工业自动化控制中计算机控制技术的应用路径思考

张维东

摘 要：从工业计算机控制技术的概述入手，对计算机控制技术在工业自动化控制中的应用进行了论述，以期对工业生产效率和水平的提升有所帮助。

关键词：工业自动化控制；计算机技术；NC；PLC

中图分类号：TP273 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.138

1 工业计算机控制技术概述

所谓“工业计算机控制技术”，实质上是以工业计算机为核心，并以工业生产中各项参数的采集和控制为主要目标，通过工业计算机硬件控制系统的构建（如图1所示），采用相应的控制算法设计软件实现对工业生产全过程的自动化控制。具体而言，计算机控制技术是工业自动化控制实现的前提和基础，由此可进一步减少人为操作流程。

在工业生产领域中，计算机控制技术的应用十分广泛，需要自动控制、总线传输、网络通信、传感设备和系统软件的支持。随着工业计算机控制技术的不断发展和自动化生产设备的不断更新，自动化技术的科技含量和企业的生产效率也随之提升，大幅度提高了工业化程度。计算机控制技术的应用优势具体体现在以下3方面：①控制精度高。与常规调节器相比，计算机控制技术可通过数值运算提高控制精度，将偏差控制在最小范围内，使控制精度不受热噪声、零点漂移和元件老化等因素的影响。②控制能力强。计算机控制技术具备强大的存贮能力和判断能力，可根据控制环境的变化分析和判断各种情况，并选择最佳的控制决策、掌握复杂的控制规律，从而提高控制效果。③使用便捷。计算机控制技术依靠应用软件和系统软件实现控制目标，利用软件编程可制订不同的控制方案，同时，也可根据生产环境的变化设计和调整系统软件，以满足随生产环境变化而产生的新要求。

2 在工业自动化控制中的应用路径

工业生产过程中，计算机控制技术在自动化控制中的应用主要体现在以下4方面。

2.1 NC

NC即数字控制，简称“数控”，是借助数字、符号等对某一个生产过程进行编程控制的自动化方法。数控就是利用专门的计算机，以数字的形式发送操作指令，使设备按照预先设定好的程序运行。软件技术是NC的核心，其能明显提升设备的自动化控制程度。在对系统进行故障诊断和维修时，NC可诊断AI故障，同时，通过网络连接，可实现远程诊断和控制。此外，利用数据库不仅能对系统进行维修，还能对相关故障进行维修，并在故障加深前更换所有零部件，确保系统的安全、稳定、可靠运行。

2.2 PLC

PLC又称为“可编程逻辑控制器”，是一种专门为工业生产而研发的微型计算机。其以数字运算操作为基础，以可编程存储器为核心，通过数字或模拟的方式输入/输出，可实现对机械设备和工业生产过程的自动化控制。PLC在工业生产中投入运行后，其工作过程大致可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，这三个阶段构成了一个扫描周期。PLC之所以能在工业自动化控制中获得广泛应用，与其自身的功能、特点有着密不可分的关系，大体上可将其应用优势归纳为编程操作简单、使用方面、可实现程序的在线修改、不需要对硬件进行改动、功能强大、性价比较高、硬件配套齐全、适应性较强、可靠性高、抗干扰能力强、便于安装调试和维护维修。

2.3 DCS

DCS即分布式控制系统，在国内的自动化控制领域中，其也被称为“集散控制系统”，是一个多级计算机系统，继承了计算机技术、通信网络技术、显示技术和控制技术。DCS的基本思想为集中操作、分级管理和分散控制。通信网络是DCS的核心，工程师站是DCS的网络节点，其主要功能是对DCS进行组态，这样可使DCS始终处于最佳工作状态。DCS具有较高的可靠性，它可将系统控制功能分散在各台计算机上，并采用了先进的容错设计。同时，DCS的控制功能较为齐全，可按照实际需要，通过网络与高性能的计算机相连，从而实现高级控制。

2.4 传感器

计算机控制技术需要传感设备、通信技术和软件技术的支撑。其中，传感器具备系统化、智能化、微型化和数字化的特点，是实现工业自动检测和控制的关键因素，其使用性能决定着企业自动化生产的质量。传感器可通过获取有效信息，实现对工业生产中各个参数的监视和控制，确保设备始终处于正常运行状态，从而提高产品质量。现阶段，传感器逐步向着高可靠性、高精准度、低消耗、高智能的方向发展，进一步提升了传感器的使用性能。

3 结束语

综上所述，工业生产是一个较为复杂的过程，尤其是一些大型机械设备的应用，为生产过程的有效控制增加了难度。而计算机控制技术在工业生产中的应用，为设备、系统的自动化控制提供了强有力的技术支撑，明显提高了工业生产能效。在未来的一段时期，要进一步加大对计算机控制技术的研究力度，除对现有的技术进行改进和完善外，还要研发一些新技术，使其能为工业自动化控制提供更好的服务。这对促进我国工业产业的稳定、持续发展具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1]伍宗富.工控机在智能系统中的应用研究[J].广西轻工业，2012（10）.

[2]张宝伟.工业自动化控制系统中PLC技术的应用[J].科技创新与应用，2013（2）.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： This paper from the industrial computer control technology overview of the computer control technology in industrial automation and control applications are discussed， in order to help upgrade the efficiency of industrial production and the level.

Key words： industrial automation control； computer technology； NC； PLC