工业自动化中计算机控制技术的应用

李新宇

（青岛理工大学信息与控制工程学院， 山东 青岛 266520）

1 工业自动化技术的基本概述

计算机控制技术在工业生产中起着重要作用，有效提高了公司产品的生产水平，市场竞争力更加明显，产业结构得到优化[1]。在计算机控制系统中，分布式控制系统（DCS）是工业生产过程中的媒介，使计算机技术可以有效地收集、分析和处理数据，并将工业生产的各个环节作为一个整体进行管理。分布式控制系统是一种分布式计算体系结构，它将任务分配给相应的处理器，以实现每个处理器的各种功能优势。在工业生产中，可以实现工业生产线的自动化控制，有效地提高了生产的效率。在工业生产自动化过程中，可靠性是分布式系统的主要特点[2]，具有数据采集、直接数字控制和交互控制等功能，是工业生产过程中较好的控制系统。例如，在硬件和流程制造中，可接受性可以有效地在软件设计中引入自动系统恢复和自动处理，以提高分布式系统的效率。工业自动化系统借助计算机控制技术，就可以在生产中实现自行编程，易于操作、可靠性高。还可以根据工业自动化系统所具有的逻辑换算模块功能，结合工业自动化系统实际的工业设计，开展不同需求的组合工作，如将微型计算机技术与机电控制技术相结合，使进工业生产变得更加的智能化和科技化。

2 计算机控制技术的应用原理及技术分析

2.1 计算机控制技术的应用原理

计算机控制技术在实际应用中，也被人们称为可编程逻辑控制器（PLC）。在我国工业生产中,通过将工业自动化系统与智能运行管理相结合，可以借助计算机控制技术所具有的智能化程序储存功能，将工业自动化系统预先设定的指定程序进行逻辑算术的编排，使工业自动化系统可以根据预先编排的逻辑算术进行定时运算、顺序控制、逆势控制等操作命令。目前,在我国工业领域应用计算机控制技术，可以实现工业机械智能化运行和工业生产的整体控制。通常,在实际生产工作中，工作人员会将工业自动化系统中的计算机控制技术看做智能化信号模拟输出器和数字信号接收器，这主要源于计算机控制技术可以与大量的生产设备及机械设备相连接，实现机械设备与生产设备的智能化工业操作。借助计算机控制技术，工业生产中的机械设备具有较高的抗干扰性能。

2.2 计算机控制技术分析

在工业生产中，计算机的引入在一定程度上可以满足生产要求，保证生产质量。在工业生产中，计算机根据生产指标编写程序，严格控制整个生产线的生产数据，从而使产品规格更加准确。在整个布局中，计算机数据处理系统不属于工业自动控制系统，而在数据采集系统中却处于非常重要的地位。计算机控制系统要求对信息进行实时采集和处理，然后根据信息处理的结果设计工业生产的最佳参数，实现工业生产的自动控制功能，保证工业生产的效率和质量。首先，根据计算机控制技术的原理展开分析，计算机控制技术的原理主要是根据对计算机硬件、软件、程序的改变，来实现自动化控制。根据分析结果可知计算机的控制系统受硬件系统的影响，通过对计算机硬件设计来满足用户的需求，可以帮助企业在生产过程中更改数据。计算机的控制系统还受软件系统的影响，主要是通过对计算机的软件程序控制来控制整个生产线。同时，计算机控制系统还具有监督、监控作用，主要是通过对信息的电子监控，来完成整个生产的管理。这个控制系统比较简便，通过无线的方式进行监控，让电子控制的作用发挥到极致。与传统的手动控制相比，具有对整个过程有效监控和实时反映的功能，可节省时间、降低人工成本。采用先进、方便、有效的管理方法，实现企业内部信息的共享、实时监控和修改，提高了工业生产设备的可靠性，提高了生产效率。电子监控设备可以有效地实现远程控制，完全克服了距离的限制。自动化工业控制系统中的各种控制手段和检测仪器是不一样的，该执行器旨在根据控制器控制信号的变化，正确调节工业自动化系统输出的线性和角度位移。计算机对存储器中的数据进行收集、分析，执行特定操作和逻辑数据处理，处理结果在数据处理后传输到存储器地址。然后从存储器中删除第二命令，并重复第一命令，直到收到停止命令。数据采集的主要目的是采集控制对象的实时数据，并将其传输到工业控制系统的计算机存储器中。实时决策过程包括对实时采集的信息进行处理，并根据预先设定的系统控制规律制定后续控制计划。一旦数据处理完毕，计算机就会作出适当的决定。当解决方案发送到控制系统时，系统将自动分配任务并监视每个程序的执行。

3 工业自动化控制中计算机控制技术的具体应用

3.1 数字化控制技术

数字控制是工业自动化的一种重要模式，可以用符号和数字进行编程。数字控制要求计算机设备根据特定的计算机指令传输数据，一旦收到相关任务，必须按照项目管理程序使用该设备。在数字密钥管理领域，软件对计算机管理领域的所有应用都非常重要。同时，在工业生产过程中，数字控制程序将呈现出直观的数字状态。通过对数字信息的合理分析，可以快速发现设备错误，有效降低工业加工成本，提高工业自动化生产效率。在实践中，只有采用高效、先进的数字控制技术，才能实现高水平的工业自动化，加强对所有工业生产故障的控制，提高工业自动化控制系统的安全性和稳定性。数字测量仪器的主要功能是使用传感器和测量线，将工业生产参数转换为信号[4]。其主要功能是在生产过程中采集测量信号，通过内部数字电路对信号进行处理，然后学习工业自动化系统的编程规则，通过输出模拟信号或程序产生的信号数字，驱动执行机构，自动完成闭环输出控制。

3.2 可编程逻辑控制器

计算机控制系统包含着可编程逻辑控制器（PLC），在切换逻辑控制时，可有效控制产品逻辑和生产顺序，实现多组机器控制和流水线控制。在控制生产过程时，该技术可以控制生产环境，包括湿度、温度和压力等，使生产流水线能根据控制程序完成工作。在这个过程中不需要太多的员工，只需要少许员工来监督机械运行的机动性和安全性，确保生产线上的数据足够准确，技术人员可以根据生产的产品质量反馈，来完善程序的准确性，不断完善生产数据[5]。

3.3 分布式控制系统

分布式控制系统（DCS）是一种多层次的计算机控制系统，对提高工业自动化的计算机控制技术起着重要作用。分布式控制系统由中央计算机和分布式计算机组成，分析工业控制系统中的分布式数据，并将结果发送给计算机。计算机的工作是收集和分发信息，提高工业自动化应用的可靠性和安全性。每个子系统既是独立的，又是相互关联的。子系统故障不影响其他子系统的正常功能。此外，通过接口连接到控制系统和两个接口，可实现系统的自动控制，实现准确、高效、安全的生产管理。

3.4 现场总线管理系统

自动化工业控制中的现场总线包括数字通信控制和控制系统，在应用过程中，它有一个特殊的处理器，能够提供与测量控制器的通信，进行计算机分析和通信。在工业自动化生产中，中央生产线可以实现在线开发和控制，为各种工业自动化设备和系统的应用和运行提供重要支持。计算机开始从存储器中提取第一个指令，驱动程序根据指令要求对计算机存储器中的数据进行解码，进行具体操作和逻辑数据处理，在数据处理后将处理结果传输到存储器地址。然后从内存中删除第二个命令，重复第一个处理命令，直至收到停止命令[6]。计算机控制方法的应用过程包括数据采集、实时决策和执行控制任务三个阶段。数据采集的主要目的是实时采集控制对象数据，并将其传输到工业自动化控制系统的计算机存储器中。实时决策涉及处理实时收集的信息，并根据预先确定的系统控制规律制定后续控制计划。一旦处理了数据，计算机就会做出相应的决定。将解决方案发送到控制系统后，系统会自动分配任务并自动监控每个程序的执行情况。

3.5 计算机传感器

基于网络通信技术和传感器的计算机控制方法在工业自动化的具体应用中，传感器起着非常重要的作用，是控制工业自动化的重要条件。随着科学技术的发展，传感器具有数字化、系统化、精确化和智能化的特点。传感器的性能在一定程度上决定了工业自动化的水平[7]。目前，传感器和计算机可以实现对工业生产信息的全面采集和管理，以及对各种过程信息的动态控制，从而保证了工业自动化的安全运行。计算机控制技术支持为工业提供数据信息的综合控制系统。计算机控制技术由多种集成技术组成，包括硬件和软件的集成。工业自动控制系统的出现，无疑提高了工业生产效率，促进了我国工业的发展[8]。

4 结语

工业自动化系统中利用计算机控制技术开展工作，会对原有的工业自动化系统产生一定的影响。因此，相关部门需要做好计算机控制技术应用的准备工作，为工业自动化系统的运行打好基础。通过计算机控制技术的应用，可以将大数据技术与传统的工业生产系统功能相结合，全面提升工业生产系统的运行效率，值得在我国工业自动化系统开发中推广并使用。此外，在科学技术快速发展的今天，计算机控制技术可以通过完美的人机界面和通讯设备，制作出品种更加丰富、规格更加齐全的产品，以适应各种工业控制场合的需求。