時間：2022-04-16 09:02:16
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鍋爐微計算機控制，是近年來開發(fā)的一項新技術(shù)，它是微型計算機軟、硬件、自動控制、鍋爐節(jié)能等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，我國現(xiàn)有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產(chǎn)量的1/3，目前大多數(shù)工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環(huán)境污染等嚴重的生產(chǎn)狀態(tài)。提高熱效率，降低耗煤量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。
作為鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，減輕操作人員的勞動強度。采用微計算機控制，能對鍋爐進行過程的自動檢測、自動控制等多項功能。
鍋爐微機控制系統(tǒng)，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、微機、手自動切換操作、執(zhí)行機構(gòu)及閥、滑差電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉(zhuǎn)速等量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等送入微機，手自動切換操作部分，手動時由操作人員手動控制，用操作器控制滑差電機及閥等，自動時對微機發(fā)出控制信號經(jīng)執(zhí)行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統(tǒng)設(shè)計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，這是必不可少的，以免鍋爐發(fā)生重大事故。
控制系統(tǒng)：
鍋爐是一個較為復(fù)雜的調(diào)節(jié)對象，它不僅調(diào)節(jié)量多，而且各種量之間相互聯(lián)系，相互影響，相互制約，鍋爐內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換機理比較復(fù)雜，所以要對鍋爐建立一個較為理想的數(shù)學(xué)模型比較困難。為此，把鍋爐系統(tǒng)作了簡化處理，化分為三個相對獨立的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當然在某些系統(tǒng)中還可以細分出其它系統(tǒng)如一次風(fēng)量控制回路，但是其主要是以下三個部分：
爐膛負壓為主調(diào)量的特殊燃燒自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)
鍋爐燃燒過程有三個任務(wù)：給煤控制，給風(fēng)控制，爐膛負壓控制。保持煤氣與空氣比例使空氣過剩系數(shù)在1.08左右、燃燒過程的經(jīng)濟性、維持爐膛負壓，所以鍋爐燃燒過程的自動調(diào)節(jié)是一個復(fù)雜的問題。對于3×6.5t/h鍋爐來說燃燒放散高爐煤氣，要求是最大限度地利用放散的高爐煤氣，故可按鍋爐的最大出力運行，對蒸汽壓力不做嚴格要求；燃燒的經(jīng)濟性也不做較高的要求。這樣鍋爐燃燒過程的自動調(diào)節(jié)簡化為爐膛負壓為主參數(shù)的定煤氣流量調(diào)節(jié)。
爐膛負壓Pf的大小受引風(fēng)量、鼓風(fēng)量與煤氣量（壓力）三者的影響。爐膛負壓太小，爐膛向外噴火和外泄漏高爐煤氣，危及設(shè)備與運行人員的安全。負壓太大，爐膛漏風(fēng)量增加，排煙損失增加，引風(fēng)機電耗增加。根據(jù)多年的人工手動調(diào)節(jié)摸索，6.5t/h鍋爐的Pf=100Pa來進行設(shè)計。調(diào)節(jié)方法是初始狀態(tài)先由人工調(diào)節(jié)空氣與煤氣比例，達到理想的燃燒狀態(tài)，在引風(fēng)機全開時達到爐膛負壓100Pa，投入自動后，只調(diào)節(jié)煤氣蝶閥，使壓力波動下的高爐煤氣流量趨于初始狀態(tài)的煤氣流量，來保持燃燒中高爐煤氣與空氣比例達到最佳狀態(tài)。
鍋爐水位調(diào)節(jié)單元
汽包水位是影響鍋爐安全運行的重要參數(shù)，水位過高，會破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴重時會導(dǎo)致蒸汽帶水增多，增加在管壁上的結(jié)垢和影響蒸汽質(zhì)量。水位過低，則會破壞水循環(huán)，引起水冷壁管的破裂，嚴重時會造成干鍋，損壞汽包。所以其值過高過低都可能造成重大事故。它的被調(diào)量是汽包水位，而調(diào)節(jié)量則是給水流量，通過對給水流量的調(diào)節(jié),使汽包內(nèi)部的物料達到動態(tài)平衡，變化在允許范圍之內(nèi)，由于鍋爐汽包水位對蒸氣流量和給水流量變化的響應(yīng)呈積極特性。但是在負荷(蒸氣流量)急劇增加時，表現(xiàn)卻為"逆響應(yīng)特性"，即所謂的"虛假水位"，造成這一原因是由于負荷增加時，導(dǎo)致汽包壓力下降，使汽包內(nèi)水的沸點溫度下降，水的沸騰突然加劇，形成大量汽泡，而使水位抬高。汽包水位控制系統(tǒng)，實質(zhì)上是維持鍋爐進出水量平衡的系統(tǒng)。它是以水位作為水量平衡與否的控制指標，通過調(diào)整進水量的多少來達到進出平衡，將汽包水位維持在汽水分離界面最大的汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發(fā)效率，保證生產(chǎn)安全。由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個設(shè)有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水位現(xiàn)象，實際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙重量和水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。
除氧器壓力和水位調(diào)節(jié)：除氧器部分均采用單沖量控制方案，單回路的PID調(diào)節(jié)。
監(jiān)控管理系統(tǒng)：
以上控制系統(tǒng)一般由PLC或其它硬件系統(tǒng)完成控制，而在上位計算機中要完成以下功能：
實時準確檢測鍋爐的運行參數(shù)：為全面掌握整個系統(tǒng)的運行工況，監(jiān)控系統(tǒng)將實時監(jiān)測并采集鍋爐有關(guān)的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)、以及設(shè)備的運行狀態(tài)等。系統(tǒng)具有豐富的圖形庫，通過組態(tài)可將鍋爐的設(shè)備圖形連同相關(guān)的運行參數(shù)顯示在畫面上；除此之外，還能將參數(shù)以列表或分組等形式顯示出來。
綜合分析及時發(fā)出控制指令：監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測到的鍋爐運行數(shù)據(jù)，按照設(shè)定好的控制策略，發(fā)出控制指令，調(diào)節(jié)鍋爐系統(tǒng)設(shè)備的運行，從而保證鍋爐高效、可靠運行。
診斷故障與報警管理：主控中心可以顯示、管理、傳送鍋爐運行的各種報警信號，從而使鍋爐的安全防爆、安全運行等級大大的提高。同時，對報警的檔案管理可使業(yè)主對于鍋爐運行的各種問題、弱點等了如指掌。為保證鍋爐系統(tǒng)安全、可靠地運行，監(jiān)控系統(tǒng)將根據(jù)所監(jiān)測的參數(shù)進行故障診斷，一旦發(fā)生故障，監(jiān)控系統(tǒng)將及時在操作員屏幕上顯示報警點。報警相關(guān)的顯示功能使用戶定義的顯示畫面與每個點聯(lián)系起來，這樣，當報警發(fā)生時，操作員可立即訪問該報警點的詳細信息和按照所推薦采取的應(yīng)急措施進行處理。
歷史記錄運行參數(shù)：監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫將維護鍋爐運行參數(shù)的歷史記錄，另外監(jiān)控系統(tǒng)還。設(shè)有專門的報警事件日志，用以記錄報警／事件信息和操作員的變化等。歷史記錄的數(shù)據(jù)根據(jù)操作人員的要求，系統(tǒng)可以顯示為瞬時值，也可以為某一段時間內(nèi)的平均值。歷史記錄的數(shù)據(jù)可有多種顯示方式，例如曲線、特定圖形、報表等顯示方式；此外歷史記錄的數(shù)據(jù)還可以由以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的多種應(yīng)用軟件所應(yīng)用。
計算運行參數(shù)：鍋爐運行的某些運行參數(shù)不能夠直接測量，如年運行負荷量、蒸汽耗量、補水量、冷凝水返回量、設(shè)備的累積運行時間等。監(jiān)控系統(tǒng)提供了豐富的標準處理算法，根據(jù)所測得的運行參數(shù)，將這些導(dǎo)出量計算出來。
摘要:本文著重介紹了水泥熟料煅燒回磚窯的技術(shù)改造,即利用計算機控制技術(shù)替代規(guī)儀表和模擬單回路的操作方法。一是建立完備的儀表系統(tǒng);二是建立計算機的自控系統(tǒng)。達到了預(yù)期的設(shè)計目的,取得了較好的經(jīng)濟效益,其經(jīng)驗將對中小型水泥企業(yè)的技術(shù)改造或新建都具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:熟料煅燒;控制理論
當時水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯,由于采集、檢測、計量手段不完善,無法對整個工況過程進行有效地監(jiān)視與控制,只能靠經(jīng)驗來確定和判斷生產(chǎn)狀況,影響了新工藝潛在能力的發(fā)揮,成為制約生產(chǎn)發(fā)展的中心環(huán)節(jié)。因此,為保證生產(chǎn)過程的正常運行和獲得較好的經(jīng)濟效益,僅僅依靠常規(guī)儀表和模擬單回路的操作方法,已不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的工藝要求,且單純依賴于外延擴大再生產(chǎn)也不是現(xiàn)實的。而積極開發(fā)研制計算機自控技術(shù),推行技術(shù)改造,增加技術(shù)含量,挖掘現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)裝備的潛力,以新的技術(shù)實現(xiàn)已有資源的再有效利用,也就是說刺激生產(chǎn)發(fā)展的因素應(yīng)在生產(chǎn)過程中去尋找,才是可行的技術(shù)路線。
一、控制熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯的儀表系統(tǒng)
建地完備的儀表系統(tǒng),并通過工業(yè)實際運行,才能及時準確地提供水泥熟料煅燒過程中的各重要工藝參數(shù)信息,獲得被控制量隨操作變量而變化的數(shù)據(jù)組,積累定量化的、科學(xué)的直接操作經(jīng)驗,找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律。既是實現(xiàn)人工手動調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)和必要的技術(shù)手段,又是計算機實現(xiàn)自動控制的前提和應(yīng)用軟件開發(fā)的科學(xué)依據(jù)。
儀表系統(tǒng)采用國產(chǎn)標準ⅰ系列ddz—ⅲ型儀表,因它具有以下特點:一是采用線性集成電路,儀表的穩(wěn)定性和精度得到提高;二是采用國際標準信號制,現(xiàn)場傳輸信號是4～20ma,直流電流,控制室聯(lián)絡(luò)信號為0～5v,直流電壓;三是結(jié)構(gòu)合理,功能多樣,數(shù)字直觀;四是可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng),易與計算機配套使用。
水泥熟料煅燒回磚窯是一個運動對象。檢測條件惡劣:有噴燃火焰對檢測光路的干擾、二次風(fēng)卷上來的較冷的生科粉塵的散射吸收和對窗口的污染、以及被熟料形狀、窯皮狀態(tài)對輻射率的影響等。不宜采取接觸式檢測,因而,采用了遠程雙比色高溫針對燒成帶物料溫度的檢測,同時配有華海shc型核子秤,對生料雙管螺旋輸送機喂入量和煤粉雙管螺旋輸送機喂入量實施累積計量。
這些參數(shù)就其性質(zhì)來分,一是為實現(xiàn)工序正常的參控參數(shù),二是要求維持生產(chǎn)正常的監(jiān)控參數(shù),三是為保證設(shè)備正常運行的狀態(tài)參數(shù)。
儀表檢測系統(tǒng)的工作原理框圖
對于檢測參量它反映了從生產(chǎn)現(xiàn)場各工藝檢測點的一次檢測元件,經(jīng)過變換處理,到儀表顯示,再到計算機信號處理板,經(jīng)過濾波處理,直接進入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的全過程。所采用的儀表、儀器、設(shè)備以及它們的線路連接、信號制式是相互耦合的關(guān)系。
燒成帶物料溫度:高溫計溫度變換器數(shù)顯溫度表
窯尾廢熱咽氣溫度:電熱偶溫度變送器數(shù)顯溫度表
一次風(fēng)溫度:電熱阻溫度變送器數(shù)顯溫度表
二次風(fēng)溫度:電熱偶溫度變送器數(shù)顯溫度表
一次風(fēng)壓力:正壓壓力變送器數(shù)顯壓力表
二次風(fēng)壓力:負壓微差壓變送器數(shù)顯壓力表
回轉(zhuǎn)窯驅(qū)動電機電流:電流電流變送器數(shù)顯電流表
對于操作參量它反映了計算機的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器,經(jīng)過信號隔離、變化處理、操作器、控制器,直到生產(chǎn)現(xiàn)場各工藝調(diào)節(jié)點的執(zhí)行機構(gòu)之間的全過程。所采有的各種儀表、儀器、設(shè)備以及它們的線路連接,信號制式是相互耦合的關(guān)系。
一次風(fēng)機開度:操作器電動執(zhí)行器數(shù)顯開度表
二次風(fēng)機開度:操作器電動執(zhí)行器數(shù)顯開度表
生料雙管輸送機軸轉(zhuǎn)速:操作器調(diào)速電機數(shù)顯轉(zhuǎn)數(shù)表
煤粉雙管輸送機軸轉(zhuǎn)速:操作器調(diào)速電機數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
回轉(zhuǎn)窯窯體轉(zhuǎn)速:操作器轉(zhuǎn)差離合器數(shù)顯轉(zhuǎn)速表
對于五個操作參量分別實施旋鈕調(diào)節(jié),而其開關(guān)、故障信號,分別實施按鈕操作,并設(shè)有指示燈。
二、控制水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯的計算機系統(tǒng)。
水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯的控制為過程自動控制,其特點是在無人直接參與下,采用自動化技術(shù)裝置使生產(chǎn)各環(huán)節(jié)能以一定的準確度自動實現(xiàn)調(diào)節(jié)或開關(guān)等操作,以保證預(yù)定的工作狀態(tài)和所要求的控制功能的一種控制。
計算機控制系統(tǒng)是由過程計算機、數(shù)據(jù)處理及控制監(jiān)視裝置等組成。它是從工藝過程中采集到控制所需的操作數(shù)據(jù),經(jīng)過適當處理,把結(jié)果反饋到工藝系統(tǒng)中相對應(yīng)的調(diào)控裝置。它的功能是完成對話、顯示、打印、歷史數(shù)據(jù)存盤、超限報警和管理、顯示工藝參數(shù)變化趨勢曲線、優(yōu)化控制,對水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯工藝過程實施小幅度調(diào)節(jié)。
把燒成帶物料溫度和窯尾廢熱煙氣溫度兩個重要的工藝運行參數(shù)作為被控制量,其目標設(shè)定值為:
燒成帶物料溫度控制在1450±30℃,并實施上下超限報警。
窯尾廢熱煙氣溫度控制在880±30℃,并實施上下超限報警。
把顯著影響兩個重要的工藝運行參行——回轉(zhuǎn)窯窯體轉(zhuǎn)速、生料雙管螺旋輸送機軸轉(zhuǎn)速、煤粉雙管螺旋輸送機軸轉(zhuǎn)速、一次風(fēng)用量(窯頭一次風(fēng)機是用來引進煤粉磨的熱風(fēng),以向窯內(nèi)噴送煤粉。實際用風(fēng)量應(yīng)控制在與煤粉中揮發(fā)份含量相配比)、以及對窯內(nèi)通風(fēng)和溫度場影響頗大的二次風(fēng)用量(窯尾二次風(fēng)機是用來引進冷卻機的熱風(fēng),以減少煤量消耗,并排除窯內(nèi)的廢熱煙氣,使冷煙室形成一定的負壓操作)作為操作變量。
根據(jù)熱平衡理論,在連續(xù)生產(chǎn)的工藝系統(tǒng)達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)時,各種熱工參數(shù)亦相對穩(wěn)定。對于水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng),如果生產(chǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)時,則其一、二次用風(fēng)量、生料用量和煤粉用量及回轉(zhuǎn)窯窯體轉(zhuǎn)速都會保持不變,則系統(tǒng)的熱工參數(shù)應(yīng)該基本上是不變的,但實際上這種情況是不可能達到的。因為:一是水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯是大量消耗燃料的熱交換設(shè)備;二是水泥熟料煅燒是一個典型的熱過程;三是一個十分復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程。且影響窯內(nèi)熱工制度的因素很多,同時風(fēng)、料、煤等的量和質(zhì)也隨時都在變化。因此,控制系統(tǒng)應(yīng)采取閉環(huán)控制,從而使工藝控制系統(tǒng)能夠克服各種小的干擾和波動,保持處于穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)。
為實現(xiàn)這一目的,在控制系統(tǒng)中,回轉(zhuǎn)窯窯體轉(zhuǎn)速和生料雙管螺旋輸送機軸轉(zhuǎn)速構(gòu)成一個隨動系統(tǒng),即生料喂及量隨回轉(zhuǎn)窯窯體轉(zhuǎn)速的提高或降低而增減;而煤粉雙管螺旋輸送機軸轉(zhuǎn)速和一次風(fēng)用量構(gòu)成一個隨動系統(tǒng),即一次風(fēng)用量將隨著煤粉的喂入量的增減而提高或降低,以實現(xiàn)合理的定量比配。就是用五個操作變量的最佳組合來保證被控制量的不變,以圖建立水泥熟料煅燒回轉(zhuǎn)窯穩(wěn)定的熱工制度,為水泥熟料煅燒的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低能耗提供保證。
兩個隨動系統(tǒng)及兩個隨動系統(tǒng)中的各兩個參數(shù),同時影響著燒成帶物料溫度和窯尾廢熱煙氣溫度的高低,屬于“邏輯與”運算,表達式為:x=a∧b=min(a?b)
該系統(tǒng)投入運行的條件是——回轉(zhuǎn)窯處于正常穩(wěn)定的運行狀態(tài)。即是說,它不適用于開窯、停窯、欠燒、大量窯皮跨落、補掛窯皮等非正常的操作條件。當熟料煅燒工藝過程較為穩(wěn)定時,可以借助于計算機控制系統(tǒng)去維持其穩(wěn)定的運轉(zhuǎn),若一旦有大幅度地干擾或波動,計算機無法處理時,它會自動報警提示,把回轉(zhuǎn)窯的控制交給窯的操作員,等待人工把問題處理完畢后,工藝過程又處于穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)時,再切換到計算機控制。
計算機控制系統(tǒng)通過兩個切換開關(guān),來實現(xiàn)三種工作狀態(tài):
一是自動控制狀態(tài)。即計算機對水泥熟料煅燒過程完全自動控制。此時,計算機發(fā)出五個操作變量參數(shù),通過五個操作回路——一次用風(fēng)量、二次用風(fēng)量、生料雙管螺旋輸送機喂入量、煤粉雙管螺旋輸送機喂入量、回轉(zhuǎn)窯窯體轉(zhuǎn)速,對生產(chǎn)過程進行操作,以控制主要目標——燒成帶的物料溫度和窯尾廢熱煙氣的溫度均保持在設(shè)定范圍。兩個隨動系統(tǒng)的比例系數(shù)設(shè)定由計算機軟件來實現(xiàn)。
二是人工調(diào)節(jié)狀態(tài)。即計算機已脫離自動控制,轉(zhuǎn)入儀表聯(lián)動的人工調(diào)控。此時,除二次用風(fēng)量單獨控制外,而兩個隨動系統(tǒng)比例控制回路進行控制狀態(tài)。其比例系數(shù)由人工整定比例器,來實現(xiàn)兩個隨動系統(tǒng)和二次風(fēng)用量的三個回路操作。
三是單獨手動狀態(tài)。既兩個隨動系統(tǒng)也完全解體,五個操作變量——一次風(fēng)用量、二次風(fēng)用量、生料雙管螺旋輸送機喂入量,煤粉雙管螺旋輸送機喂入量,回轉(zhuǎn)窯窯體轉(zhuǎn)速,形成了五個回路單獨操作狀態(tài),定值比例器不起作用,完全進入人工直接操作的控制方式。
由于水泥熟料標號、臺時產(chǎn)量、設(shè)備運轉(zhuǎn)率的提高,全年合計可增產(chǎn)火山灰質(zhì)325號硅酸鹽水泥3240噸。同時降低了工人勞動強度,降低了電力、生料、煤粉、材料消耗,減少了維修費用。
通過實際運行證明,當時的決策無疑是正確的,雖然今天隨著現(xiàn)代控制理論、計算機技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,這只不過為大型水泥企業(yè)熟料煅燒過程的控制要求提供了更靈活可靠和功能齊全的控制可能,然而已經(jīng)過實踐的、成功的控制策略,控制模式,控制理論仍具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義,特別是對中小型企業(yè)的技術(shù)改造或新建均可引為借鑒之經(jīng)驗。
摘要:一直以來汽車工業(yè)都是國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展以及我國入世以后汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，這就把汽車行業(yè)對科技水平需求提升到了一個新的高度。文章就計算機控制系統(tǒng)在汽車行業(yè)中的一些重點應(yīng)用問題進行了綜合論述。
關(guān)鍵詞:計算機控制;汽車行業(yè);汽車性能測試;汽車監(jiān)控;汽車檢測
我國入世以后汽車行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，汽車已逐漸成為人們生產(chǎn)和生活中不可或缺的工具。目前，我國是全世界機動車保有量增長最快的國家（2007年末統(tǒng)計超過2300萬輛）。這也就強烈的促進了汽車行業(yè)的發(fā)展。與此同時，現(xiàn)代計算機控制技術(shù)已滲透到汽車的各個組成部分，汽車的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，自動化程度也越來越高。不過對于汽車行業(yè)來說，從宏觀角度來看計算機控制系統(tǒng)表現(xiàn)最為突出的是在：汽車出廠前的性能測試、汽車出廠后的監(jiān)控及汽車檢測三大方面。下面我們首先來看一下：
1．計算機控制系統(tǒng)在汽車性能測試方面的應(yīng)用
由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，測試技術(shù)日新月異。應(yīng)用先進、成熟的測試技術(shù)，是成功開發(fā)性能優(yōu)良、經(jīng)濟實用的汽車性能測試系統(tǒng)的基本原則。在汽車性能的測試方面，最常見的計算機控制系統(tǒng)包括：
1.1 plc控制系統(tǒng)
可編程序控制器plc(programmable logic controller)控制系統(tǒng):plc是重要的機電一體化產(chǎn)品，其主要功能是開關(guān)量控制。起初主要用于替代繼電器控制，目前已發(fā)展到具有模擬控制功能，因而應(yīng)用范圍也有所擴展，形成了以plc為核心的控制系統(tǒng)模型。
1.2 面向?qū)ο罂刂葡到y(tǒng)
面向?qū)ο蟮目刂葡到y(tǒng)是利用典型基礎(chǔ)控制產(chǎn)品，針對特定應(yīng)用對象進行系統(tǒng)設(shè)計和二次開發(fā)，二次開發(fā)的重點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、專用系統(tǒng)或部件以及應(yīng)用軟件的開發(fā)。這種系統(tǒng)由于其針對性強，因而能夠做到系統(tǒng)緊湊、價格低廉，并能實現(xiàn)eic（電控、儀控、計算機）一體化。
1.3 dcs控制系統(tǒng)
分布式控制系統(tǒng)dcs(distributed control of system)，dcs是當今汽車過程工業(yè)自動化的主控系統(tǒng)，特點是控制分散、操作顯示集中、系統(tǒng)具有很高的可靠性和很強的功能。
1.4 模塊化控制系統(tǒng)
近年來控制模塊和模塊化控制系統(tǒng)得到發(fā)展。模塊化控制系統(tǒng)是以模塊為基礎(chǔ)，組成高度可配置的、分布式采集控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)當i/o出現(xiàn)故障時，只需要調(diào)換故障的模塊，而不需替換整個系統(tǒng)。模塊化控制系統(tǒng)的持點是：結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、組織靈活、可擴展性較好、可靠性高、維護方便。
2.計算機控制系統(tǒng)在汽車監(jiān)控方面的應(yīng)用
從上世紀末90年代，電子信息技術(shù)越來越多地進入交通運輸部門，并逐漸形成一個嶄新的工程領(lǐng)域，即智能交通系統(tǒng)its(intelligent trans portation system)。所謂智能交通系統(tǒng)，就是通過采用先進的電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等高新技術(shù)，對傳統(tǒng)的交通運輸系統(tǒng)及管理體制進行改造，從而形成一種信息化、智能化、社會化的新型現(xiàn)代交通系統(tǒng)。
2.1車載端計算機控制系統(tǒng)的職能歸納
車載端計算機控制系統(tǒng)的職能可歸納為：首先，精確定位:車載監(jiān)控終端全天候24小時連續(xù)不斷的接收gps衛(wèi)星信號，從而為系統(tǒng)提供車輛的位置和速度，定位精度可達10米。其次，記憶功能:車載監(jiān)控終端具有存儲車輛位置/模擬量/異常信息的功能，而且可存儲長達兩個月的車輛位置/模擬量信息。第三，控制功能:車載監(jiān)控終端接收到監(jiān)控中心的控制命令后，對車輛執(zhí)行控制動作。第四，通信功能:在gsm網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，車載監(jiān)控終端可與監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)交換。最后，防劫報警職能:在車輛遭受搶劫時，駕駛員觸動一個隱蔽報警按鈕，即可在自保的同時等待援助。
2.2監(jiān)控端計算機控制系統(tǒng)的職能歸納
監(jiān)控端計算機控制系統(tǒng)的職能可以歸納為：首先，數(shù)據(jù)預(yù)處理:通信服務(wù)器從internet上接收到車輛的信息之后對信息進行初始的驗證、校驗、數(shù)據(jù)日志處理。并將待處理的信息分發(fā)給有處理能力的監(jiān)控終端。其次，數(shù)據(jù)跟蹤:將移動車輛的實時位置以列表的方式顯示出來。第三，跟蹤監(jiān)控功能:服務(wù)器端可以實現(xiàn)對多終端的跟蹤監(jiān)控，系統(tǒng)實現(xiàn)采用tcp/ip協(xié)議，采用此協(xié)議是因為該協(xié)議可以保證信息傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性。第四，報警功能:終端設(shè)備報警分為預(yù)報警，實際報警，以及報警解除三級報警狀態(tài)，這主要為了避免誤報警情況發(fā)生，當服務(wù)器端收到終端設(shè)備預(yù)報警信息，則彈出報警對話框，并且在預(yù)報警車號列表框中列出發(fā)出預(yù)報警信息的車號，雙擊其車號可以使系統(tǒng)定位到該車上，預(yù)報警情況不會使系統(tǒng)自動定位該車號的終端。
3.計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應(yīng)用
對于計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應(yīng)用，我們需要從汽車管理檢測和汽車故障檢測兩方面來進行分析。
3.1計算機控制系統(tǒng)在汽車管理檢測方面的應(yīng)用
其實也就是常說的“多站點汽車檢測動態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”主要是利用計算機信息技術(shù)實現(xiàn)道路運輸管理部門對多個汽車檢測站的檢測數(shù)據(jù)進行實時傳輸與檢測結(jié)果的自動判斷，實現(xiàn)車輛二級維護備案，并實現(xiàn)對道路運輸車輛技術(shù)狀況的實時監(jiān)控和道路運輸車輛相關(guān)信息的自動化傳輸，該系統(tǒng)還可以對汽車維修企業(yè)的二級維護車輛的一次檢驗合格率進行監(jiān)控，該系統(tǒng)可以應(yīng)用于所有道路運輸管理部門，以及其相應(yīng)的檢測站，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)車輛技術(shù)管理及信息傳遞的自動化，滿足交通部4號令的要求。該系統(tǒng)采用分級分布式星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)各工作站點通過集線器相互連接構(gòu)成檢測系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)通信和信息傳輸;通過調(diào)制解調(diào)器能方便地與電話網(wǎng)連接，加入internet國際互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)局域網(wǎng)與局域的遠程通信，從而構(gòu)成廣域網(wǎng)。其車輛檢測、辦理車輛技術(shù)等級評定和二級維護簽章實行封閉式自動檢測和流水作業(yè)辦公。
3.2計算機控制系統(tǒng)在汽車故障檢測方面的應(yīng)用
經(jīng)過多年的發(fā)展，目前國內(nèi)的汽車故障檢測維修行業(yè)已具相當規(guī)模。大部分汽車綜合性能檢測站均采用了計算機控制系統(tǒng)，汽車維修企業(yè)也應(yīng)用維修信息管理系統(tǒng)，一定程度上實現(xiàn)了檢測自動化和管理科學(xué)化。
3.2.1 計算機控制系統(tǒng)可以為汽車故障檢測提供技術(shù)支持
通過計算機控制系統(tǒng)完善汽車行業(yè)整體信息化之后，維修企業(yè)就可以通過一個公共的專家數(shù)據(jù)庫查詢需要的維修技巧并將自身的工作經(jīng)驗與同行共享；一個維修企業(yè)的配件儲存是有限的，但如果將每個維修企業(yè)甚至供應(yīng)商的配件倉儲量、型號和規(guī)格等登入信息網(wǎng)，可以較好地解決企業(yè)配件短缺但一時難以購置的問題；為車主提供周到迅速的服務(wù)，應(yīng)是每個維修企業(yè)追求的目標之一，車輛檢測不合格需要進廠維修時，維修企業(yè)可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢到該車輛的原始檢測數(shù)據(jù)和汽車性能曲線，極大地提高維修效率和準確性。
3.2.2 計算機遠程故障控制系統(tǒng)對汽車行業(yè)的現(xiàn)實意義
目前我國汽車維修行業(yè)已經(jīng)從完全依靠檢查者的感覺和實踐經(jīng)驗進行診斷的階段，發(fā)展到了利用專門設(shè)備進行綜合檢測診斷階段。計算機遠程故障控制系統(tǒng)為傳統(tǒng)汽車故障診斷技術(shù)進行了很好的補充。
首先，它增加了用于遠程診斷的診斷服務(wù)器，并預(yù)期能與該技術(shù)領(lǐng)域力量較強的大型汽車維修企業(yè)、科研院所、高等院?；驀鴥?nèi)外汽車生產(chǎn)廠家建立的故障分析診斷中心互聯(lián)，同時與相關(guān)專家建立一種協(xié)作關(guān)系，共同為系統(tǒng)提供高效、快捷的遠程故障診斷服務(wù)。其次，形成了豐富的診斷數(shù)據(jù)庫和診斷知識庫，提高了診斷智能，并通過多手段、多專家協(xié)同對故障進行會診，提高了故障診斷的準確性和可靠性。再次，遠程故障診斷技術(shù)同時克服了地域障礙，使用戶在行駛過程中也可以對汽車進行故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測。
《計算機控制理論與設(shè)計》課程教學(xué)建設(shè)與實踐
計算機控制理論與設(shè)計課程是控制科學(xué)與工程一級學(xué)科重要專業(yè)基礎(chǔ)課,在碩士研究生培養(yǎng)中起著重要作用。計算機控制理論與設(shè)計課程作為控制理論與控制工程學(xué)科學(xué)位課程,于1998年開設(shè),已有10多年的歷史,通過多年建設(shè),在課程內(nèi)容、知識體系、教學(xué)方法等方面取得顯著成績。
1 明確專業(yè)培養(yǎng)目標,體現(xiàn)智能建筑特色
沈陽建筑大學(xué)是遼寧省唯一的一所建筑類院校,我校控制科學(xué)與工程學(xué)科以智能建筑技術(shù)為學(xué)科特色,智能建筑技術(shù)的核心計算機控制技術(shù)。隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展,對計算機控制理論和技術(shù)要求越來越高,但多年來計算機控制理論與設(shè)計課程教材內(nèi)容上沒有太大變化,教材內(nèi)容陳舊是主要問題之一;其二,計算機控制理論課程與實際脫節(jié),就理論講理論,內(nèi)容枯燥,不易理解;其三,很難能找到適應(yīng)建筑類院校研究生培養(yǎng)的教材。
為此,對該課程進行了改革,取得了良好效果。
1.1 引進前沿技術(shù)
結(jié)合計算機控制技術(shù)的發(fā)展和最新成果,引入計算機控制研究的前沿技術(shù),不斷更新教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生能學(xué)習(xí)掌握最新的知識和技術(shù)。
1.2 注重基礎(chǔ)教學(xué)
按照“基本原理－系統(tǒng)分析－系統(tǒng)設(shè)計”的思路講授課程,結(jié)合實例分析和實踐環(huán)節(jié),使學(xué)生掌握計算機控制系統(tǒng)基本原理、方法和技術(shù),具備計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用和設(shè)計能力。
1.3 反映智能建筑特色
結(jié)合智能建筑系統(tǒng)工程實例講授,使計算機控制理論與智能建筑系統(tǒng)設(shè)計融合,體現(xiàn)智能建筑技術(shù)特色。
1.4 重在能力培養(yǎng)
將計算機控制理論學(xué)習(xí)與工程案例分析、科研成果相結(jié)合,通過課堂討論、專題報告、專家教學(xué)、科研活動等實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。
2 豐富教學(xué)內(nèi)容,滿足社會發(fā)展需求
2.1 收集相關(guān)資料,充實課程內(nèi)容
注意學(xué)科發(fā)展動態(tài),收集國內(nèi)外控制理論與控制工程的相關(guān)資料,特別是控制理論方面的有重要價值的論文、參考書籍及控制理論方面的原版教材,將計算機控制技術(shù)中最新、最先進的知識引入教學(xué),大大充實了計算機控制理論與設(shè)計課程的教學(xué)內(nèi)容,擴大了學(xué)生的知識視野。
2.2 將科研成果引入教學(xué)
在課程講授的過程中結(jié)合科研工作研究成果,將科研中成功應(yīng)用的計算機控制系統(tǒng)的工程實例開展案例教學(xué),通過對計算機控制系統(tǒng)實例進行解剖分析,從硬件設(shè)計到軟件控制程序,從軟硬件接口電路到大系統(tǒng)連接,從常規(guī)的控制方法到先進的智能控制方法,結(jié)合實際系統(tǒng)設(shè)計中的經(jīng)驗,理論聯(lián)系實際,受到學(xué)生普遍歡迎。
3 改進教學(xué)方法,提高教學(xué)效果
3.1 改進教學(xué)模式,促進學(xué)生積極思考,激發(fā)創(chuàng)造性思維
建立以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)的基于探索和研究的教學(xué)模式。在課堂教學(xué)中,以國內(nèi)外典型計算機控制工程實例為載體,引導(dǎo)學(xué)生多方位、多角度地發(fā)現(xiàn)問題,有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生的潛能;在課堂教學(xué)中鼓勵師生交流;啟發(fā)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生通過思考、分析和探索學(xué)習(xí),鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑、獨立思考和創(chuàng)新思維。教學(xué)模式的改變,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維;開展研究型教學(xué),開展學(xué)科前沿知識研討、理論難點研討、系統(tǒng)設(shè)計難點研討等專題討論。具體方法是:事先布置研討內(nèi)容,讓學(xué)生查閱資料,針對實際問題,闡述自己的觀點,每個研究主題指定主講述人,并進行專題研討,通過多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,通過與學(xué)生互動,包括課程介紹、圖片和錄像資料、系統(tǒng)實例分析等教學(xué)資料,進行深度思考。
3.2 案例教學(xué)收到良好效果
在課堂教學(xué)中,將基本理論、設(shè)計方法、實例分析等按模塊化進行歸類,采用模塊化教學(xué)分析方法,每章歸納出知識結(jié)構(gòu),從知識結(jié)構(gòu)了解各個知識點之間的聯(lián)系,以及模塊中的各個知識單元到模塊與模塊之間的內(nèi)在聯(lián)系,深入淺出,由理論到工程應(yīng)用,使學(xué)生易于掌握。
3.3 教學(xué)方法和手段的多樣化,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
深入實際:到中科院沈陽自動化所、科學(xué)家花園智能工程現(xiàn)場等單位進行現(xiàn)場教學(xué)。事先布置一些思考題,讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),把課堂的理論知識和實踐知識有機地結(jié)合起來。請專家講解計算機理論在機器人控制、智能建筑中的應(yīng)用技術(shù),并通過現(xiàn)場的演示和實際操作,從理論到實踐,展示了計算機控制理論在實際對象中的應(yīng)用情況,更真實、直觀,使學(xué)生更加真實地了解了計算機控制理論的重要性。
專家講座:聘請有智能建筑實際工作經(jīng)驗的專家到校內(nèi)做學(xué)術(shù)報告,做計算機控制技術(shù)發(fā)展國內(nèi)外發(fā)展狀況及計算機控制技術(shù)在智能建筑技術(shù)中的應(yīng)用方面的報告,擴大了學(xué)生的知識視野開闊了學(xué)生的知識視野。
將現(xiàn)代技術(shù)與教材有機結(jié)合:現(xiàn)代技術(shù)與教材有機結(jié)合,形成立體化的教學(xué)環(huán)境。多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件、文字引導(dǎo)學(xué)生開展科研訓(xùn)練,學(xué)生自主選題,搜集資料,開展科研訓(xùn)練計劃,鼓勵研究生開展研究性學(xué)習(xí),以鞏固學(xué)生課程所學(xué)知識,并使課堂教學(xué)與科學(xué)研究融為一體,激發(fā)他們的科研和創(chuàng)新熱情。
多種教學(xué)方式的融合:如課堂討論教學(xué)與教師講授相結(jié)合,學(xué)科前沿知識與教材基本內(nèi)容相結(jié)合,理論與工程實際相結(jié)合,科研成果與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合,課堂教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合等,大大提高了講課效果。
(1)采用模塊分析方法,深入淺出。系統(tǒng)設(shè)計要結(jié)合科研工作實際,從理論到實踐,通過工程實例講述,使設(shè)計更貼近實際;(2)將抽象的理論描述轉(zhuǎn)化為形象化的描述。利用圖形、圖像信息資源使學(xué)生能夠盡可能的接近實際系,從而提高學(xué)生認知度和學(xué)習(xí)興趣。(3)在分析系統(tǒng)特性時,采用對比的分析方法,有助于學(xué)生深入理解各種分析方棕的特點、區(qū)別、適用條件及相互之間的關(guān)系。
3.4 理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生的解決實際問題的能力
注重“實踐性”,在課堂教學(xué)中通過工程實際問題引出理論知識點,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。教學(xué)中提供大量工程實例的資料,引導(dǎo)學(xué)生帶著實際工程問題學(xué)習(xí)理論知識,做到理論與工程實踐密切結(jié)合。實踐證明,這種理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法,不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,而且有效地培養(yǎng)了學(xué)生解決實際問題的能力。
多年的教學(xué)實踐證明:研究生專業(yè)課程必須結(jié)合專業(yè)特點,其專業(yè)知識結(jié)構(gòu)要根據(jù)社會發(fā)展需求調(diào)整,以適應(yīng)社會發(fā)展的需要。
【摘要】
隨著社會的進步和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動了一大批互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的進步和發(fā)展，對于傳統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)生了巨大的沖擊，計算機通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合是現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的重要標志之一。通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)的相互結(jié)合，信息傳遞的方式更為豐富多彩，增加了人與人之間溝通交流的平臺，促進了社會的發(fā)展和進步。
【關(guān)鍵詞】
計算機網(wǎng)絡(luò)；通訊技術(shù)；控制
計算機的控制中網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)的是在信息的傳輸中逐步發(fā)展和1確立起來的，它包括對于計算機的操作能力以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)兩個部分。通過在互聯(lián)網(wǎng)這個大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的各種操作，對于計算機間的數(shù)據(jù)傳輸和信息傳播起到了促進作用，在計算機的信息處理軟件中，整個網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)備都能實現(xiàn)現(xiàn)場的控制和傳輸，網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的設(shè)備和計算機的連接組成了信息處理系統(tǒng)的重點部分。
一、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)在計算機中的應(yīng)用類型
1.1以太網(wǎng)
以太網(wǎng)是目前商業(yè)化計算機的控制領(lǐng)域的中高檔信息的管理和控制的通訊技術(shù)的集體提下，有望在軍工領(lǐng)域有著良好的發(fā)展。以太網(wǎng)之所以能產(chǎn)生這樣的優(yōu)勢在于他的廣泛性和先進性，以太網(wǎng)的優(yōu)勢在于他的應(yīng)用的范圍十分廣泛，對于網(wǎng)絡(luò)的傳輸和數(shù)據(jù)的流通運行成本較低，通信的效率和高，有著十分廣闊的發(fā)展前景，對于以太網(wǎng)的開發(fā)和利用一直是互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)的發(fā)生技術(shù)的重要項目。而且以太網(wǎng)杜絕了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸上的種種局限性，擺脫了現(xiàn)場連線方式的種種限制，對于開發(fā)和利用的前景十分遼闊。有較大的發(fā)展空間。種種上述優(yōu)勢并沒有對于技術(shù)的應(yīng)用和設(shè)備的連接造成困難，對于以太網(wǎng)在速度的連接上有著巨大的優(yōu)勢嗎，尤其是以太網(wǎng)在數(shù)據(jù)的傳輸上具有高速、安全、可靠特性。在企業(yè)中，通常內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)信息是由三部分組成的，通常是現(xiàn)場設(shè)備層、過程監(jiān)控數(shù)據(jù)和信息管理層。一個企業(yè)在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的頂部和最外層通常是通過實施數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用來構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的，以太網(wǎng)的高速實施和利用是對于現(xiàn)場信息的置換來說是非常重要的，通?？梢赃M行比如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高頻率傳輸和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的錄入等工作，對于設(shè)備的控制和查詢的功能來說哦，這部分網(wǎng)絡(luò)的高速構(gòu)成組成了最高速度的時段和現(xiàn)場設(shè)備層，對于控制方面的要求來說，處于控制中的現(xiàn)場設(shè)備的測量系統(tǒng)的信息傳輸之間?，F(xiàn)場的低速的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。
1.2現(xiàn)場總線系統(tǒng)
生產(chǎn)現(xiàn)場和微機械化的測量系統(tǒng)在設(shè)備間的控制和現(xiàn)場應(yīng)用的技術(shù)分析，可以通過開放式的數(shù)字化設(shè)備和數(shù)據(jù)的傳輸來實現(xiàn)。對于控制、通信和技術(shù)的來實現(xiàn)對于總體技術(shù)的把握是十分方便的，高速率的網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場基金會的總線數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的現(xiàn)場總線的技術(shù)轉(zhuǎn)換作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸?shù)囊c。對于分散的設(shè)備我們可以看到通過總線的連接網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用程序作為一個控制終端的數(shù)據(jù)連接?，F(xiàn)場總線的實際應(yīng)用具有的優(yōu)點有很多，比如微處理設(shè)備作為系統(tǒng)的核心處理器，通過集散式的控制和研究做到對于數(shù)據(jù)連接的基礎(chǔ)傳輸，功能模塊的傳送和應(yīng)用對于互聯(lián)網(wǎng)之間的聯(lián)系是十分重要的，在不同設(shè)備的情況下，作為廠家以及產(chǎn)品來言，各設(shè)備在使用中已經(jīng)大體實現(xiàn)了現(xiàn)場總線技術(shù)的統(tǒng)一。
1.3控制網(wǎng)絡(luò)的狀況
以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線的連接雖然具有很多優(yōu)秀的特點，但是在總體方面來說，穩(wěn)定能和便捷度上以太網(wǎng)的可靠性和實時性都不如現(xiàn)場總線技術(shù)，但是目前，由于現(xiàn)場設(shè)備技術(shù)昂貴的造價還沒有開始大規(guī)模的應(yīng)用，對于企業(yè)的信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說，企業(yè)的信息化過程中的監(jiān)控措施是通過現(xiàn)場信息的實施錄入來實現(xiàn)的，通過先進控制的設(shè)備和歷史的查詢功能以及歷史數(shù)據(jù)來向華西考慮出關(guān)于控制系統(tǒng)在設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)和信息的網(wǎng)絡(luò)傳遞的構(gòu)成的。
二、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在計算機控制中的發(fā)展歷程
2.1第一階段
聯(lián)機技術(shù)的首次出現(xiàn)對于不同的地理位置和分散式的計算機處理軟件的中央處理器來說，數(shù)據(jù)運算和收集以及處理過程都是十分復(fù)雜的，在計算機的處理和運算中，中央處理器的連接的數(shù)據(jù)的數(shù)目對于計算機的運行速度來說是十分巨大的，對于系統(tǒng)中計算機的處理和運行階段的傳達的導(dǎo)致計算機運行速度的變慢，對于指令的影響會導(dǎo)致信息的通信技術(shù)的頂端化速度減緩，他們處于中央處理器的通訊技術(shù)的之間的終端的負責和控制技術(shù)的研究之間。
2.2第二階段
從二十世紀開始興起的計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及計算機的操作運行系統(tǒng)，對于數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)的應(yīng)用來言主要是進行系統(tǒng)的分散式控制和資源的大力整合，對于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層計算的來看，二十世紀的生產(chǎn)廠家對于計算的標準并沒有一個標準的規(guī)范，對于網(wǎng)路的信息共享系統(tǒng)以及最大程度的預(yù)言和信息共享系統(tǒng)來看是具有封閉獨立的特點的。網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的共享和數(shù)據(jù)的互通建設(shè)不能得到最大程度的實現(xiàn)。
2.3第三階段
第三時期開始于二十世紀七十年代末，標準化的計算機的出現(xiàn)才標志著第三時期正式開始，對于計算機技術(shù)的應(yīng)用由于得到微處理器的出現(xiàn)而得到空前的發(fā)展，集成電路的大規(guī)模應(yīng)用更是對于互聯(lián)網(wǎng)和計算機的應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的推動力。對于計算機技術(shù)的不斷成熟和創(chuàng)新以及微型計算機的運算速度和集成電路的高度安全的特性對于標準化的網(wǎng)絡(luò)時代而言無疑進入了高速發(fā)展階段，在標準化的時期內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展也推動了局域網(wǎng)的使用和進步，對于信息共享技術(shù)的研究更為深入，在路由器和調(diào)節(jié)器的意義上得到了最大意義的研究。
2.4第四時期
最后一個時段是開始于二十世紀末，作為互聯(lián)網(wǎng)的飛速進步的階段，高速網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和應(yīng)用，對于信息高速公路的建立起到了重要的推動作用，各地紛紛建立自己的信息高度基礎(chǔ)設(shè)施。對于全球的互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的應(yīng)用作為一個核心的位置來說，授權(quán)人能夠得到自己想要的東西在全球的資源都能得到充足的共享。
三、網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)在計算機控制中的相關(guān)應(yīng)用
3.1在計算機控制中的具體應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展帶動了各行各業(yè)的人們使用計算機通信技術(shù)的應(yīng)用。帶動了相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，比如電子郵箱。個人移動通信設(shè)備和電子數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)。應(yīng)用范圍也在不斷的擴大，比如目前我們所熟知并普及的4G網(wǎng)絡(luò)。通信技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷地擴大中。還有應(yīng)急通信系統(tǒng)的建立和投入使用的過程加大了我們對于突發(fā)事件的應(yīng)急處理的能力，為人們的生命健康和個人財產(chǎn)安全得到了保障。智能電網(wǎng)的設(shè)計和應(yīng)用都采用了網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)。電力系統(tǒng)中的電力線纜以及航海作業(yè)GPS導(dǎo)航以及無線視頻技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展對于通信技術(shù)的應(yīng)用都十分廣泛，在電力系統(tǒng)的航海電路中，企業(yè)數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)和也在通信技術(shù)的方面占據(jù)著重要的作用。
3.2網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計算機控制中的作用
節(jié)約能源的消耗，對于信息網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)的共享，嫩吼吼減少在數(shù)據(jù)的保存和管理時損耗的人力物力，個人終端設(shè)備能夠很好的控制信息的傳輸和使用，做到對于數(shù)據(jù)的輸入有著多次的促進作用，使得信息的實際價值得到了有效的發(fā)揮和使用，為信息的實際價值起到了促進作用，避免了數(shù)據(jù)在運輸過程中的意外和損失。遠程教學(xué)技術(shù)的大規(guī)模普及帶動了教育事業(yè)的發(fā)展和進步，為國家和社會的文化建設(shè)教育事業(yè)做出了貢獻，促進了不同國家和地域人們的文化交流和應(yīng)用。
四、結(jié)束語
網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)在計算機的控制應(yīng)用中有著十分廣泛的前景，對于如今社會人們正常工作學(xué)習(xí)和生活都有著密切的聯(lián)系。對于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了人們生活質(zhì)量和生活水平，促進了社會的進步和發(fā)展那，對于計算機通訊技術(shù)的要求也越來越高，和人們生活的聯(lián)系也越來越密切。
作者：秦俊波 單位：鶴崗市公安邊防支隊
【摘要】電子計算機控制技術(shù)的應(yīng)用，對于自動控制技術(shù)水平的提高有著重要促進作用。在計算機控制技術(shù)研究中，控制系統(tǒng)的組成與實踐操作研究，是當前這一技術(shù)研究的重要組成部分。其研究的開展對于我國自動化控制水平，有著不可估量的作用。
【關(guān)鍵詞】電子計算機；自動控制；技術(shù)原理
隨著我國社會生產(chǎn)信息化與自動化趨勢的不斷推進，電子計算機控制技術(shù)的應(yīng)用得到了廣泛應(yīng)用。在這一情況下，做好計算機控制技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究，用于促進控制技術(shù)的有力發(fā)展，就成為了當前自動化控制技術(shù)與計算機實用技術(shù)研究者的重要研究內(nèi)容。在這一研究中，技術(shù)人員以計算機控制系統(tǒng)組成、特點與設(shè)計技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合新型控制技術(shù)的運行原理開展了控制技術(shù)原理研究，為計算機控制技術(shù)的發(fā)展與實用性提高提供理論研究支持。
1計算機控制技術(shù)概念分析
電子計算機控制技術(shù)的應(yīng)用，來源于計算機技術(shù)的高速發(fā)展。技術(shù)研究者在研究中將這一技術(shù)定義為以下內(nèi)容：計算機控制技術(shù)是以電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ)的自動化控制技術(shù)，其運行的核心為計算機控制技術(shù)。所以計算機控制技術(shù)，在實際運行中包括了綜合可編程控制技術(shù)、單片機技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等多項技術(shù)內(nèi)容。在自動化控制研究中，計算機控制技術(shù)的應(yīng)用可以很好提高自動控制精密度與控制效率，降低控制管理成本。
2控制系統(tǒng)運行原理研究
在計算機控制系統(tǒng)包括了硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個主要系統(tǒng)。自動控制過程即是通過兩個控制系統(tǒng)的配合完成。下面我們分別就這兩個系統(tǒng)的運行原理進行研究。
2.1硬件系統(tǒng)運行原理
計算機自動控制系統(tǒng)的作用是通過對控制數(shù)據(jù)信息分析，在通過數(shù)據(jù)信號完成自動控制的計算機及相關(guān)控制設(shè)備。在實踐應(yīng)用中，技術(shù)人員將其分為通用機系統(tǒng)與控制機系統(tǒng)，兩個組成系統(tǒng)。通用機系統(tǒng)在運行中主要是按照軟件程序，通過主機對控制數(shù)據(jù)進行計算、分析、存儲以及控制命令的工作。而控制系統(tǒng)則是將通用機系統(tǒng)的命令，發(fā)送到控制設(shè)備中，完成對自動化系統(tǒng)的控制過程。所以在計算機控制硬件系統(tǒng)中，控制機系統(tǒng)實際上是通用機系統(tǒng)的外延系統(tǒng)，負責完成通用機系統(tǒng)的命令，同時將所控制設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息反饋到通用機系統(tǒng)，完成控制系統(tǒng)與被控制設(shè)備的數(shù)據(jù)交換過程。
2.2軟件系統(tǒng)運行原理
如果將硬件系統(tǒng)比喻為控制系統(tǒng)的軀體與器官，軟件系統(tǒng)則是計算機控制系統(tǒng)的神經(jīng)系統(tǒng)，負責指揮計算機控制系統(tǒng)的正常運行。自動控制軟件系統(tǒng)在實際運行中，包括了系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件兩個組成部分。系統(tǒng)軟件是計算機軟件運行的基礎(chǔ)，負責對應(yīng)用軟件提供支持，同時負責對系統(tǒng)自身運行提供幫助。如計算機各類操作系統(tǒng)、計算機運行的監(jiān)控軟件、語言與數(shù)據(jù)處理軟件等，都是系統(tǒng)軟件的組成部分。而應(yīng)用軟件則是通過程序運行，完成通用機與控制機系統(tǒng)發(fā)出的各項控制指令，完成對被控制設(shè)備的控制工作。
3計算機控制系統(tǒng)實踐操作原理
在計算機控制系統(tǒng)運行中，硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的配合工作過程大體如下。
3.1控制系統(tǒng)設(shè)計
技術(shù)人員在計算機控制設(shè)置中，首先需要做好控制系統(tǒng)的設(shè)計工作。其主要工作內(nèi)容包括以下程序。首先確定系統(tǒng)需要的控制任務(wù)說明書。在控制系統(tǒng)設(shè)計開始前，技術(shù)人員需要了解被控制設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、運行原理，以及設(shè)備生產(chǎn)加工工藝流程、精度要求、設(shè)備運行需要實現(xiàn)的功能等各項技術(shù)指標。除此之外，技術(shù)人員還需要對設(shè)備運行環(huán)境、操作技術(shù)人員素質(zhì)等外界因素進行信息統(tǒng)計、分析，制定出有效的控制設(shè)計任務(wù)說明書。這一過程是控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)工作，對于設(shè)計過程起到了有力的支持作用。
其次制定系統(tǒng)總體方案設(shè)計。在任務(wù)說明書基礎(chǔ)上，技術(shù)人員即可對系統(tǒng)控制總體方案進行設(shè)計。方案設(shè)計的內(nèi)容包括了以下內(nèi)容。一是根據(jù)任務(wù)書內(nèi)容，選擇硬件與軟件系統(tǒng)。根據(jù)任務(wù)書內(nèi)容，技術(shù)人員在成本、技術(shù)指標等條件下，選擇合理的計算機硬件主機、周邊設(shè)備，以及系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件。其選擇因素包括了系統(tǒng)控制質(zhì)量與效率、系統(tǒng)整體造價與工時限制等幾個主要因素。二是合理配置硬件與軟件系統(tǒng)。在系統(tǒng)硬件與軟件系統(tǒng)選擇完成后，技術(shù)人員還應(yīng)在方案設(shè)計中充分考慮硬件與軟件系統(tǒng)是否匹配，合理配置計算機系統(tǒng)使其發(fā)揮出最佳效果。三是完成設(shè)計方案。在完成以上工作后，技術(shù)人員需要將控制系統(tǒng)總體方案落實在文件中。在設(shè)計方案文件中應(yīng)包括硬件系統(tǒng)微處理器選擇、計算機內(nèi)外存儲器容量選擇、外圍接口電路類型與連接方式、控制系統(tǒng)傳感器類型、控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境的配置以及硬件系統(tǒng)配置設(shè)計與調(diào)試工作內(nèi)容等主要方案內(nèi)容。
最后是完成控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計。在硬件與軟件總體設(shè)計方案基礎(chǔ)上，技術(shù)以方案要求與控制工作實際過程出發(fā)，開始應(yīng)用軟件的設(shè)計工作。軟件設(shè)計的內(nèi)容包括了軟件控制功能設(shè)置，以及控制功能運行的邏輯與時序關(guān)系。應(yīng)用軟件設(shè)計過程中，技術(shù)人員需要用軟件流程圖表述出來。再按照流程圖內(nèi)容，設(shè)計出應(yīng)用相應(yīng)的應(yīng)用程序，搭建控制應(yīng)用軟件系統(tǒng)。
3.2控制系統(tǒng)主要方式簡析
控制系統(tǒng)在設(shè)計完成后，即可進入控制管理階段。在這一階段，控制管理可以分為程序控制、反饋控制以及應(yīng)急控制三個主要組成部分。程序控制主要是按照應(yīng)用軟件程序，由通用機系統(tǒng)向控制機系統(tǒng)命令，再由控制機系統(tǒng)控制被控制設(shè)備完成指令。反饋控制主要由被控制設(shè)備發(fā)出反饋信號，再由控制機與通用機系統(tǒng)進行分析，再根據(jù)分析結(jié)果做出控制指令。這種控制模式需要與外圍監(jiān)控系統(tǒng)配合進行。應(yīng)急控制主要是在設(shè)備故障、自然災(zāi)害等突發(fā)情況下，控制系統(tǒng)采用的應(yīng)急轉(zhuǎn)換、手動控制等特殊的控制方式，是應(yīng)對突發(fā)緊急情況下的控制措施。由于這種控制方式較為特殊，一般不會采用。
4結(jié)束語
計算機自動控制技術(shù)的核心在于系統(tǒng)設(shè)計與運行兩個主要內(nèi)容。為此技術(shù)人員以計算機控制技術(shù)系統(tǒng)組成為切入點，結(jié)合其設(shè)計與控制方式，開展了技術(shù)專項研究。為計算機控制技術(shù)水平的提高打下有力的基礎(chǔ)。
作者：李楠，潘陽，齊瑩超 單位：沈陽理工大學(xué)
實時控制系統(tǒng)要求在有需求時馬上得到滿足，沒有時間上的滯后，即實時性是第一要求。在工業(yè)控制中應(yīng)用廣泛，實時控制系統(tǒng)的使用目的是按時完成規(guī)定的任務(wù)。控制系統(tǒng)中對于任務(wù)必須按要求完成的稱為硬實時，不能做任意更改；控制系統(tǒng)中對于任務(wù)可以做某些時間上的變更，在某一時間段完成即可的沒有嚴格的完成次序的稱為軟實時。一個計算機控制系統(tǒng)可以在某段應(yīng)用時間內(nèi)實時，沒有必要時刻實時。硬實時和軟實時相比，硬實時容易因局部錯誤而導(dǎo)致控制失效，軟實時則容錯率較高，或許會出現(xiàn)短時間失效但系統(tǒng)能很快恢復(fù)。計算機控制系統(tǒng)是為應(yīng)用而生，按照需求來設(shè)計實現(xiàn)的。通用的計算機控制系統(tǒng)從設(shè)計之初就考慮其為實時系統(tǒng)，例如WindowsNT、OS390，多數(shù)操作系統(tǒng)是分時操作系統(tǒng)，是多任務(wù)多線程的。目前人們在分時操作系統(tǒng)中也常常涉及到實時應(yīng)用，這種應(yīng)用的實時沒有要求精確到一定級別，如利用WindowsXP平臺設(shè)計某個工業(yè)控制程序完全可以滿足某些實時應(yīng)用的需求。
1計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用分類
計算機控制系統(tǒng)傳感器裝置采集的一般是模擬信號，模擬信號要被計算機處理則需要模數(shù)變換的環(huán)節(jié)。當計算機控制系統(tǒng)發(fā)出數(shù)字信號指令時，這些信號到達控制系統(tǒng)的終端時需要轉(zhuǎn)換為執(zhí)行部件使用的模擬信號，這種過程需要數(shù)模轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)。（1）數(shù)據(jù)采集應(yīng)用：通過控制系統(tǒng)的傳感器采集數(shù)據(jù)信息，要求對傳感器裝置獲取的瞬時數(shù)據(jù)信息以最快的速度采集到控制系統(tǒng)中。（2）實時控制決策應(yīng)用：對上述采集的數(shù)據(jù)能夠及時處理，如立即分析這些數(shù)據(jù)的結(jié)果馬上得出結(jié)論，可以對下一步的控制系統(tǒng)做出決策性判斷。（3）實時控制應(yīng)用：上述做出的決策性判斷信息傳入下一個環(huán)節(jié)，中心處理單元根據(jù)這些傳入數(shù)據(jù)信息做出迅速響應(yīng)，在適當時機控制完成整個控制系統(tǒng)的任務(wù)。
2Windows系統(tǒng)實時性應(yīng)用研究
計算機控制系統(tǒng)的實時性要求系統(tǒng)能及時響應(yīng)，在嵌入式設(shè)備中使用普遍，該類系統(tǒng)由于其外設(shè)相對簡單，系統(tǒng)響應(yīng)迅速，很容易滿足實時性要求?，F(xiàn)在計算機平臺使用Windows操作系統(tǒng)的占絕大多數(shù)，Windows系列操作系統(tǒng)功能很強，系統(tǒng)提供的API非常豐富，操作系統(tǒng)本身是多線程多任務(wù)的機制，工業(yè)控制多采用現(xiàn)在流行的Windowsxp作為軟件平臺。基于Windwosxp軟件平臺，利用軟件開發(fā)工具設(shè)計工控軟件，利用這些控制軟件實現(xiàn)對硬件接口和外部設(shè)備的控制操作。
2.1多線程技術(shù)多線程是Windows系列操作系統(tǒng)的一個優(yōu)勢，利用該項技術(shù)CPU可以分時地處理不同的任務(wù)，用戶感覺就是多個任務(wù)在同時進行，利用Windows系列平臺開發(fā)的計算機控制系統(tǒng)，多線程技術(shù)是必須采用的，實現(xiàn)實時操作的界面程序作為主線程執(zhí)行，利用輔助線程對輔助任務(wù)進行后臺處理，多個線程協(xié)調(diào)工作，滿足用戶對實時性的要求，當然這種實時性不是要求很高的。
2.2定時器Windows的定時器在控制程序中非常有用，操作系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)如果耗時，將占用CPU很多時間，其他的任務(wù)等待某個大任務(wù)完成后再去做顯然是不合理的，Windows操作系統(tǒng)有能力把這個大任務(wù)分解，在分解的時候如何統(tǒng)籌執(zhí)行就依靠Win－dows的定時器來實現(xiàn)，在Windows的消息隊列中有個WM_TIMER的消息，分解的任務(wù)要等到該消息來臨時刻去執(zhí)行，就可以達到任務(wù)分時統(tǒng)籌的目的。不過盡管Windows的機制可以進行分時，但是由于任務(wù)有優(yōu)先級的設(shè)定，并不能特別準確地保證這種控制的實時性，適用于要求低的控制系統(tǒng)。
3計算機控制系統(tǒng)的實時性提高策略
對于計算機控制系統(tǒng)的實時性要求很嚴格，這是與其具體需求密切相關(guān)的。例如：在整個移動信息網(wǎng)絡(luò)中，如果網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備出問題，要求必須在50ms時間內(nèi)切到核心備機設(shè)備，否則整個公共移動電話服務(wù)將中斷，這種情況絕對禁止發(fā)生，程控交換網(wǎng)也是如此，諸如此類計算機控制系統(tǒng)實時性要求精確到一定程度。下面分析提高控制系統(tǒng)的實時性的具體策略。
3.1將中斷響應(yīng)時間降到最短當有外部事件觸發(fā)時計算機控制系統(tǒng)要馬上做出響應(yīng)，從響應(yīng)該外部觸發(fā)事件到執(zhí)行中斷代碼程序的時間要求很短。這個響應(yīng)時間間隔定義為中斷延遲，對于優(yōu)秀的計算機控制系統(tǒng)要做到隨時能響應(yīng)并處理中斷，現(xiàn)實應(yīng)用中處理程序的某些情況有屏蔽中斷的要求，比如在數(shù)據(jù)庫修改過程要求短暫屏蔽中斷處理，這種屏蔽是必要的，保障正常數(shù)據(jù)庫讀寫操作。屏蔽時間的最大值叫做最大中斷延遲。在嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中硬件中斷的次數(shù)不確定，與系統(tǒng)的實際情況關(guān)系很大，有可能出現(xiàn)若干次的硬件中斷，舉例：病人監(jiān)護系統(tǒng)也是一種計算機控制系統(tǒng)，在監(jiān)控一個病人心臟的實時情況時，假如病人心跳發(fā)生多次變化，這種傳感信息通過網(wǎng)卡傳入網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)引起護士注意，護士響應(yīng)該信息按下相應(yīng)功能按鍵，即中斷得到迅速處理，這是刻不容緩的，否則情況不容預(yù)測。計算機控制系統(tǒng)能夠在處理上采取最優(yōu)先處理，支持最優(yōu)先響應(yīng)。
3.2將進程切換時間降到最低在控制系統(tǒng)中經(jīng)常面臨新任務(wù)新情況，如果中心處理器在處理某個任務(wù)時，有突然的任務(wù)加入，該任務(wù)的優(yōu)先級高，處于不能協(xié)調(diào)的情況必須先處理新任務(wù)，否則會影響這個系統(tǒng)控制的實施，那么中心處理器需要馬上切換任務(wù)，保存當前正在處理任務(wù)的一切設(shè)置及參數(shù)，例如需要保存寄存器信息和內(nèi)存當前狀態(tài)以及當恢復(fù)該任務(wù)需要的一切信息等。這個過程也需要消耗處理器時間，對于任務(wù)沒有交叉的情況很容易處理，直接切換即可，可是對于2個有交互信息的任務(wù)需要處理的信息較多，需要耗費一定時間。為了保持實時性，必須盡量將進程切換的時間降到最低。
3.3優(yōu)先級繼承搶占優(yōu)先級不是在任何時候都能奏效，由于操作系統(tǒng)的機制并不能完全保證高優(yōu)先級都能搶占低優(yōu)先級的資源，也會出現(xiàn)低優(yōu)先級占用資源不放的狀態(tài)，這種狀態(tài)的解決方法是通過優(yōu)先級繼承的方式獲得資源，使計算機控制系統(tǒng)的實時性得到保證。計算機控制系統(tǒng)有網(wǎng)絡(luò)分布架構(gòu)的，如果一個計算機控制系統(tǒng)擁有網(wǎng)絡(luò)分布的多個終端，該控制系統(tǒng)就支持網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)先級繼承方式，通過優(yōu)先級繼承方式獲取到對資源的占用，假如對于這種情況沒有解決方法，那么這種多終端的網(wǎng)絡(luò)式計算機控制系統(tǒng)很容易陷入局部網(wǎng)絡(luò)癱瘓或系統(tǒng)停滯的狀態(tài)。
3.4縮短進程資源分配等待時間多進程計算機控制系統(tǒng)資源是共享的，那么對于資源的合理調(diào)度就是首要問題。對于某個進程當它急需資源的時候能夠解決所需這是實時系統(tǒng)的要求，當某個資源被低優(yōu)先級的進程占用不能釋放的時候，所需資源被搶占，以至于低優(yōu)先級進程在停滯狀態(tài)，整個計算機控制系統(tǒng)的資源不能協(xié)調(diào)，這種等待是系統(tǒng)不允許的。解決這種實時性的方法是2種：優(yōu)先級繼承和優(yōu)先級極限。2者的實現(xiàn)都是通過提高占有資源的低優(yōu)先級進程的優(yōu)先級，讓其優(yōu)先級和等待資源的進程優(yōu)先級相同。
3.5簡化控制系統(tǒng)，突出實時性計算機控制系統(tǒng)對實時性要求較高，在控制系統(tǒng)中減少不必要的資源開支，不需要關(guān)注美觀的界面，盡量滿足控制系統(tǒng)的實時需要，主要將實時任務(wù)突出?，F(xiàn)在實時控制系統(tǒng)較多，計算機控制系統(tǒng)在設(shè)計之初要拋掉不必要的考慮，將滿足實時需求作為首要條件。
4結(jié)語
計算機控制技術(shù)是多學(xué)科多領(lǐng)域交融的技術(shù)，以計算機應(yīng)用技術(shù)為核心，以電子工業(yè)控制為過程，同時將自動化應(yīng)用、無線電技術(shù)、軟件編程技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)融入其中，為實現(xiàn)精密儀器設(shè)備生產(chǎn)制造、工業(yè)自動化的生產(chǎn)過程、國防科研應(yīng)用等領(lǐng)域提供廣泛的應(yīng)用前景。
作者：國海東左永文單位：吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
編者按：本論文主要從計算機控制系統(tǒng)在汽車性能測試方面的應(yīng)用；計算機控制系統(tǒng)在汽車監(jiān)控方面的應(yīng)用；計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應(yīng)用等進行講述，包括了PLC控制系統(tǒng)、面向?qū)ο罂刂葡到y(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)、模塊化控制系統(tǒng)、車載端計算機控制系統(tǒng)的職能歸納、監(jiān)控端計算機控制系統(tǒng)的職能歸納、計算機控制系統(tǒng)在汽車管理檢測方面的應(yīng)用等，具體資料請見：
論文關(guān)鍵詞:計算機控制;汽車行業(yè);汽車性能測試;汽車監(jiān)控;汽車檢測
論文摘要:一直以來汽車工業(yè)都是國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展以及我國入世以后汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，這就把汽車行業(yè)對科技水平需求提升到了一個新的高度。文章就計算機控制系統(tǒng)在汽車行業(yè)中的一些重點應(yīng)用問題進行了綜合論述。
我國入世以后汽車行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，汽車已逐漸成為人們生產(chǎn)和生活中不可或缺的工具。目前，我國是全世界機動車保有量增長最快的國家（2007年末統(tǒng)計超過2300萬輛）。這也就強烈的促進了汽車行業(yè)的發(fā)展。與此同時，現(xiàn)代計算機控制技術(shù)已滲透到汽車的各個組成部分，汽車的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，自動化程度也越來越高。不過對于汽車行業(yè)來說，從宏觀角度來看計算機控制系統(tǒng)表現(xiàn)最為突出的是在：汽車出廠前的性能測試、汽車出廠后的監(jiān)控及汽車檢測三大方面。下面我們首先來看一下：
1．計算機控制系統(tǒng)在汽車性能測試方面的應(yīng)用
由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，測試技術(shù)日新月異。應(yīng)用先進、成熟的測試技術(shù)，是成功開發(fā)性能優(yōu)良、經(jīng)濟實用的汽車性能測試系統(tǒng)的基本原則。在汽車性能的測試方面，最常見的計算機控制系統(tǒng)包括：
1.1PLC控制系統(tǒng)
可編程序控制器PLC(ProgrammableLogiccontroller)控制系統(tǒng):PLC是重要的機電一體化產(chǎn)品，其主要功能是開關(guān)量控制。起初主要用于替代繼電器控制，目前已發(fā)展到具有模擬控制功能，因而應(yīng)用范圍也有所擴展，形成了以PLC為核心的控制系統(tǒng)模型。
1.2面向?qū)ο罂刂葡到y(tǒng)
面向?qū)ο蟮目刂葡到y(tǒng)是利用典型基礎(chǔ)控制產(chǎn)品，針對特定應(yīng)用對象進行系統(tǒng)設(shè)計和二次開發(fā)，二次開發(fā)的重點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、專用系統(tǒng)或部件以及應(yīng)用軟件的開發(fā)。這種系統(tǒng)由于其針對性強，因而能夠做到系統(tǒng)緊湊、價格低廉，并能實現(xiàn)EIC（電控、儀控、計算機）一體化。
1.3DCS控制系統(tǒng)
分布式控制系統(tǒng)DCS(Distributedcontrolofsystem)，DCS是當今汽車過程工業(yè)自動化的主控系統(tǒng)，特點是控制分散、操作顯示集中、系統(tǒng)具有很高的可靠性和很強的功能。
1.4模塊化控制系統(tǒng)
近年來控制模塊和模塊化控制系統(tǒng)得到發(fā)展。模塊化控制系統(tǒng)是以模塊為基礎(chǔ)，組成高度可配置的、分布式采集控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)當I/O出現(xiàn)故障時，只需要調(diào)換故障的模塊，而不需替換整個系統(tǒng)。模塊化控制系統(tǒng)的持點是：結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、組織靈活、可擴展性較好、可靠性高、維護方便。
2.計算機控制系統(tǒng)在汽車監(jiān)控方面的應(yīng)用
從上世紀末90年代，電子信息技術(shù)越來越多地進入交通運輸部門，并逐漸形成一個嶄新的工程領(lǐng)域，即智能交通系統(tǒng)ITS(IntelligentTransPortationSystem)。所謂智能交通系統(tǒng)，就是通過采用先進的電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等高新技術(shù)，對傳統(tǒng)的交通運輸系統(tǒng)及管理體制進行改造，從而形成一種信息化、智能化、社會化的新型現(xiàn)代交通系統(tǒng)。
2.1車載端計算機控制系統(tǒng)的職能歸納
車載端計算機控制系統(tǒng)的職能可歸納為：首先，精確定位:車載監(jiān)控終端全天候24小時連續(xù)不斷的接收GPS衛(wèi)星信號，從而為系統(tǒng)提供車輛的位置和速度，定位精度可達10米。其次，記憶功能:車載監(jiān)控終端具有存儲車輛位置/模擬量/異常信息的功能，而且可存儲長達兩個月的車輛位置/模擬量信息。第三，控制功能:車載監(jiān)控終端接收到監(jiān)控中心的控制命令后，對車輛執(zhí)行控制動作。第四，通信功能:在GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，車載監(jiān)控終端可與監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)交換。最后，防劫報警職能:在車輛遭受搶劫時，駕駛員觸動一個隱蔽報警按鈕，即可在自保的同時等待援助。
2.2監(jiān)控端計算機控制系統(tǒng)的職能歸納
監(jiān)控端計算機控制系統(tǒng)的職能可以歸納為：首先，數(shù)據(jù)預(yù)處理:通信服務(wù)器從Internet上接收到車輛的信息之后對信息進行初始的驗證、校驗、數(shù)據(jù)日志處理。并將待處理的信息分發(fā)給有處理能力的監(jiān)控終端。其次，數(shù)據(jù)跟蹤:將移動車輛的實時位置以列表的方式顯示出來。第三，跟蹤監(jiān)控功能:服務(wù)器端可以實現(xiàn)對多終端的跟蹤監(jiān)控，系統(tǒng)實現(xiàn)采用TCP/IP協(xié)議，采用此協(xié)議是因為該協(xié)議可以保證信息傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性。第四，報警功能:終端設(shè)備報警分為預(yù)報警，實際報警，以及報警解除三級報警狀態(tài)，這主要為了避免誤報警情況發(fā)生，當服務(wù)器端收到終端設(shè)備預(yù)報警信息，則彈出報警對話框，并且在預(yù)報警車號列表框中列出發(fā)出預(yù)報警信息的車號，雙擊其車號可以使系統(tǒng)定位到該車上，預(yù)報警情況不會使系統(tǒng)自動定位該車號的終端。
3.計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應(yīng)用
對于計算機控制系統(tǒng)在汽車檢測方面的應(yīng)用，我們需要從汽車管理檢測和汽車故障檢測兩方面來進行分析。
3.1計算機控制系統(tǒng)在汽車管理檢測方面的應(yīng)用
其實也就是常說的“多站點汽車檢測動態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”主要是利用計算機信息技術(shù)實現(xiàn)道路運輸管理部門對多個汽車檢測站的檢測數(shù)據(jù)進行實時傳輸與檢測結(jié)果的自動判斷，實現(xiàn)車輛二級維護備案，并實現(xiàn)對道路運輸車輛技術(shù)狀況的實時監(jiān)控和道路運輸車輛相關(guān)信息的自動化傳輸，該系統(tǒng)還可以對汽車維修企業(yè)的二級維護車輛的一次檢驗合格率進行監(jiān)控，該系統(tǒng)可以應(yīng)用于所有道路運輸管理部門，以及其相應(yīng)的檢測站，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)車輛技術(shù)管理及信息傳遞的自動化，滿足交通部4號令的要求。該系統(tǒng)采用分級分布式星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)各工作站點通過集線器相互連接構(gòu)成檢測系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)通信和信息傳輸;通過調(diào)制解調(diào)器能方便地與電話網(wǎng)連接，加入Internet國際互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)局域網(wǎng)與局域的遠程通信，從而構(gòu)成廣域網(wǎng)。其車輛檢測、辦理車輛技術(shù)等級評定和二級維護簽章實行封閉式自動檢測和流水作業(yè)辦公。
3.2計算機控制系統(tǒng)在汽車故障檢測方面的應(yīng)用
經(jīng)過多年的發(fā)展，目前國內(nèi)的汽車故障檢測維修行業(yè)已具相當規(guī)模。大部分汽車綜合性能檢測站均采用了計算機控制系統(tǒng)，汽車維修企業(yè)也應(yīng)用維修信息管理系統(tǒng)，一定程度上實現(xiàn)了檢測自動化和管理科學(xué)化。
3.2.1計算機控制系統(tǒng)可以為汽車故障檢測提供技術(shù)支持
通過計算機控制系統(tǒng)完善汽車行業(yè)整體信息化之后，維修企業(yè)就可以通過一個公共的專家數(shù)據(jù)庫查詢需要的維修技巧并將自身的工作經(jīng)驗與同行共享；一個維修企業(yè)的配件儲存是有限的，但如果將每個維修企業(yè)甚至供應(yīng)商的配件倉儲量、型號和規(guī)格等登入信息網(wǎng)，可以較好地解決企業(yè)配件短缺但一時難以購置的問題；為車主提供周到迅速的服務(wù)，應(yīng)是每個維修企業(yè)追求的目標之一，車輛檢測不合格需要進廠維修時，維修企業(yè)可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢到該車輛的原始檢測數(shù)據(jù)和汽車性能曲線，極大地提高維修效率和準確性。
3.2.2計算機遠程故障控制系統(tǒng)對汽車行業(yè)的現(xiàn)實意義
目前我國汽車維修行業(yè)已經(jīng)從完全依靠檢查者的感覺和實踐經(jīng)驗進行診斷的階段，發(fā)展到了利用專門設(shè)備進行綜合檢測診斷階段。計算機遠程故障控制系統(tǒng)為傳統(tǒng)汽車故障診斷技術(shù)進行了很好的補充。
首先，它增加了用于遠程診斷的診斷服務(wù)器，并預(yù)期能與該技術(shù)領(lǐng)域力量較強的大型汽車維修企業(yè)、科研院所、高等院?；驀鴥?nèi)外汽車生產(chǎn)廠家建立的故障分析診斷中心互聯(lián)，同時與相關(guān)專家建立一種協(xié)作關(guān)系，共同為系統(tǒng)提供高效、快捷的遠程故障診斷服務(wù)。其次，形成了豐富的診斷數(shù)據(jù)庫和診斷知識庫，提高了診斷智能，并通過多手段、多專家協(xié)同對故障進行會診，提高了故障診斷的準確性和可靠性。再次，遠程故障診斷技術(shù)同時克服了地域障礙，使用戶在行駛過程中也可以對汽車進行故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測。
摘要：二十世紀末以來計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，為網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。最近幾年，我國的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)有很大的進步，在我國社會的各行各業(yè)都發(fā)揮著力量。本文介紹了幾種常見且使用率高的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，分析它們是如何在計算機控制中發(fā)揮作用的。
關(guān)鍵詞：計算機；控制；網(wǎng)絡(luò)；通信技術(shù)
計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合的理論的提出，是現(xiàn)代信息溝通領(lǐng)域一個里程碑式的進步。通過這兩種技術(shù)的結(jié)合，信息傳遞的方式更加豐富，速度也得到了極大的提升，極大地方便了人與人之間的溝通。這二者的結(jié)合突破了傳統(tǒng)通信技術(shù)信息交換和數(shù)字編碼的限制，在現(xiàn)代快節(jié)奏的社會中充分發(fā)揮了作用。
1計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過一些硬件的設(shè)備和線路，將處于不同區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的計算機連接起來，從而達到不同計算機之間的信息流通和交換。簡單來說，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是在不同計算機之間搭建了一條能夠溝通的路。我們所說的網(wǎng)絡(luò)是指由電話線、電纜等數(shù)據(jù)線以及無線傳輸方式，建立的以計算機為節(jié)點的信息傳輸渠道。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由資源網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)兩種系統(tǒng)組成。一般來說，計算機網(wǎng)絡(luò)主要由六種互聯(lián)的設(shè)備組成，包括路由器、網(wǎng)關(guān)、中繼器、網(wǎng)橋、集線器以及交換器。通過計算機網(wǎng)絡(luò)之間各節(jié)點信息的傳遞，實現(xiàn)電子數(shù)據(jù)的傳輸和共享，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用的主要方式。
2計算機數(shù)據(jù)通信技術(shù)
數(shù)據(jù)通道并不是一個通道，而是指不同計算機之間進行數(shù)據(jù)交換的過程。隨著技術(shù)的革新，數(shù)據(jù)通信具有不同的發(fā)展階段，從傳統(tǒng)利用模擬信號達成的模擬通信，到使用數(shù)字信號的數(shù)字通信，再到如今依靠信息源發(fā)出的數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)通信能夠傳遞的信息越來越豐富，速度也在不斷提高。其中，數(shù)據(jù)通信又可分為電路交換、報文交換和分組交換三種交換方式。計算機之間的信息傳輸和共享，主要是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)的。使用相同計算機語言的計算機可以在相同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上，進行信息交換。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的選擇，往往要根據(jù)有具體的情況來確定，而不是一成不變的。
3網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)類型
3.1以太網(wǎng)
現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，以太網(wǎng)是使用最為廣泛、運行最為穩(wěn)定的技術(shù)，無論在商用還是政府官方使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中都是主流的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時，以太網(wǎng)技術(shù)還在不斷改進，并逐漸適應(yīng)工業(yè)方面的工作。以太網(wǎng)技術(shù)能夠發(fā)展到今天的地步，離不開它極高的適應(yīng)性和先進性，具體優(yōu)勢可以總結(jié)為以下幾點：①以太網(wǎng)能夠在各種類型、各種用途的計算機中發(fā)揮穩(wěn)定的效用，并且對使用現(xiàn)場總線的標準也沒有很嚴格的限定，能夠在各種場合發(fā)揮作用；②由于技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，以太網(wǎng)在建設(shè)和使用過程中的成本控制效率較高，設(shè)備、技術(shù)、維修等方面都具有一定的成本優(yōu)勢；③資源豐富硬件資源豐富是以太網(wǎng)的重要優(yōu)勢之一；④傳輸速度與其他技術(shù)相比有很大的優(yōu)勢，不僅速度快切傳輸穩(wěn)定，提高了資源的共享及信息交流的效率；⑤開發(fā)潛力大其具有上述多種優(yōu)勢，在許多領(lǐng)域成為了主流技術(shù)，還可以延伸到許多其他領(lǐng)域，開發(fā)潛力大，具有持續(xù)發(fā)展的意義。
3.2現(xiàn)場總線技術(shù)
現(xiàn)場總線技術(shù)一般應(yīng)用于生產(chǎn)過程中及微機化測量控制儀器或設(shè)施中，其能夠構(gòu)成數(shù)字化及開放式的信息傳輸系統(tǒng)。現(xiàn)場總線技術(shù)的作用是能夠極大的幫助計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行和控制，提高穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)成本。國際電工協(xié)會對于八種現(xiàn)場總線的標準進行了確認，如以太網(wǎng)、基金會現(xiàn)場總線FF等。正是因為現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，位于不同位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備才能聯(lián)系成一個整體，實現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)傳遞的功能。該技術(shù)的基本特點有幾下幾點：①由微處理器將分散在不同位置的設(shè)備聯(lián)系成一個網(wǎng)絡(luò)，進行統(tǒng)一的控制。②使信息的處理更加及時、迅速、穩(wěn)定，隔絕了不同地區(qū)外在因素的影響。③處于不同位置的設(shè)備雖然形成整體運行，但是每個版塊的功能相對獨立，就算某個板塊出現(xiàn)故障，其他版塊也可以繼續(xù)運行，提高了可靠性，在一種功能失效后，不影響其他功能的正常運行，在維護上也較為方便。
4計算機控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展階段
4.1聯(lián)機階段
聯(lián)機階段，計算機的中央處理器是運行的主體。在這一階段中，計算機需要對處于不同位置的多臺計算機進行連接，并進行信息交換，此時，主處理器將處理規(guī)劃連接的順序、接收后的存放位置以及一定的反饋工作，計算機其他剩余的部分也會在主處理器的指揮下對接受的信息進行處理，并將信息反饋給主處理器。在整個過程中，中央處理器除了要負荷本身的處理工作外，還要指揮其他結(jié)構(gòu)，這在一定程度上提高了對中央處理器性能的要求。而隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息鏈接的對應(yīng)端不斷增加，中央處理器要應(yīng)對的對象越來越多，負擔不斷加重，處理器的運行效率下降，對信息的處理質(zhì)量在不斷降低。一般人們采用增設(shè)通信控制器或前段處理器的方法來解決這個問題，這兩種設(shè)備可以獨立負責計算機與終端計算機的對接，可以極大地提高數(shù)據(jù)處理的速度。
4.2計算機互聯(lián)階段
二十世紀六十年代，網(wǎng)絡(luò)基本處于互聯(lián)階段。當時使用的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)一定的信息共享，系統(tǒng)具有分組交換、控制等功能，但與現(xiàn)在使用的通信系統(tǒng)相比還是具有較大的封閉性，且在計算機之間的連通性上也有很大限制，效率與現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相差甚遠。
4.3標準化網(wǎng)絡(luò)階段
微處理器和集成電路的誕生使計算機技術(shù)進入了一個嶄新的階段。二十世紀八十年代以來，計算機的體積在不斷的縮小，然而，計算機運行的效率卻沒有降低，反而得到了巨大的提升。現(xiàn)在使用的計算機不僅體積輕薄，功能完善，運行也越發(fā)穩(wěn)定。再加上企業(yè)管理模式改變等社會的進步，人們通過路由器和調(diào)制解調(diào)器等設(shè)備，發(fā)展出了局域網(wǎng)，從而實現(xiàn)了一些群體計算機之間交互式網(wǎng)絡(luò)的誕生，這種網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的完全共享，且與外界網(wǎng)絡(luò)環(huán)境隔絕，呈現(xiàn)了較大的私密性。
4.4互連和高速網(wǎng)絡(luò)階段
信息高速公路理論是二十世紀九十年代提出的一種思想，在這種思想的發(fā)展過程中，它逐漸展現(xiàn)出了其余現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息通信的切合性。美國是世界上最早開始重視信息工程建設(shè)的國家，在美國之后，全球范圍內(nèi)也逐漸接受了這一思想，開始進行網(wǎng)絡(luò)信息工程的建設(shè)?，F(xiàn)在，全球互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)已經(jīng)完全建立了起來，實現(xiàn)了全球性的信息資源共享。
5計算機控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信的主要技術(shù)
5.1以太網(wǎng)
以太網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)相比有許多優(yōu)勢，如以太網(wǎng)建設(shè)成本低、應(yīng)用范圍廣，能夠兼容絕大多數(shù)軟件和硬件設(shè)備，通信傳遞的效率高，因此在世界范圍內(nèi)，以太網(wǎng)市場的前景都非?？捎^。目前階段，不僅僅是商用計算機通信，在一些工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)也開始使用以太網(wǎng)。就市場情況來看，以太網(wǎng)技術(shù)與其他技術(shù)相比，具有很大的技術(shù)性優(yōu)勢，而又因為其成本低廉，它的價格在市場上有較強的競爭力。采用以太網(wǎng)來建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，能夠讓網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本得到節(jié)約。而這些優(yōu)勢不僅使以太網(wǎng)在市場上不斷擴張發(fā)展，也推動了整個計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域的發(fā)展。
5.2現(xiàn)場總線技術(shù)
利用現(xiàn)場總線技術(shù)，可以實現(xiàn)微機化的測量控制設(shè)備與生產(chǎn)現(xiàn)場之間的數(shù)字化和開放化通信，保證計算機控制的網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的完整實現(xiàn)。目前常用的現(xiàn)場總線技術(shù)采用的是基帶傳輸。這種方式具有較快的運行效率和獨立性，以至于它的時效性和穩(wěn)定性都比較強。另外，由于現(xiàn)場總線系統(tǒng)中發(fā)揮左右的各模塊相對分散，在進行維護時可以分別進行，減少對整體系統(tǒng)的影響。此外，現(xiàn)場總線技術(shù)與其他技術(shù)相比，線路之間的互聯(lián)結(jié)構(gòu)更加開放，不同層級的線路大街變得更加方便，且因為具有較強的互操作性，就算是不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備，只要確保使用相同的通信協(xié)議，彼此之間的聯(lián)通就不會有障礙。
6計算機控制中的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的應(yīng)用
目前，計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，其應(yīng)用的范圍也不斷擴展，例如電子數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、個人移動通信、電子信箱等。當然，它的應(yīng)用范圍并不局限于此。打個比方，目前最常用的計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)就是3G和4G技術(shù)的運用。在城市配電網(wǎng)絡(luò)中使用3G和4G技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)中的自動化通信系統(tǒng)，配合應(yīng)急處理系統(tǒng)，在事故發(fā)生時，能夠在第一時間向控制中心傳遞消息，并采取措施控制。再比如無線視頻技術(shù)在企業(yè)、政府部門之間的運用，也是通過計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，來將上級的指令傳達下去。這些計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的應(yīng)用在個人生活和政府工作中都發(fā)揮著巨大的作用。
7結(jié)語
當今社會，無論是工作、學(xué)習(xí)還是日常生活，人們都無法離開計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)。正式因為這些技術(shù)的廣泛運用，才使得當今人們的生活水平提升。目前計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達到了相當?shù)乃?，但我們不能停止探索，隨著人們對生活質(zhì)量的要求不斷提高，一些對于通信技術(shù)的新的要求被提出，如果有一天這些要求能被滿足，也將成為一個巨大的跨越，并為人們的生活提供更多的幫助。
作者：張智 單位：國家新聞出版廣電總局694電臺
1計算機控制汽車管理檢測系統(tǒng)
車輛維修企業(yè)可以通過一個全國公共計算機專家數(shù)據(jù)庫，將全國每個汽車維修維護企業(yè)、4S店情況、車輛故障維修技巧、汽車維修技工技師自身的工作經(jīng)驗、全國汽車零部件供應(yīng)商的配件倉儲量、汽車配件型號和規(guī)格等車輛維護維修管理相關(guān)信息錄入公共數(shù)據(jù)庫。相關(guān)車輛維修企業(yè)就能通過網(wǎng)絡(luò)查詢到該車輛的原始檢測數(shù)據(jù)和汽車性能數(shù)據(jù)，計算機就可以進行綜合檢測診斷，實現(xiàn)全國汽修行業(yè)共享資源、技術(shù)，解決汽修企業(yè)配件短缺難以購置與調(diào)配、過剩等問題；車輛檢測不合格的維修；車輛維修疑難問題等，提高了車輛維修效率和準確性。車輛故障遠程監(jiān)控系統(tǒng)用于遠程診斷的診斷服務(wù)器，用便攜式電腦和車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)之間進行短程無線通信，監(jiān)控和操作汽車的傳感器及控制單元，使車輛在運行過程中實現(xiàn)遠程監(jiān)控和診斷。利用汽修專家、大型先進汽車維修企業(yè)、汽車科研院所、高等院?；驀鴥?nèi)外汽車生產(chǎn)廠家的技術(shù)資源，建立故障分析診斷中心互聯(lián)網(wǎng)，可以提供高效、快捷的遠程故障診斷服務(wù)，提高了故障診斷的準確性和可靠性，克服了地域障礙，為傳統(tǒng)汽車故障診斷技術(shù)進行了很好的補充。
2汽車計算機控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢
2.1智能交通系統(tǒng)(ITS)
未來汽車智能化傳感器提供用于模擬和處理的信號，并能對信號進行放大和處理，自動進行最優(yōu)化檢測和自我校正線性和非線性的傳感器信號。ITS是與計算機技術(shù)、信息科學(xué)、衛(wèi)星定位等多個交叉學(xué)科相結(jié)合的系統(tǒng)，可以預(yù)測不久的將來會普及應(yīng)用，它會將汽車行駛過程中的即時動態(tài)信息、目標資料等通過計算機系統(tǒng)優(yōu)化處理，通過衛(wèi)星等隨時隨地向駕駛員提供行駛過程的最短距離、進入最近加油站、休息區(qū)、商店、繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線，使車和車之間保持最佳安全距離；汽車防碰撞雷達的先進調(diào)速系統(tǒng)可以使汽車自動調(diào)速，提高高速公路的交通流量，可降低和避免交通事故。汽車采用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)，定位衛(wèi)星系統(tǒng)可以使駕駛員隨時隨地獲取沿途天氣、道路上的車流量、發(fā)生交通事故路段、某路段汽車交通堵塞等各種情況，智能交通系統(tǒng)可以綜合、分析、判斷、傳輸出汽車當前最佳的行車信息與路線，提高車輛行駛最佳綜合性能。
2.2高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)
電子技術(shù)、計算機技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車上電控器件的應(yīng)用會越來越多，越復(fù)雜，車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)快速交換要求越來越高。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個復(fù)雜的信息交換與控制系統(tǒng)，它要求該系統(tǒng)容量大，傳輸速度快且計算處理速度高，因此將來它一定是采用光導(dǎo)纖維的高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，會對各子系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)，將車輛行駛性能控制到最佳水平，以提高汽車的綜合性能，行車質(zhì)量。
2.3未來智能汽車
給汽車裝上“大腦”，讓汽車學(xué)會“思考”，這是汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前世界很多大公司都在研究智能汽車。未來的智能汽車肯定有一套完善的導(dǎo)航信息資料庫、GPS定位系統(tǒng)、車輛防碰系統(tǒng)、緊急報警系統(tǒng)等。未來智能汽車必定會裝備有能同時進行多種設(shè)備通訊、聯(lián)絡(luò)的計算機智能系統(tǒng)，除進行汽車本身的智能控制和操作外，還會提供多方面、全方位的信息化服務(wù)，例如與全球互聯(lián)網(wǎng)連通的辦公自動化系統(tǒng)、可視高保真多媒體可視通訊設(shè)備等，使汽車行車過程安全、舒適、便捷。將來駕駛汽車會成為依靠計算機控制系統(tǒng)即可實現(xiàn)每個人都能駕駛的最普通的智能交通工具，在遵守交通法規(guī)的前提下，無人駕駛汽車也將成為未來的汽車發(fā)展趨勢。
3結(jié)語
總之隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等的迅速發(fā)展，汽車的智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化將會不可避免，汽車計算機控制與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將成為汽車工業(yè)發(fā)展的未來趨勢，未來汽車的各系統(tǒng)功能必將更加提高和完善.
作者：姚慧文 單位：山東勝利職業(yè)學(xué)院
1.存在問題
1.1學(xué)生的思維觀念問題
機械制造及其自動化專業(yè)學(xué)生普遍認為機械類學(xué)科應(yīng)該以機械設(shè)計和機械制造為核心，主要學(xué)習(xí)機械的設(shè)計以及與之相關(guān)的加工技術(shù)，其它與機械“無關(guān)”的課程學(xué)不學(xué)無所謂。所以，在計算機控制類課程的教學(xué)過程中，大多數(shù)同學(xué)表現(xiàn)消極，僅求考核過關(guān)。有的機械制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生甚至認為計算機控制類的課程，應(yīng)該是計算機專業(yè)或者控制專業(yè)的課程，這些課程與自己的專業(yè)方向不相關(guān)，花時間在這些課程的學(xué)習(xí)上，浪費自己的時間。
1.2計算機控制類課程設(shè)置上與專業(yè)結(jié)合生硬
普通的本科學(xué)生在大學(xué)課程期間會學(xué)到很多的計算機類課程，但真正把計算機控制類課程與機械類主干課程相關(guān)聯(lián)的課程卻幾乎沒有。比如，機械制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生都學(xué)習(xí)了機械設(shè)計課程，課程中對于絲桿的設(shè)計與計算進行過講解；同時他們也學(xué)習(xí)過單片機或者PLC之類的計算機控制課程，對伺服或者步進電機控制也有一定的了解。但由于我們教學(xué)過程中缺少將兩者有機結(jié)合的主干課程，所以，但在大多數(shù)同學(xué)的眼中，這兩門課程沒有任何的關(guān)聯(lián)，是獨立的兩門課程。由于機械和控制類課程的生硬結(jié)合，也導(dǎo)致學(xué)生在進行機械設(shè)計的過程中，對于設(shè)計中需要考慮的機械傳動與動作部分，都用一個方框替代，認為這是計算機專業(yè)學(xué)生需要解決的問題，這就使得有些機械設(shè)計成為了“空中樓閣”，無法運行。
1.3機械制造及其自動化專業(yè)針對計算機控制類課程的實踐
與創(chuàng)新環(huán)節(jié)尚未形成實踐和創(chuàng)新環(huán)節(jié)是學(xué)生將理論知識與實踐相結(jié)合的重要組成部分，機械類學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)多是針對某個零件的生產(chǎn)工藝或者設(shè)計過程進行的，而對于其生產(chǎn)制造過程中的動作及工藝自動實現(xiàn)部分卻視而不見，這種長期以來形成的實踐環(huán)節(jié)，更進一步地加深了學(xué)生對其課程學(xué)習(xí)的偏見。針對計算機控制類課程的實踐和創(chuàng)新環(huán)節(jié)目前大多數(shù)的學(xué)校沒有形成一套成熟的方案。
2.機械專業(yè)計算機控制類課程教學(xué)改革的方法與實踐
2.1轉(zhuǎn)變學(xué)生的思想觀念
大學(xué)生進入學(xué)校后，專業(yè)教育很重要。在專業(yè)教育的過程中，機械制造及其自動化專業(yè)的老師不僅需要強調(diào)其未來四年需要學(xué)到核心專業(yè)知識，同時，要進一步強調(diào)為了提高生產(chǎn)效率和減輕勞動強度，控制類的課程也是必不可少的組成部分，不能讓學(xué)生在思想上對該專業(yè)開設(shè)計算機控制類課程存在偏見。其次，在機械類課程教學(xué)的過程中，機械設(shè)計、機械制造課程教學(xué)的老師，在提及到電機和控制之類的素材時，也需要提示同學(xué)們在今后的計算機控制類課程會進一步說明和講解，這樣可以使得機械制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生逐步認識到該專業(yè)課程不僅僅是機械設(shè)計和制造等機械類課程組成，它是一個系統(tǒng)的工程，同時也有計算機和控制之類的課程。這樣不僅可改變機械制造及其自動化專業(yè)學(xué)生在大學(xué)期間的思想觀念，同時也會影響其今后的設(shè)計和制造工作，使其對事物的認識不僅僅停留在某一個方面，而會從系統(tǒng)的角度來進行分析和研究。
2.2機械類課程與計算機控制類課程有機結(jié)合
為了改變傳統(tǒng)的機械類課程與計算機控制類課程的生硬疊加的教學(xué)模式，大學(xué)本科教學(xué)的老師有必要從機械制造及其自動化專業(yè)課程與計算機控制類課程的內(nèi)在聯(lián)系出發(fā)，提取機械類課程與計算機類課程的關(guān)聯(lián)因素，對現(xiàn)有的教學(xué)模式進行改革，對兩類課程之間的空缺進行有益的補充，形成比較完善的機械專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)。在教學(xué)的過程中，可以嘗試將機械類課程與計算機控制類課程分解為知識點、章節(jié)和教材的三種結(jié)合模式，形成點、線、面的三級結(jié)構(gòu)，將機械類課程與計算機控制類課程真正做到此有機地結(jié)合，形成學(xué)生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中的一個重要結(jié)成部分和重要的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。
2.3針對機械制造及其自動化專業(yè)的計算機類課程的實踐環(huán)節(jié)研究
實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生對所學(xué)理論知識進行驗證的手段，也是學(xué)生進行創(chuàng)新設(shè)計的重要基礎(chǔ)，因此對機械制造及其自動化專業(yè)學(xué)生的計算機類課程的實踐環(huán)節(jié)研究也是必不可少的，而且是十分重要的。在教學(xué)環(huán)節(jié)中，需要從機械的部件、功能、組成和接口之間的聯(lián)系出發(fā)，將機械制造及其自動化專業(yè)的實踐教學(xué)分解為設(shè)計類實踐教學(xué)、工藝類實踐教學(xué)和控制類實踐教學(xué)三個組成部分，從而形成實踐教學(xué)中的三大核心模塊。實踐教學(xué)的內(nèi)容緊緊圍繞三大模塊展開，在實踐教學(xué)的過程中，既能體現(xiàn)機械制造及其自動化專業(yè)的三大核心模塊的獨立性，又能強調(diào)三大模塊之間的關(guān)聯(lián)性。通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進一步加深學(xué)生對機械是一個系統(tǒng)工程的認識。此外，在注重學(xué)生實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練的同時，鼓勵學(xué)生參與各類與機械和控制相關(guān)的設(shè)計大賽，如全國的機械創(chuàng)新設(shè)計大賽。通過參加各類大賽，不僅可以提高參賽學(xué)生對本專業(yè)所學(xué)知識的應(yīng)用能力，同時也可以激發(fā)本專業(yè)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)熱情，在整個院系形成一點帶面的學(xué)習(xí)效果，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍，使控制類課程真正融入到機械類課程的學(xué)習(xí)和實踐之中，為培養(yǎng)知識全面的新時代機械制造及其自動化專業(yè)人才提供有力地保障。
3.結(jié)束語
針對我校機械制造及其自動化專業(yè)中的計算機控制類課程教學(xué)過程中存在的問題進行研究，分析了目前影響計算機控制類課程學(xué)習(xí)熱情的因素。同時，針對這些問題提出了教學(xué)改革方法，將新的教學(xué)方法和做法應(yīng)用于機械制造及其自動化專業(yè)的教學(xué)過程中，可以改變學(xué)生對機械專業(yè)課程的認識，提升學(xué)生對機械設(shè)備的系統(tǒng)認知能力，完善其自身的知識體系結(jié)構(gòu)。該教學(xué)改革的研究，為機械制造及其自動化專業(yè)計算機控制類課程的教學(xué)工作的順利開展提供了有力的保障。
作者：張成俊 張弛 張智明 單位：武漢紡織大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院
1課程教學(xué)中的問題
《計算機控制技術(shù)》這門課程在不同高校的課程設(shè)置有很大的不同。有的高校側(cè)重于以計算機為主線，著重討論直接數(shù)字控制系統(tǒng)、以及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等計算機控制系統(tǒng)。有的高校側(cè)重于硬件系統(tǒng)的設(shè)計和仿真，而對軟件卻是一帶而過。有的高校針對的是計算機控制技術(shù)的數(shù)學(xué)描述及控制算法。應(yīng)該說各個高校在教材的選取和教學(xué)環(huán)節(jié)的進行中都有自己的獨到之處，但是對于針對本校學(xué)生的實際情況，這些是遠遠不夠的。在經(jīng)歷了若干個環(huán)節(jié)的教學(xué)和實踐中，我對計算機控制技術(shù)這門課程的教學(xué)改革的方法和實踐有自己的一些認識。
2課程教學(xué)改革的方法和實踐
2.1教學(xué)環(huán)節(jié)突出側(cè)重點
針對本校學(xué)生的實際水平，在教學(xué)環(huán)節(jié)中突出側(cè)重點。由于本課程的第一部分主要涉及計算機控制的基礎(chǔ)知識、數(shù)學(xué)模型及控制原理和分析方法。這一部分內(nèi)容在前期的自動控制原理、復(fù)變函數(shù)中都有所講述，那么在本課程的學(xué)習(xí)中主要是針對課程內(nèi)容進行復(fù)習(xí)和總結(jié)，而不作為重點內(nèi)容進行講授。而第二部分中，講述的是計算機控制技術(shù)的算法和應(yīng)用以及系統(tǒng)仿真的算法。該部分是眾多學(xué)科實踐與應(yīng)用的理論支撐，包括了經(jīng)典控制算法如PID控制算法及其改進等，復(fù)雜控制算法如最少拍控制及達林算法等以及數(shù)字濾波等數(shù)據(jù)處理方法，同時包括了系統(tǒng)仿真算法。這一部分作為重點內(nèi)容講授。而第三部分是控制系統(tǒng)的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。該部分需要學(xué)生動手實踐來完成，實際應(yīng)用也很廣泛，在講授中同樣以舉例的方式讓學(xué)生能親身體會到軟件方面的使用。
2.2教學(xué)與教材有機結(jié)合
針對《計算機控制技術(shù)》這門課程的特點，現(xiàn)有的高校教材可謂是形形色色，各有各的特點，那么如何使學(xué)生更好的學(xué)習(xí)課程內(nèi)容而又不依賴于教材呢？或者說如何使學(xué)生更好的理解教材內(nèi)容而更深入的學(xué)習(xí)課程知識呢？這就要求將教學(xué)與教材有機的結(jié)合起來。針對本校學(xué)生特點，不能拘泥于一本教材來學(xué)習(xí)本課程，因此，在教學(xué)過程中，第一部分內(nèi)容也就是前期的計算機控制技術(shù)基礎(chǔ)知識和數(shù)學(xué)模型等內(nèi)容，主要針對學(xué)生現(xiàn)有教材以及自動控制原理等教材進行講解，第二部分內(nèi)容主要是計算機控制技術(shù)的算法和應(yīng)用以及系統(tǒng)仿真的算法。該部分的內(nèi)容想對比較難，計算量大，因此既應(yīng)用現(xiàn)有教材，還參考于海生等編著的《計算機控制技術(shù)》以及湯楠等編著的《計算機控制技術(shù)》等教材，針對算法的部分，結(jié)合不同教材的例題，使學(xué)生更好的理解算法的來源。第三部分即控制系統(tǒng)的MATLAB仿真和SIMULINK仿真，該部分更多的需要學(xué)生自己動手操作，那么在上課的過程中針對例題給學(xué)生通過多媒體演示的方法，引入知識點來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
2.3有效利用實驗環(huán)節(jié)
《計算機控制技術(shù)》這門課程不但有獨立的理論和方法，而且有相當強的實踐性和應(yīng)用性。因此，要學(xué)好這門課程，必須有效的充分的利用實驗環(huán)節(jié)。本門課程安排在第六學(xué)期開設(shè)，該課程的實驗的設(shè)置充分結(jié)合課堂內(nèi)容，考慮以實際應(yīng)用為主，主要安排了數(shù)字濾波器、數(shù)字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及拓展學(xué)生的知識面，還安排了選做的步進電機控制、溫度控制系統(tǒng)等現(xiàn)實中廣泛應(yīng)用的實驗環(huán)節(jié)。
2.4重視教學(xué)中的考核方式
考核是評價學(xué)生學(xué)習(xí)、了解教師教學(xué)效果的一個重要杠桿。而僅僅通過期末考試的方法來對學(xué)生進行考核的話，有可能使學(xué)生平時不注重學(xué)習(xí)，期末搞突擊，考后知識還給老師。我們把考核分為了4種：
①課堂作業(yè)。每次作業(yè)計10分，按照作業(yè)次數(shù)折合成滿分10分的平時成績。
②課堂表現(xiàn)。針對學(xué)生的課堂狀態(tài)以及回答問題的正確率和積極性，計10分平時成績。
③實驗環(huán)節(jié)。針對各個實驗中學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、實驗過程中的參與情況，實驗結(jié)果的準確度來評價，滿分計10分。
④期末考試。期末考試成績折合成70%，再加上以上3項的成績即為學(xué)生的總體考核成績。這樣分配更加合理，也充分調(diào)動了學(xué)生的積極性。
3結(jié)語
我在從事《計算機控制技術(shù)》這門課程的教學(xué)過程中，也深深的被該課程的魅力所吸引，同時也深感學(xué)生是蘊藏著極大的學(xué)習(xí)熱情和潛能的，關(guān)鍵是要靠教師去挖掘。通過我對該課程的教學(xué)改革的一些方法進行了實踐后，學(xué)生對該課程的掌握和實際應(yīng)用能力均有了很大的提高，并且在課堂中，也明顯感覺學(xué)生有了活力和動力。那么在今后的教學(xué)中，我將投入更大的精力在該課程的教學(xué)改革中，希望能用我的微薄之力使該課程的教學(xué)能更上一層樓。
作者：馬智慧 田振宇 單位：沈陽工業(yè)大學(xué)
1.設(shè)施的優(yōu)點及功能
有所區(qū)別，中繼器的功能在于傳輸兩個節(jié)點之間的物理層的相關(guān)信息，數(shù)據(jù)等；網(wǎng)橋，其作用在于將兩個不同的局域網(wǎng)連接起來；交換機，其運轉(zhuǎn)的位置在于數(shù)據(jù)鏈路層，具有操作方便、性能良好且成本低；集線器，在網(wǎng)絡(luò)信息輸送的過程中作為輸送媒介的中央節(jié)點；路由器，轉(zhuǎn)發(fā)各個局域網(wǎng)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包；網(wǎng)關(guān)，可以連接協(xié)議出入較大的兩臺計算機。
2.網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)類型
2.1以太網(wǎng)
縱觀現(xiàn)在的計算機控制技術(shù)，以太網(wǎng)已經(jīng)成為了應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，其在商用計算機和過程控制范圍內(nèi)中高檔信息的管理和通訊中占主導(dǎo)地位，并正在進一步向工業(yè)現(xiàn)場滲透。其具有適應(yīng)性極強及技術(shù)先進的顯著特點，該特點也是其得到廣泛應(yīng)用的重要因素，具體優(yōu)勢可以總結(jié)為一下幾點
：①適應(yīng)性極強 適用于各種類型的計算機，并沒有現(xiàn)場總線的標準，因此適用性極強；
②成本較低 想較其他的控制技術(shù)，及成本需要的設(shè)備、原理、使用流程等均較為簡單，成本低；
③資源豐富硬件資源豐富是以太網(wǎng)的重要優(yōu)勢之一；
④傳輸速度快 其對于數(shù)據(jù)的處理及傳輸速度快，提高了資源的共享及信息交流的效率；
⑤開發(fā)潛力大 其具有上述多種優(yōu)勢，在許多領(lǐng)域成為了主流技術(shù)，還可以延伸到許多其他領(lǐng)域，開發(fā)潛力大，具有持續(xù)發(fā)展的意義
3.現(xiàn)場總線技術(shù)
現(xiàn)場總線技術(shù)一般應(yīng)用于生產(chǎn)過程中及微機化測量控制儀器或設(shè)施中，其能夠構(gòu)成數(shù)字化及開放式的信息傳輸系統(tǒng)。該技術(shù)的主要作用在最終完成控制、信息傳輸以及計算機技術(shù)的各項功能國際電工協(xié)會對于八種現(xiàn)場總線的標準進行了確認，如以太網(wǎng)、基金會現(xiàn)場總線FF等。其利用現(xiàn)場總線技術(shù)，控制測量設(shè)施能夠轉(zhuǎn)變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，使處于不同位置的設(shè)備形成一個完整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并將信息共享，共同作用，互相協(xié)作維持正常的功能運轉(zhuǎn)。該技術(shù)的基本特點有幾下幾點：
①微處理器為中心 該總線將現(xiàn)場的設(shè)備全部連接起來，統(tǒng)一控制；
②實時性、抗干擾能力強 該技術(shù)在數(shù)據(jù)傳送上采用基帶傳輸方式，速度快，且傳輸過程不受其他因素的影響；
③功能獨立性 各個功能板塊相對獨立，不受其他功能的影響，提高了可靠性，在一種功能失效后，不影響其他功能的正常運行，在維護上也較為方便；
④各個網(wǎng)絡(luò)之間聯(lián)系緊密 其開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠達到同層的網(wǎng)絡(luò)相互連接及接入信息管理網(wǎng)絡(luò)；
⑤兼容性良好 在通信協(xié)議一致的條件下，不同型號、不同供應(yīng)商出產(chǎn)的設(shè)備也能夠進行統(tǒng)一組合及控制，兼容性及可操作性較強
4.現(xiàn)代控制網(wǎng)絡(luò)情況
總體來看，現(xiàn)場總線技術(shù)具有較多顯著的優(yōu)勢，包括可靠性強、穩(wěn)定性好、技術(shù)較為成熟、實用性及兼容性良好的特點，但是由于自身的性質(zhì)限制，也存在許多固有的缺陷，包括信息傳輸慢，效率較低；總線標準繁雜，如果總線標準不一致時，設(shè)備的連接控制存在較大的障礙；而以太網(wǎng)剛好與之相反，其數(shù)據(jù)傳輸速度快、兼容性好，不受型號、標準等因素的影響，但是可靠性不佳，且存在某些不穩(wěn)定因素，因此，沒有在現(xiàn)場設(shè)備控制方面得到廣泛的應(yīng)用，但是，對以太網(wǎng)技術(shù)進行改造后，其潛力的巨大的?；谏鲜銮闆r，一般企業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)是把以太網(wǎng)及現(xiàn)場總線技術(shù)配合使用，將二者都優(yōu)勢進行互補，揚長避短，使之的功能得到最大優(yōu)化。
該應(yīng)用形式的基本結(jié)構(gòu)為現(xiàn)場設(shè)備層、過程控制層、信息處理層。現(xiàn)場控制層的作用在于傳輸現(xiàn)場各個設(shè)備之間測量和控制的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。過程控制層在功能為完成現(xiàn)場的各類信息向?qū)崟r數(shù)據(jù)庫的輸入過程。信息處理層是整個控制網(wǎng)絡(luò)的核心，主要由以太網(wǎng)組成，其功能為傳輸各類數(shù)據(jù)信息，包括企業(yè)的各類方案、銷售計劃、財務(wù)報表等。
5.總結(jié)
計算機技術(shù)深入的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的普及，該類信息技術(shù)給人們的生活帶來了巨大的變化，是人們的生活逐步簡單化、高效化、智能化。計算機數(shù)據(jù)通信技術(shù)的應(yīng)用逐漸覆蓋到了生活工作的各個方面，使人們的生活更加方便，如手機電視；人們溝通更加順暢，如視頻通話；生活更加豐富多彩，如數(shù)字電視等，涵蓋范圍廣闊。按照現(xiàn)在的形勢分析，其今后會與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系更加密切，對于社會信息化的轉(zhuǎn)變有著十分重要的積極意義。
作者：孟鑫偉 趙翔 單位：陜西省天然氣股份有限公司
摘要：近幾年計算機應(yīng)用獲得了大力推廣和普及，如今幾乎所有的公司辦公都已經(jīng)實現(xiàn)了無紙自動化。同樣的，心理學(xué)實驗領(lǐng)域也應(yīng)用了相應(yīng)的計算機技術(shù)，幫助其實驗工作能夠高效順利的開展、獲得更好的效果。但需要注意的是，在心理學(xué)實驗進行過程中，計算機控制環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的計時誤差不可忽視，且該誤差存在某種程度的隨機性。本文講解了“計算機控制的心理學(xué)實驗計時問題與新方案設(shè)計”的詳細內(nèi)容。
【關(guān)鍵詞】計算機控制；心理學(xué)實驗；計時問題；新方案設(shè)計
這幾年伴隨時代的快速發(fā)展與社會經(jīng)濟的提升，中國心理學(xué)領(lǐng)域也獲得飛速成長。而作為科技力量中流砥柱的計算機技術(shù)也被心理學(xué)實驗大量使用，其不但能夠進一步提升實驗的工作效率，還有利于推動心理學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。但是由于計算機各類系統(tǒng)越來越復(fù)雜導(dǎo)致其計時問題更難解決，其優(yōu)化措施遭遇瓶頸，從而使得心理學(xué)實驗的測試結(jié)果存在誤差。需要注意的是，在心理學(xué)實驗進行過程中，計算機控制環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的計時誤差無法預(yù)知，并存在某種程度的隨機性。
1計算機控制的心理學(xué)實驗所面臨的計時問題
1.1實驗采用Windows、Linux等通用系統(tǒng)無法精確計時
現(xiàn)在我們比較通用的計算機系統(tǒng)都不是針對心理學(xué)實驗專門開發(fā)的，如：Windows系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)等。因此若在實驗中不對這些系統(tǒng)計時做改善和優(yōu)化，則會導(dǎo)致嚴重的計時誤差，心理實驗所獲得的結(jié)果數(shù)據(jù)也會不準確甚至報廢。大多數(shù)計算機采用的通用系統(tǒng)都屬于多任務(wù)操作，這種系統(tǒng)的特點便是針對并發(fā)任務(wù)進行執(zhí)行，使其依照某種規(guī)律依次進行調(diào)度。若在心理實驗過程中應(yīng)用此類系統(tǒng)，就算將實驗設(shè)置為最優(yōu)先的任務(wù)權(quán)限，也無法使得實驗占據(jù)整個CPU的內(nèi)存資源，并且在該系統(tǒng)中隨時都可以將心理實驗任務(wù)中斷，且該實驗的中斷時間、次數(shù)都存在某種程度的不可預(yù)知性。由此可知，Windows、Linux等通用系統(tǒng)由于自身多任務(wù)操作的特點，無法在心理實驗過程中進行精確計時，可能并不適合被采納應(yīng)用。
1.2實驗過程中顯示器刷新呈現(xiàn)時間無法有效控制
很多心理實驗在應(yīng)用計算器的時候需要借助其顯示器，將某些刺激信息傳遞給實驗人，但是顯示器由于自身刷新率的特征導(dǎo)致心理實驗在時間控制環(huán)節(jié)存在難以修正的問題。因為普通顯示器數(shù)據(jù)更換必須是其刷新周期的N倍，且N為整數(shù)。所以不管心理實驗程序在之前設(shè)置的顯示時間是幾毫米都沒有意義，實際心理實驗進行過程中無法對其顯示器確切的信息呈現(xiàn)時間進行控制。如：某心理實驗過程中對實驗人的展示的圖片刺激需要二十毫秒，但是該實驗應(yīng)用的計算機顯示器的刷新周期是十四點三毫米，那么最終實驗人所接收到的刺激信息時間是十四點三毫米或者二十八點六毫米。
1.3心理實驗過程輸入設(shè)備易引發(fā)隨機性延時
我們生活比較常見的計算機所應(yīng)用的輸入設(shè)備便是鼠標、鍵盤等。在心理實驗過程中應(yīng)用這些輸入設(shè)備會存在某種程度的延遲，從而導(dǎo)致計時誤差。其計時誤差程度取決于輸入設(shè)備的型號、性能等等。這些都不是心理實驗程序所能決定的，且其延時存在某種程度的隨機性。
2針對計算機控制的心理學(xué)實驗計時問題的解決方案
2.1心理實驗中采用單任務(wù)操作系統(tǒng)
不采用多任務(wù)的計算機系統(tǒng)，使用單任務(wù)系統(tǒng)。心理實驗相關(guān)程序直接采用C語言進行編程，如此一來就不會發(fā)生由任務(wù)調(diào)度引發(fā)的計時誤差現(xiàn)象了。心理實驗單任務(wù)程序可以對其內(nèi)部的Microcontroller定時設(shè)備進行直接操控，且其定時設(shè)備的分辨率低于零點一微秒，其在心理實驗過程其定時能夠達到毫秒級別。對實驗人來說相關(guān)刺激信息從調(diào)取到展現(xiàn)，整個過程的常數(shù)時間都受到有效控制。
2.2實驗過程中顯示器應(yīng)用LED背光技術(shù)
想要在心理實驗過程打破顯示器刷新周期引發(fā)的計時誤差，我們可以選擇LightEmittingDiode技術(shù)，即發(fā)光二極管背光技術(shù)。與普通CathodeRayTube顯示器的循環(huán)掃描不同，LightEmittingDiode顯示器屬于保持型，其可以借助透光途徑來將刺激信息進行呈現(xiàn)，若關(guān)閉LightEmittingDiode背光則人的肉眼是不能看到其顯示器上的任何信息的。由此可知，在心理實驗過程中其對實驗人呈現(xiàn)的刺激信息時間只有定時誤差和LightEmittingDiode背光的延遲，而這兩者的及時誤差僅僅是二十微秒，因此其對其顯示器確切的信息呈現(xiàn)時間可以實現(xiàn)毫秒級控制。
2.3心理實驗過程中應(yīng)用微動按鍵輸入設(shè)備
想要在心理實驗過程避免輸入設(shè)備引發(fā)計時延時誤差，我們可以選微動按鍵輸入設(shè)備，將該設(shè)備與Microcontroller中斷功能進行連接，并將其按鍵做分離處理，從而減少因去抖或者掃描等因素引發(fā)的延時，則在心理實驗實際進行過程中一旦按鍵出現(xiàn)微動則馬上引發(fā)中斷，從而對其Microcontroller定時設(shè)備進行開關(guān)控制，其計時控制可以實現(xiàn)微秒級。
3結(jié)語
本篇文章針對“計算機控制的心理學(xué)實驗計時問題與新方案設(shè)計”有關(guān)內(nèi)容，為大家詳解講解了計算機控制的心理學(xué)實驗所面臨的計時問題，如：實驗過程中所采用Windows、Linux等通用系統(tǒng)無法進行精確計時、顯示器刷新呈現(xiàn)時間不能進行有效控制、輸入設(shè)備容易引發(fā)延時且該延時存在某種程度隨機性等。同時向大家簡單闡述了針對該計時問題的解決方案，如：理實驗過程中應(yīng)用微動按鍵輸入設(shè)備、采用單任務(wù)操作系統(tǒng)以及LED背光技術(shù)等。
作者：王雅喆
【摘要】新時代背景下，計算機幾乎被應(yīng)用到了社會活動的所有領(lǐng)域中，不論日常生活，還是辦公生產(chǎn)都需要運用計算機。計算機控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，大大提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，促進了企業(yè)發(fā)展。本文從計算機控制系統(tǒng)的軟件與硬件入手，分析其各自的應(yīng)用，并深入探討計算機控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】計算機；控制系統(tǒng)；軟硬件；關(guān)鍵技術(shù)
引言
計算機控制系統(tǒng)是實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、智能化、高效化的核心技術(shù)，是高新技術(shù)融合的產(chǎn)物，已在生產(chǎn)中活動中得到了廣泛應(yīng)用。計算機控制系統(tǒng)是自動控制理論與計算機技術(shù)的完美結(jié)合。計算機控制系統(tǒng)由軟件和硬件兩大部分組成，任何一部分故障或缺失都將導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓。目前比較常見計算機控制系統(tǒng)有：DDC系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、FCS系統(tǒng)、PCS系統(tǒng)等。研究計算機控制系統(tǒng)軟硬件的應(yīng)用與關(guān)鍵技術(shù)，對于促進計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用于推廣有著重要意義。
1計算機控制系統(tǒng)
計算機又名電腦，是一種用于高速計算的電子計算機器，可同時進行邏輯運算及數(shù)值計算，具備一定儲存記憶功能，可根據(jù)程序自動、高速的進行大量信息處理工作，是現(xiàn)代化智能電子設(shè)備，由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成。世界上第一臺計算機發(fā)明于1946年，是由約翰?馮?諾依曼在賓夕法尼亞大學(xué)發(fā)明的“電子數(shù)字積分計算機”。這臺最原始的計算機造價487000美元，由17840支電子管組成，重達28t，用來計算彈道。而現(xiàn)代計算機正在朝著集成化、智能化、自動化、微型化方向發(fā)展。計算機控制系統(tǒng)是應(yīng)用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控制對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)，從而實現(xiàn)工業(yè)過程自動化控制[1]。計算機控制系統(tǒng)應(yīng)用的計算機為數(shù)字計算機，按照規(guī)?？煞譃椋和ㄓ谩⑽⑿?、大型三類。計算機控制系統(tǒng)可應(yīng)用于：生產(chǎn)過程控制、交通工具控制、機械設(shè)備控制等領(lǐng)域。通常情況下，由于計算機控制系統(tǒng)中控制機的輸出和輸入信號為數(shù)字信號，而采集到的信號和發(fā)送的執(zhí)行信號為模擬信號。所以需要通過測量元件、變送單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換與傳輸，根據(jù)要求運算，將信號傳送到執(zhí)行機構(gòu)，從而對被控制對象下達指令，進行控制。最早的計算機控制系統(tǒng)出現(xiàn)于20世紀60年代，為數(shù)字信號控制方式，主要應(yīng)用于過程控制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，集中式計算機控制系統(tǒng)開始出現(xiàn)，這種計算機控制系統(tǒng)以現(xiàn)代化的微型處理器為核心，在運行中能夠進行分層式控制，這種控制模式下能夠?qū)崿F(xiàn)過程控制的：控制管理、集中操作、集中監(jiān)視。生產(chǎn)、科研等多個領(lǐng)域都對計算機控制系統(tǒng)進行了應(yīng)用，20世紀70年代，計算機控制系統(tǒng)得到了空前發(fā)展，逐漸走向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化。計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展和進步及其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，給工業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大影響，有效降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)利潤，提升了生產(chǎn)效率。
2計算機控制系統(tǒng)軟件
計算機控制系統(tǒng)由被控制對象和控制部分組成，其中控制部分包括：軟件部分和硬件部分。軟件部分包含：操作系統(tǒng)、語言處理程序和服務(wù)性程序，是能夠完成各種功能計算機程序的總和，可分為：應(yīng)用軟件與系統(tǒng)軟件兩大部分。應(yīng)用軟件通常需要建立在系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上才能運行和啟動，是為了實現(xiàn)特定控制目的而編制出來的專用控制程序，具有一定針對性和特殊性，如報警處理程序、控制決策程序、數(shù)據(jù)采集程序、輸出處理程序、編碼轉(zhuǎn)換程序等等。這類程序在編制過程中通常與控制策略及被控制對象的自身特點有直接關(guān)系。目前市面上常見的基于PC總線開發(fā)的專用工控組態(tài)軟件和開發(fā)軟件有：DELPHI、VB、MC++、C++、BORLAND等，這些軟件為WINDOWS平臺，提供了I/O驅(qū)動程序，OBJ文件，DLL服務(wù)，OCX控件，不僅開發(fā)界面友好，且操作簡單，均為可視化界面，開發(fā)效率高，可用于各類應(yīng)用程序開發(fā)。例如，DELPHI和VB就特別適合應(yīng)用在有特殊控制要求，且控制點少，管理規(guī)模及數(shù)據(jù)量大的程序開發(fā)中。與PC總線相比PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件性價比較高，也是十分適合大規(guī)模應(yīng)用，并且控制性能較強。由于PLC不同于一般系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，因此構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件通常由：下位機軟件與上位機軟件組成。下位機軟件通常情況下與PLC硬件相互對應(yīng)，LSS和LM90就是典型的下位機軟件。下位機軟件具有開關(guān)量的邏輯控制功能，其功能大同小異，運算能力通常要取決于CPC性能[2]。對于具有特殊控制要求的下位機軟件，通常使用SFC和FBD。上位機軟件與下位機軟件相比，類型更多、更復(fù)雜，典型的上位機軟件是INTELLUTION和INTOUCH、FIX等。以FIX為例，目前FIX支持五百多種不同驅(qū)動程序和組態(tài)軟件，按OPC標準開發(fā)的程序均可在工控組態(tài)軟件上運行。此外，DCS系統(tǒng)組態(tài)軟件也有著十分強大的性能，且各個方面的功能也已經(jīng)十分成熟，最適合組態(tài)編程方式，并且這些程序通用性和移植性較好，可在不同組態(tài)編程環(huán)境下直接引用，因此開發(fā)效率較高，使用非常方便，開發(fā)成本低。不同控制系統(tǒng)的軟件性能、功能都存在差異。因此，在軟件選擇時，要正確結(jié)合控制特點和實際控制要求，科學(xué)選擇。
3計算機控制系統(tǒng)硬件
計算機控制系統(tǒng)硬件是整個計算機控制系統(tǒng)的核心及軟件運行基礎(chǔ)，軟件系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，性能的發(fā)揮需要得到硬件系統(tǒng)的支持。計算機控制系統(tǒng)硬件指計算機本身及外圍設(shè)備，包括：計算機、過程輸入輸出接口、人機接口、外部存儲器等。常見的計算機控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)有：可編程控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、單回路控制系統(tǒng)、多回路控制系統(tǒng)等。直接數(shù)字控制系統(tǒng)的核心是微機，該系統(tǒng)是利用一定數(shù)量的外圍設(shè)備來實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理與顯示，進行控制。通過軟件組態(tài)，可實現(xiàn)各種不同控制算法。直接數(shù)字控制的控制功能豐富，控制靈活性強，不需要增加控制儀表和現(xiàn)場連線，僅需改變控制軟件組態(tài)，就可進行更高級及更復(fù)雜的控制，且具有強大的數(shù)據(jù)處理與顯示功能，根據(jù)控制規(guī)律便可進行運算，作用于被控制對象。但直接數(shù)字控制系統(tǒng)所有控制功能都集中在一臺計算機上，集中度較高，這是一種致命缺陷，一旦發(fā)生故障，將直接影響整個控制系統(tǒng)的運行，導(dǎo)致無法正常進行控制，甚至?xí)?dǎo)致數(shù)據(jù)及信息丟失，造成系統(tǒng)混亂，后果十分嚴重。分散控制系統(tǒng)雖然也是以微處理器為基礎(chǔ)，但采用控制功能分散、顯示操作集中設(shè)計原則，穩(wěn)定性和可靠性更高。分散控制系統(tǒng)目前主要應(yīng)用在：石化、電力、冶金等領(lǐng)域。分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)了信號運算、輸入、輸出、變換過程控制分級、分層，主要配置了I/O插件、主機插件、通信插件、電源插件、操作接口、顯示設(shè)備、打印輸出設(shè)備、輸入設(shè)備、存儲設(shè)備等硬件設(shè)備。最早的分散控制系統(tǒng)開發(fā)于1975年，其開發(fā)目的是為了分散管理風(fēng)險，保障系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)如今已經(jīng)成為工業(yè)自動化主流系統(tǒng)。目前國際上流行的分散控制系統(tǒng)有：N-90、TDC-300、TEWMAC500、MAX1、P-400-ICS、TOSDIC等。分散控制系統(tǒng)操作集中、顯示集中，所以操作方面簡單，效率高，功能分散所以安全可靠，且具有較強兼容性。此外，可編程控制系統(tǒng)應(yīng)用也十分廣泛，主要應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域，采用可編程存儲器，利用邏輯運算來實現(xiàn)控制，能夠控制各種類型的機械設(shè)備和生產(chǎn)過程，功能性和可靠性都比較高，可大規(guī)模應(yīng)用?？删幊炭刂葡到y(tǒng)現(xiàn)場輸入接口電路由：微機接口與光耦合電路組成；輸出電路由：中斷請求電路、選通電路、寄存器組成；開關(guān)量按隔離方式可分為：晶體管隔離和繼電器隔離兩大類。模擬量模塊包括：電壓型、電流型、脈沖型、熱電阻等幾大類。基本單元可分為：集成式與模塊式、分布式、擴展式。主體結(jié)構(gòu)包括：中央處理單元、存儲器、I/O模塊、電源及通信接口?？删幊炭刂葡到y(tǒng)抗干擾能力強、功能完善、易學(xué)易用、適用性強、容易改造，且體積小、能耗低、性價比高。
4計算機控制系統(tǒng)軟硬件關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展方向
通過前文分析可以知道，計算機控制系統(tǒng)由控制部分與被控制對象組成，控制目的是使被控對象的狀態(tài)或運動過程達到某種要求。計算機控制系統(tǒng)通常具有精度高、速度快、存儲容量大和邏輯判斷功能等特點，廣泛應(yīng)用于企業(yè)管理和工業(yè)生產(chǎn)中，被控制對象包括：各行各業(yè)的生產(chǎn)過程、實驗裝置、家用電器、儀器儀表、交通工具、機械裝置等等，可實現(xiàn)高級、復(fù)雜、精密的控制效果。先來看計算機控制系統(tǒng)的硬件關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展。近些年隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展和進步，硬件技術(shù)水平得到了明顯提高，PLC和DCS相互滲透融合成為主流趨勢，很顯然PLC正在吸取DCS的優(yōu)勢，取長補短，例如DCS的CRT顯示功能、網(wǎng)絡(luò)功能等，而DCS也吸取了PLC的程序控制功能、模塊編輯功能、聯(lián)鎖控制功能等，二者間界線越來越模糊，性能差距越來越小。功能的豐富使PLC正在逐步向現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS轉(zhuǎn)移。從當前計算機控制系統(tǒng)硬件關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展來看，控制類型呈現(xiàn)多元化，控制設(shè)備呈現(xiàn)一體化，系統(tǒng)組合更靈活，且規(guī)?？勺儯L(fēng)險分散，成本更低。如，DCS作為新型控制模式，其強大的性能以及CRT顯示手段，很快就隨著單回路可編程控制回路的普及得到了廣泛應(yīng)用，這種控制模式控制功能與數(shù)據(jù)采集均由單回路可編程控制器來實現(xiàn)，目前已經(jīng)成為工業(yè)控制的通用模式。再來看當前計算機控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，主要發(fā)展方向是：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體集成化、控制與管理集成化、軟件技術(shù)相互融合化、智能化、開放化。不論是智能程度，還是自動化程度都將越來越高，除了提供基本的比值、串級、前饋、PID控制算法外，還提供了多變量邏輯控制、數(shù)據(jù)整定控制、自適反饋控制、前饋整定控制、批量生產(chǎn)管理控制、智能模糊控制、統(tǒng)計過程控制等功能。軟件編程技術(shù)開放性和標準化發(fā)展趨勢越來越明顯，能為各種應(yīng)用軟件提供技術(shù)支持。網(wǎng)絡(luò)化也是當前計算機控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主要發(fā)展方向。在INTEMET背景下，數(shù)據(jù)傳輸更快，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和高速通訊，大大提高了數(shù)據(jù)利用率。因此，目前許多應(yīng)用軟件都在融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。例如，F(xiàn)IX就融入了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，F(xiàn)IX在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下可直接監(jiān)控生產(chǎn)控制過程，且FIX已支持動畫顯示和語音功能，所以應(yīng)用起來效率更高，控制過程和操作響應(yīng)速度更快。計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯，在不久的將來必然成為主流工業(yè)過程控制技術(shù)。
5結(jié)束語
計算機已成為生活、辦公中、生產(chǎn)中不可缺乏的重要工具，計算機幾乎融入到了現(xiàn)代社會各個領(lǐng)域。計算機控制系統(tǒng)是計算機技術(shù)與自動控制理論的完美融合，實現(xiàn)了機械控制，生產(chǎn)過程控制，大大提高了工業(yè)化生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。計算機控制系統(tǒng)由控制部分與被控制部分組成，其中控制部分由：硬件與軟件組成。想要實現(xiàn)控制目的和控制功能，離不開軟件與硬件的協(xié)調(diào)和應(yīng)用，其關(guān)鍵技術(shù)值得研究。
作者：楊璐純 單位：渤海大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
【摘要】在新的時代背景下，計算機技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用使得是石油化工生產(chǎn)向著自動化和規(guī)模化的方向不斷發(fā)展。本文以石油化工生產(chǎn)中的計算機控制為研究對象，分析了計算機控制在石油化工生產(chǎn)中的重要作用，探討了計算機控制技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
【關(guān)鍵詞】計算機控制；石油化工；生產(chǎn)
1計算機控制在石油化工生產(chǎn)中的作用
1.1生產(chǎn)過程的自動控制
在市場經(jīng)濟條件下，企業(yè)之間對市場份額的競爭愈演愈烈，為了占有更多的市場份額，各個企業(yè)都在從多方面不斷的改善自己。就石油化工企業(yè)而言，如何減少生產(chǎn)過程中的成本投入，如何有效的利用計算機控制來協(xié)助生產(chǎn)過程，如何不斷提高企業(yè)的經(jīng)濟效益是十分值得關(guān)注的問題。自動化控制是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的方向，好多企業(yè)是借助過程控制儀表來完成工業(yè)生產(chǎn)過程。
1.2生產(chǎn)裝置安全性、高可靠性的要求
石油化工生產(chǎn)過程具有一定的危險性，高溫高壓的生產(chǎn)環(huán)境為安全生產(chǎn)帶來了一定的挑戰(zhàn)。高安全性和高可靠性的生產(chǎn)裝置是石油化工生產(chǎn)順利開展的基礎(chǔ)和前提，在計算機控制下開展的生產(chǎn)過程具有高安全性和可靠性，可以充分滿足石油化工生產(chǎn)過程對安全性和可靠性的要求。
2控制儀表的發(fā)展過程
控制儀表最早出現(xiàn)在20世紀40年代，在控制儀表出現(xiàn)的初始階段，最為常見的控制儀表就是就地式儀表。經(jīng)過一段時間的發(fā)展，到了20世紀70年代，第二代DDZ電動單元儀表正式問世。又經(jīng)過了大約十年的時間，人們又開發(fā)出了以DCS過程控制系統(tǒng)為核心的第三代計算機控制系統(tǒng)。進入21世紀之后，人們又對第三代計算機控制系統(tǒng)進行不斷的改進，進而開發(fā)出了第四代智能控制系統(tǒng)，也就是現(xiàn)在非常常見的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。
3DCS在揚子石化生產(chǎn)裝置上的應(yīng)用
3.1什么是DCS
DCS的全稱是DistributedControlSystem，中文的意思是集散控制系統(tǒng)，屬于計算機控制系統(tǒng)。DCS的主要作用是對生產(chǎn)過程進行集中管理和分散控制。一個DCS系統(tǒng)主要包括五個部分，分別是操作員站、工程師站、上位管理機、通信網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)場控制站。在上述五個部分的協(xié)調(diào)之下，DCS系統(tǒng)才能實現(xiàn)其功能。
3.2DCS的特點
3.2.1監(jiān)控操作方便在工作過程中，DCS可以利用計算機實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控，保證生產(chǎn)過程處于正常狀態(tài)。一旦出現(xiàn)意外情況，DCS系統(tǒng)可以進行報警處理，及時提醒工作人員解決生產(chǎn)過程遇到的問題。
3.2.2控制功能豐富
DCS系統(tǒng)的控制功能十分豐富，DCS可以借助各種復(fù)雜的控制算法和邏輯運算實現(xiàn)多種控制功能，包括預(yù)警功能，監(jiān)控功能，連鎖保護功能等等。
3.2.3信息和數(shù)據(jù)共享
盡管DCS系統(tǒng)擁有多個相互不影響的工作站，但是不同的工作站之間可以實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的共享。
3.2.4系統(tǒng)擴展靈活
DCS系統(tǒng)具有擴展靈活的特點，不同的生產(chǎn)過程需要的DCS系統(tǒng)是不一樣的，相關(guān)人員可以根據(jù)自己的需要對DCS系統(tǒng)進行配置。
3.2.5安裝維護方便
就硬件而言，DCS系統(tǒng)的硬件設(shè)備都屬于標準化的設(shè)備，在安裝時是非常容易的。就軟件而言，DCS系統(tǒng)的軟件功能非常強調(diào)，可以進行有效的自我診斷，及時發(fā)現(xiàn)軟件在運行時遇到的問題，并及時將問題反映給相關(guān)人員。
3.2.6系統(tǒng)的可靠性高
DCS系統(tǒng)中的微處理器有效的提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)的危險性。此外，DCS系統(tǒng)中冗余措施在一定程度上提升了系統(tǒng)的整體可靠性。
4計算機控制技術(shù)的發(fā)展趨勢
進入21世紀以來，各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，計算機技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展?，F(xiàn)階段，微處理器的體積逐漸變小，性價比也越來越高，現(xiàn)場檢測儀表和執(zhí)行器也向著智能化的方向發(fā)展。21世紀初，IEC提出了61158標準，也就是現(xiàn)在非常常見的現(xiàn)場總線標準，簡稱FCS。
4.1基金會現(xiàn)場總線FF
基金會現(xiàn)場總線簡稱為FF，是最為常見的一種現(xiàn)場總線?；饡F(xiàn)場總線通常被安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的最底層網(wǎng)絡(luò)，總的說來基金會現(xiàn)場總線是一種自動化程度比較高的總線?；饡F(xiàn)場總線的主要作用是度量生產(chǎn)過程中的變量，并對生產(chǎn)過程的相關(guān)信號進行控制等等?；饡F(xiàn)場總線具有下述優(yōu)勢①較高的系統(tǒng)開放性，可以和任何具有相同標準的設(shè)備兼容；②智能化程度相對較高；③系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有高度的分散性，從而使得整個系統(tǒng)的可靠性更高；④抗干擾能力相對較高。
4.2PROFIBUS總線
PROFIBUS是ProcessFildbus的縮寫，PROFIBUS總線也是使用范圍很廣的一種現(xiàn)場總線，PROFIBUS總線的提出者是德國西門子公司。PROFIBUS總線主要包含三個部分①PROFIBUS-DP，也就是外圍設(shè)備；②PROFIBUS-PA，也就是過程自動化；③PROFIBUS-FMS，也就是報文規(guī)范。
5結(jié)束語
在新的時代背景下，各種新技術(shù)的出現(xiàn)極大的推動了社會前進的步伐?，F(xiàn)階段，計算機技術(shù)已經(jīng)融入了多個領(lǐng)域，就石油化工領(lǐng)域而言，計算機技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用使得是石油化工生產(chǎn)向著自動化和規(guī)?；姆较虿粩喟l(fā)展。
作者：宋璐 單位：中石化華北油氣分公司油氣生產(chǎn)支持中心