由于該技術在發展的過程中會面臨一定的限制，各大企業需積極提高現有各產品的通信能力。在現場總線技術的支持下，現場的智能化設備與儀器正朝網絡化方向發展，這就使系統的底層功能可實現互相銜接，能容納更多的設備。企業的內部網絡與現場網絡在計算機控制系統的劃分下會承擔各自的職能，其中內部網絡會控制和調度整體，主要承擔調度系統的任務，并管理和處理各項數據，負責管理網關系統。簡言之，企業內部網絡主要是整合管理每個子系統，確保系統的性能得到進一步優化。企業現場及網絡主要是對具體設備的單元和儀表單元開展管理與控制，由兩大網絡構成先進的計算機控制系統，領導可通過內部網絡隨時查看作業的情況。工作人員可實時監控現場，及時發現問題并診斷和處理故障。在扁平化的管理模式下，計算機技術與機械控制系統結合可確保各個子系統各自獨立，并獲得妥善的控制與管理，保證各項任務的順利完成[3]。

3 計算機技術與機械控制系統設計結合的數據處理措施

得益于計算機技術的支持，機械控制系統的數據處理有明確的流程，數據的處理工作也得到進一步優化。計算機控制系統可以確保各項工作得到總體的調度和優化，還能有效解決現場的具體問題。每個設備單元和工作人員的工作在計算機技術的支持下，能進一步提高作業效率和企業的競爭力。

3.1 選擇針對性的數據處理方法

根據不同的數據結構選擇相應的數據處理方法，不斷提高軟件和硬件的性能，就可以確保數據得到針對性處理，大大減輕工作人員的工作壓力。首先，計算機技術支持單道處理，可將多道處理器與交互處理器的性能相融合，保證數據得到有效處理。其次，在處理數據時，可保持聯機狀態或脫離方式。再次，采用分布式算法或集中式方式處理數據。最后，通過分批次和分階段的方式處理數據[4]。根據數據的類型對其進行針對性分類，及時篩選不合格的數據，以提高數據的精確度。

傳統的機械控制系統的數據處理能力有待進一步提升，因此需引進計算機技術才能確保高效處理數據。通常要分析來源數據，再對其進行有效的處理，根據處理結果選擇相應的操作方式，使系統擁有簡單的學習能力，提高系統智能化操作水平。在大數據時代下，計算機可以處理海量數據，并從中篩選出有價值的信息。由于物聯網日益發達，隨時會產生大量的信息，同樣需要計算機對其進行處理[5]。當各類信息被有效總結和歸納后，就可以滿足相關人員的需求，為決策提供參考依據。

3.2 處理復雜的圖像與信號

近年來，我國機械行業發展十分迅速，企業在生產時會優化每個生產環節，提高生產智能化水平，重視模具的設計與制作，不斷提高零部件的設計與制造標準，確保零部件組裝工作高效進行。企業的生產線已經從傳統的單一操作轉換為全自動化發展，應用計算機技術處理各項信息。計算機處理的數據主要是在生產中產生，數據類型多種多樣，如圖像和信號等。圖像與信號的處理工作十分復雜，需將其轉換成可以被識別的機器碼，然后再進行加工，終端將接收到處理后的結果，并根據結果發出指令，使各大設備能實現正常運行，完成任務[6-7]。計算機技術為大規模機械制造奠定了堅實的基礎，其在數據處理方面具有其他技術不可比擬的優勢。

3.3 實現數據轉化，滿足用戶需求

計算機技術與機械控制系統的結合為系統設計指明了方向，要重視系統對數據的處理，為產品設計奠定基礎。計算機系統采集數據后，會轉化自然數據和輸入數據，確保系統能順利識別[8-9]。轉化后的語言經過編碼與分組處理，系統會根據自身需求對其進行分類，并傳輸到各個模塊與組織中，各個模塊將會計算信息，最終得出所需信息。將信息存于不同的網絡空間中，客戶只需查詢系統就能了解產品的各項信息。

4 計算機技術與機械控制系統設計結合的具體應用

如今，計算機在機械行業中的應用范圍十分廣泛，將計算機技術與機械控制系統設計相結合，可打造功能更加完善的系統，如工業數據采集系統、直接數字控制系統、監督計算機控制系統等。我國機械制造企業所需工藝比較復雜，傳統的生產工藝離不開工作人員的支持，引入自動化控制技術后就可以轉變傳統的工業生產模式，減少人員參與，許多危險的作業由機械操作即可，還可進一步提高產量。在機械行業中，安全自動化控制技術的發展速度很快，但由于部分中小型企業缺乏足夠的資金，在生產的過程中依然需要人工參與其中，缺乏完善的安全控制系統[10-11]。

在計算機技術支持下，企業可進一步完善機械控制系統的功能，提高系統的安全系數和生產效率；要加強對計算機控制系統的了解，結合自身需求選擇合適的控制系統產品；要考慮系統架構、控制算法、功能等內容是否符合要求，通過試運行的方式了解系統情況，檢驗每個模塊的生產情況；還要提高各個回路的實時性與系統的可靠性，檢查系統的各項參數，了解系統的性能是否符合標準。同時，還要保證系統能獲得擴展，將設備單元與儀器單元隨時接入網絡中[12]。

5 結束語

綜上所述，在機械控制系統中引入計算機技術，可大大增強系統的功能，轉變傳統的生產與生活方式。計算機技術優勢眾多，可優化機械控制系統，使其朝著網絡化與扁平化方向發展；還可提高系統的數據處理效率，高效處理各種復雜的圖像與信號，將其轉化成可識別的語言，滿足用戶需求。因此，企業可根據實際情況結合計算機技術與機械控制系統設計，提高生產效率和質量。