有關計算機控制論文

　　隨著大規模和超大規模積體電路技術的飛速發展，微型計算機的應用已經滲透到現代社會生產和生活的方方面面。下面是小編為大家整理的，供大家參考。

　　篇一

　　《 淺談工業計算機控制 》

　　【摘要】計算機控制系統是一個實時控制系統，其可靠性是計算機控制系統應用成敗的關鍵，計算機控制系統必須具有完善的人機***，隨著被控生產過程的不同。常常要求採用不同的控制方案或控制演算法，要求計算機控制系統能夠靈活地組成使用者所需要的各種控制方案。工業生產過程進行計算機控制是提高產品質量、降低成本、 減少環境汙染的必由之路，計算機控制系統已成為生產裝置及過程控制等重要的組成部分，它代替人的思維成為工業裝置及工藝過程控制、產品質量控制的指揮和監督中心。

　　【關鍵詞】工業計算機控制 組成 重要意義 應用

　　引言

　　計算機控制系統的發展是人類科學技術不斷髮展的產物，科技的進步與發展，技術的創新與改善，對控制系統的要求逐漸提高，精密儀器的生產過程以及微電子技術的製造都要求一套成熟而縝密的計算機控制系統，計算機控制系統需要有處理複雜程式、進行精密控制的能力，計算機控制系統的發展需要依託先進的計算機技術、強大的自動化控制為基礎，計算機控制系統對工業自動化生產具有開拓意義。企業應用計算機控制技術進行優化生產結構，將會為公司擴大生產、提高生產效率。

　　一、工業計算機控制系統的組成

　　工業自動化體系主要包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。作為20世紀現代製造領域中最重要的技術之一，工業控制自動化技術主要解決生產效率與一致性問題。自動化系統與計算機資訊科學的緊密結合，給工業生產過程帶來了新的技術革新。

　　工業計算機控制系統***CCS***是應用計算機參與控制並藉助一些輔助部件與被控物件相聯絡，以獲得一定控制目的而構成的系統。計算機控制系統由控制部分和被控物件組成，其控制部分包括硬體部分和軟體部分，這不同於模擬控制器構成的系統只由硬體組成。計算機控制系統軟體包括系統軟體和應用軟體。系統軟體一般包括作業系統、語言處理程式和服務性程式等，它們通常由計算機制造廠為使用者配套，有一定的通用性。應用軟體是為實現特定控制目的而編制的專用程式，如資料採集程式、控制決策程式、輸出處理程式和報警處理程式等。它們涉及被控物件的自身特徵和控制策略等，由實施控制系統的專業人員自行編制。

　　二、工業控制計算機在工業自動化中的重要意義

　　工業控制計算機技術是開放式的系統，其高可靠性、易用性方便了工業環境的使用。並且在其基礎上發展起來的網路化和現場匯流排技術又進一步促進了工業自動化的發展。工業控制計算機可謂是工業自動化發展的源動力。並且系統可以顯著提高企業的生產效益，節約運營成本，使生產企業得以實現深層次的資訊化，對企業管理提供準確可靠的參考，使企業得以取得最大的效益，贏得發展先機。目前，工業控制自動化技術正在向智慧化、網路化和整合化方向發展。隨著電力、冶金、石化、環保、交通、建築等領域的迅速發展，工控機的市場需求將會越來越大，工控機市場發展前景十分廣闊。

　　三、計算機控制系統的自動化生產應用

　　1、自動化生產中的現場匯流排應用

　　自動化生產中的現場匯流排是數字化通訊的測量控制裝置，在自動化生產的現場使用，廣泛應用於自動化製造業，現場匯流排使用專用處理器置入傳統的測量控制器中，具有數字計算和數字通訊能力，現場匯流排使用簡單的雙絞線作為通訊介質，可以使多個測量控制器與計算機網路直接對等連線，自動化生產線的現場匯流排把分散的測量控制器變成網路探測節點，聯機完成自動控制。如現場匯流排使自控系統與裝置之間具有了互相通訊實時分析的能力，經過連線網路系統，可以在資訊網路及時發現異常，使企業的自動化生產資訊溝通更加便利。自動化系統結構使用現場匯流排技術是企業自動化生產的趨勢，現場匯流排在進行裝置資料交換、實時更新資料、顯示資訊等方面具有方便靈活的特性。

　　2、確定控制演算法

　　控制演算法的選擇非常重要，它的好壞關係到整個控制系統的成敗。注意點：① 所選擇的控制演算法是否能滿足對系統的動態過程、穩態精度和穩定性的要求。② 各種控制演算法提供了一套通用的計算公式，但具體到一個控制物件上，必須有分析地選用。③ 當控制系統比較複雜時，其控制演算法一般也比較複雜，使整個控制系統的實現比較困難。合理簡化，再完善。

　　3、人機聯絡裝置

　　在計算機控制系統中，如果說過程通道是計算機與生產過程之間的橋樑，人機聯絡裝置則是操作人員與計算機以及過程之間聯絡的紐帶。人機聯絡裝置按照資訊傳輸的方向分為輸入裝置和輸出裝置。前者如鍵盤、滑鼠、球標、光筆等，後者如CRT顯示器、印表機、繪圖機等。目前計算機控制系統中用的比較多的是鍵盤、CRT顯示器和印表機。

　　4、訊號處理和控制演算法

　　要實現計算機控制系統對生產過程進行監視、控制和管理的功能，就必須及時從生產過程中獲取資訊，並把這些資訊進行適當的加工和處理，以執行人員易於接受的形式表達出來，或者按照一定的控制規律，產生必要的控制作用。從過程通道可以得到反應生產過程情況的數字量訊號，但是這些數字量訊號中，有的常常包含著一定的干擾訊號，與被測量之間有非線性關係。

　　5、系統硬、軟體的設計

　　在計算機控制系統中，一些控制功能既能用硬體實現，也能用軟體實現。因此在系統設計時，硬、軟體的功能劃分應綜合考慮。硬體速度快、可減輕主機的負擔、但要增加成本;軟體可以增加控制的靈活性，減少成本，但要佔用更多的主機時間。①硬體設計：包括輸入、輸出介面電路的設計，輸入、輸出通道設計和操作控制檯的設計。

　　要設計出硬體原理圖、印刷電路板、機架施工圖等。②軟體設計：硬體設計好了後，系統的功能主要依賴軟體。要繪製程式總體流程圖和各功能模組流程圖，編制程式清單，編寫程式說明。

　　6、計算機控制系統設計的一般步驟

　　計算機控制系統的設計，隨被控物件、裝置種類、控制方式等的不同而不同，但系統設計的基本步驟大體類似，一般包括系統設計分析、確定控制演算法、系統總體設計、硬體設計、軟體設計以及系統除錯等。下面分別作一些介紹。①確定控制方案：開環?閉環?單環?多環?DCC?SCC?DCS? ②確定系統的構成方式：要求高：工控機;要求低：單迴路控制器、低檔PLC或匯流排式工控機。③現場裝置選擇：感測器、變送器和執行器型號和型別的選擇

　　四、結語

　　隨著計算機科學技術的進步，工業自動化程度不斷的提高，計算機控制技術在自動化生產線上的應用將更加智慧化。在計算機資訊科技得到空前繁榮的同時，企業的自動化生產線更加優化，在現實應用中更加的便捷，這樣將有效推動高效產品生產事務的發展，有效減少重複事務的工作量。計算機控制技術在自動化生產線上，重點強調通用性和靈活性的特點，有助於提高生產系統的生產效率，節約設計成本，提高執行質量。

　　【參考文獻】

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　　[3] 張利平.液壓氣動系統設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1997.

　　篇二

　　《 保證計算機通訊與控制系統可靠執行的措施研究 》

　　通訊網路系統是樓內的語音、資料、影象傳輸的基礎，同時與外部通訊網路***如公用電話網、綜合業務數字網、計算機互連網、資料通訊網及衛星通訊網等***相連，確保資訊暢通。CNS應能為建築物或建築群的擁有者***管理者***及建築物內的各個使用者提供有效的資訊服務。CNS應能對來自建築物或建築群內外的各種資訊予以接收、存貯、處理、交換、傳輸並提供決策支援的能力。CNS提供的各類業務及其業務介面，應能通過建築物內佈線系統引至各個使用者終端。

　　1控制規律的選擇

　　儘管不同型別的控制器，其結構、原理各不相同，但是基本控制規律只有三個：比例***P***控制、積分***I***控制和微分***D***控制。這幾種控制規律可以單獨使用，但是更多場合是組合使用。如比例***P***控制、比例-積分***PI***控制、比例-積分-微分***PID***控制等。單獨的比例控制也稱“有差控制”，輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例關係，偏差越大輸出越大。實際應用中，比例度的大小應視具體情況而定，比例度太大，控制作用太弱，不利於系統克服擾動，餘差太大，控制質量差，也沒有什麼控制作用;比例度太小，控制作用太強，容易導致系統的穩定性變差，引發振盪。對於反應靈敏、放大能力強的被控物件，為提高系統的穩定性，應當使比例度稍小些;而對於反應遲鈍，放大能力又較弱的被控物件，比例度可選大一些，以提高整個系統的靈敏度，也可以相應減小余差。單純的比例控制適用於擾動不大，滯後較小，負荷變化小，要求不高，允許有一定餘差存在的場合。工業生產中比例控制規律使用較為普遍。比例控制規律是基本控制規律中最基本的、應用最普遍的一種，其最大優點就是控制及時、迅速。只要有偏差產生，控制器立即產生控制作用。但是，不能最終消除餘差的缺點限制了它的單獨使用。克服餘差的辦法是在比例控制的基礎上加上積分控制作用。積分控制器的輸出與輸入偏差對時間的積分成正比。這裡的“積分”指的是“積累”的意思。積分控制器的輸出不僅與輸入偏差的大小有關，而且還與偏差存在的時間有關。只要偏差存在，輸出就會不斷累積***輸出值越來越大或越來越小***，一直到偏差為零，累積才會停止。所以，積分控制可以消除餘差。積分控制規律又稱無差控制規律。

　　2計算機通訊與控制系統影響因素

　　計算機通訊與控制系統的核心就是計算機，計算機往往與強電系統共用一個電源。在強電系統中，大型裝置的起、停等都將引起電源負載的急劇變化，也都將會對計算機通訊與控制系統產生很大的影響;電源線或其它電子器件引線過長，在輸變電過程中將會產生感應電動勢。

　　2.1電源電壓波動解除

　　提高對計算機通訊與控制系統供電電源的質量，供電電源的功率因數低，對計算機通訊與控制系統將產生很大的影響，為保證計算機通訊與控制系統穩定可靠的工作，供電系統的功率因數不能低於0.9。採用獨立的電源給計算機通訊與控制系統供電，應對計算機通訊與控制系統的主要裝置配備獨立的供電電源。要求獨立供電電源電壓要穩定，無大的波動;系統負載不能過大，感性負載和容性負載要儘可能的少。對用電環境惡劣場所採取穩壓方法，對計算機等重要裝置採用UPS電源。在穩壓過程中要採用線上式調壓器，不要使用變壓器方式用繼電器接頭來控制的穩壓器。

　　2.2供電電源傳導消除

　　由於外界因素對電源產生的傳導影響，通常採用磁環方法，即用磁環防止傳導電流的原理。磁環是抑制電磁感應電流的元件，其抑制電磁感應電流的原理是：當電源線穿過磁環時，磁環可等效為一個串接在電迴路中的可變電阻，其阻抗是角頻率的函式。磁環抑制高頻感生電流作用取決於兩個因素：一是磁環的阻抗;另一個是電源阻抗和負載的大小。磁環的選用必須遵循兩個原則：一是選用阻抗值較大的磁環：另一個是設法降低電源阻抗和負載阻抗的阻值。

　　2.3電源電磁輻射消除

　　利用跟隨電壓抑制器件抑制脈衝電壓，跟隨電壓抑制器中的介質能夠吸收高達數千伏安的脈衝功率，它的主要作用是，在反向應用條件下，當承受一個高能量的大脈衝時，其阻抗立即降至很低，允許大電流通過，同時把電壓箝位在預定的電壓值上。利用跟隨電壓抑制器的這一特性，脈衝電壓被吸收，使計算機通訊與控制系統也減少了脈衝電壓帶來的負面影響。使用無感電容器抑制高頻感生電流，俗稱“隔直通交”是電容器的基本特性，通常在每一個積體電路晶片的電源和地之間連線一個無感電容，將感生電流短路到地，用來消除感生電流帶來的影響，使各積體電路晶片之間互不影響。利用陶瓷濾波器抑制由電磁輻射帶來的影響，陶瓷濾波器是由陶瓷電容器和磁珠組成的T型濾波器，在一些比較重要積體電路的電源和地之間連線一個陶瓷濾波器，會很好起到抑制電磁輻射的作用。

　　3具體應對措施

　　3.1防止訊號被幅射

　　在計算機通訊與控制系統中使用磁珠抑制電磁射，磁珠主要適用於電源阻抗和負載阻抗都比較小的系統，主要用於抑制1MHZ以上的感生電流所產生的電磁幅射。選擇磁珠也應注意訊號的頻率，也就是所選的磁珠不能影響訊號的傳輸，磁珠的大小應與電流相適宜，以避免磁珠飽和。在計算機通訊與控制系統中使用雙芯互絞遮蔽電纜做為訊號傳輸線，遮蔽外界的電磁輻射，在計算機通訊與控制系統中採用光電隔離技術，減少前後級之間的互相影響，在計算機通訊與控制系統中要使訊號線遠離動力線;電源線與訊號線分開走線。輸入訊號與輸出訊號線分開走線;模擬訊號線與數字訊號線分開走線。

　　3.2防止司服系統回饋

　　RC組成熄燼電路的方法，用電容器和電阻器串聯起來接入繼電器的接點上，電容器C把觸點斷開的電弧電壓到達最大值的時間推遲到觸點完全斷開，用來抑制觸點間放電。電阻R用來抑制觸點閉合時的短路電流。

　　4結束語

　　二極體加電阻與負載並接起來，當切斷電源的瞬間，由於反電動勢產生的電流，流過與負載並聯的二極體，並在負載電阻上消耗掉感應負載所產生的能量，這種結構的電路一般要求二極體的反向電壓為電源電壓的10倍以上。

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