時(shí)間：2022-04-13 04:34:24
序論：在您撰寫計(jì)算機(jī)控制論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
摘要：智能建筑物可以解釋為把計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)同控制技術(shù)配合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及建筑藝術(shù)緊密結(jié)合在一起的科學(xué)成果。目前智能建筑是發(fā)展一個(gè)國(guó)家，一個(gè)地區(qū)科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)水平有力整體體現(xiàn)智能建筑水平是城市現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在該領(lǐng)域起到協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)，檢測(cè)、協(xié)調(diào)、控制其它智能設(shè)備的作用。
關(guān)鍵詞：智能建筑物；控制技術(shù)；自動(dòng)化；計(jì)算機(jī)
前言
智能建筑是“將計(jì)算機(jī)技術(shù)”“控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”和“建筑藝術(shù)”等綜合技術(shù)的產(chǎn)物，目前智能建筑的規(guī)模，已經(jīng)是一個(gè)國(guó)家或者是一個(gè)地區(qū)科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)水平的良好體現(xiàn)，智能建筑的發(fā)展水平是城市現(xiàn)代化水平的最顯著標(biāo)志之一。伴隨著信息時(shí)代的來臨和信息產(chǎn)業(yè)的勃勃興起跟隨著人們對(duì)生活環(huán)境，居住條件要求地不斷提高。建筑智能化的理念現(xiàn)己深入到了建筑物的靈魂中，并成為了衡量現(xiàn)代科技價(jià)值的“金標(biāo)準(zhǔn)”。建筑物的智能化成為了提高居民生活條件。是城市未來發(fā)展的主流方向?，F(xiàn)今“物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”已經(jīng)到來，智能建筑的每個(gè)“子系統(tǒng)”將向著大規(guī)模、分散控制以及集中管理等方向發(fā)展。一般，智能化建筑中大多包括有多個(gè)子系統(tǒng)以及諸多設(shè)備的互聯(lián)。于是就要通過對(duì)信息的綜合和資源的利用，以便來統(tǒng)一協(xié)調(diào)監(jiān)視“智能建筑”的狀況便顯得非常重要。通常一般情況下，每個(gè)分系統(tǒng)大多都選自不同的生產(chǎn)廠家所提供的；在“數(shù)據(jù)類型”“接口種類”和“信息儲(chǔ)存方式”等諸多方面都很難答到共通。因此可能會(huì)嚴(yán)重影響了子系統(tǒng)在物理層面上以及功能上的互操作性以及開放性，為整棟智能樓宇的綜合信息采集造成了非常大的困難。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)建筑物內(nèi)的信息監(jiān)測(cè)的方式也不斷更新，先已在經(jīng)不再單純是客戶與服務(wù)器之間的資料信息共享?，F(xiàn)在可以對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控或遠(yuǎn)程控制監(jiān)測(cè)等諸多方式也日漸成熟。并且已經(jīng)成為了系統(tǒng)當(dāng)中非常必要組成部分。
1智能建筑的功能
一個(gè)可以被有效控制利用各種資源的建筑才能成為智能建筑，還需要具備有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)環(huán)境。同時(shí)生態(tài)系統(tǒng)上應(yīng)滿足能源與服務(wù)還有排污的綜合需求，實(shí)現(xiàn)各個(gè)層面的協(xié)同運(yùn)行和有機(jī)的結(jié)合。智能建筑的‘計(jì)算機(jī)控制技術(shù)’在建設(shè)設(shè)計(jì)最初時(shí)，應(yīng)考慮到4個(gè)其最基本的功能：
1.1能源的管理
通過使用設(shè)計(jì)能源監(jiān)控與管理的方式來達(dá)到有效節(jié)約能源的目標(biāo)，減少其建筑物在周期內(nèi)的資源消耗與浪費(fèi)同時(shí)提高了建筑物的利用率。
1.2空間的管理
優(yōu)化控制空間結(jié)構(gòu)，掌握了解空間的使用等情況，合理分配不同應(yīng)用空間提高空間使用率。
1.3設(shè)施的管理
掌握控制建筑物內(nèi)各不同功能，不同類型設(shè)備運(yùn)行的情況，并可以實(shí)施有效的管理利用，有效的延長(zhǎng)設(shè)施使用周期。
1.4服務(wù)的管理
建筑的智能化應(yīng)尊徐恩這以人為本的原則并不斷地為住戶提供具有一定個(gè)性化的優(yōu)質(zhì)服務(wù)服務(wù)，從而達(dá)到滿足提升不同用戶對(duì)生活的感受。但也不許考慮到降低用戶的使用成本。
2供電
建筑在只能化的過程當(dāng)中需要使用很多不同的應(yīng)用設(shè)備來為其提供具有一定相當(dāng)?shù)尼槍?duì)性、個(gè)性化的智能服務(wù)。所以，為其提供保障的自動(dòng)化裝置與自動(dòng)化辦公設(shè)備以及通訊等，都會(huì)給供其共電保障、用電提出了難題。因此進(jìn)行智能的建筑物內(nèi)的供電設(shè)計(jì)時(shí)，必須應(yīng)該要對(duì)供電系統(tǒng)中安全性與可靠性及穩(wěn)定性還有靈活性加打重視。由于智能建筑物中的用電設(shè)備較多，用電負(fù)也荷比較大，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)其負(fù)荷進(jìn)行分析評(píng)估，并對(duì)負(fù)荷的級(jí)別，進(jìn)行合理劃分。必要時(shí)可以根據(jù)設(shè)備需要的用電情況，個(gè)性化的具體選擇所供電的系統(tǒng)，最大限度的避免造成浪費(fèi)。同時(shí)應(yīng)要考慮到供電的可靠性以及電源質(zhì)量的要求，根據(jù)用電負(fù)荷，動(dòng)態(tài)的確定其針對(duì)性個(gè)性化的供電方式。
3照明
照明系統(tǒng)的智能能化，不但可以保障建筑物內(nèi)使用者的安全，也既要滿足其基本生活。又要能應(yīng)該具備或者達(dá)到其環(huán)保與外觀的需要。智能化的照明系統(tǒng)應(yīng)用原則為“安全與經(jīng)濟(jì)和適用與美觀”的并存。安全是任何系統(tǒng)的絕對(duì)必要最基本的條件。要通過正確選擇燈具的種類、安裝的位置安裝數(shù)量與燈具功率還有照度控制等方面。進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，提供生活與工作舒適的光度。一方面，要通過采取先進(jìn)的采光技術(shù)，從而發(fā)揮照明系統(tǒng)地實(shí)際效益。在保障照明效果基礎(chǔ)上減少費(fèi)用開支。另一方面，要從我國(guó)實(shí)際電力供應(yīng)與設(shè)備生產(chǎn)的水平出發(fā)，選擇合理照明設(shè)備，來提升智能建筑中的照明系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。體現(xiàn)建筑內(nèi)的空間立體感與裝飾表現(xiàn)感，要注意色彩的協(xié)調(diào)，同時(shí)要避免出現(xiàn)眩光，根據(jù)工作與學(xué)習(xí)和生活的需要給予合理布置照明的亮度。
4計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)集成化
4.1集成化服務(wù)程序
主要的功用是把，自動(dòng)化的各種不同用途種類的辦公設(shè)備互通互用的問題，實(shí)現(xiàn)信息共享。它主要負(fù)責(zé)完成，從每子系統(tǒng)應(yīng)用的服務(wù)器上采集相關(guān)數(shù)據(jù)且同時(shí)向子系統(tǒng)下達(dá)相關(guān)控制指令，且實(shí)現(xiàn)與各個(gè)子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)和控制功能。因此，此部分是，‘計(jì)算機(jī)控制技術(shù)’在‘建筑自動(dòng)化應(yīng)用’智能化的過程中的系統(tǒng)中關(guān)鍵所在。
4.2Web應(yīng)用程序
大多采用B／S模式設(shè)計(jì)為主，主要是為了實(shí)現(xiàn)信息集成化，方便管理以及應(yīng)用和在開發(fā)。Web服務(wù)器使用“Windows2003Server”操作系統(tǒng)，開發(fā)維護(hù)工具采用“MicrosoftVisualStudio2005”；以“C語言”為開發(fā)維護(hù)語言，配合數(shù)據(jù)采集與設(shè)備監(jiān)控和故障診斷還有趨勢(shì)曲線以及綜合智能判斷等，圖文一體顯示的人機(jī)交互功能。智能建筑是將“建筑技術(shù)”與“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)”“網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)”“和“計(jì)算機(jī)（控制\監(jiān)控）技術(shù)”等多種技術(shù)集成的載體。，必須重視各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備之間地集成配合。自動(dòng)化設(shè)備的集成化的是為了：搭建建設(shè)智能化的應(yīng)用管理，通過對(duì)自動(dòng)化化設(shè)備的自動(dòng)控制把“信道通信技術(shù)”、“安全防范技術(shù)”以及“多媒體技術(shù)”等進(jìn)行整合，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)智能化的目的。
5總結(jié)
智能建筑在計(jì)算機(jī)控制管理系統(tǒng)是把在不改變?cè)瓉淼淖詣?dòng)化設(shè)備基礎(chǔ)之上，將建筑內(nèi)個(gè)各種不同應(yīng)用設(shè)備網(wǎng)絡(luò)控制與構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)應(yīng)用程序。對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用設(shè)備高度集成。進(jìn)而形成更高的自動(dòng)化綜合監(jiān)控與智能化的管理系統(tǒng)，從而就為建筑內(nèi)得用戶搭建了更高級(jí)的服務(wù)平臺(tái)?！坝?jì)算機(jī)控制技術(shù)”在智能建筑自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)的核心就是要實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用設(shè)備的綜合運(yùn)用。必須要解決各個(gè)層面的設(shè)備、數(shù)據(jù)互訪，改變各個(gè)層面設(shè)備的獨(dú)立運(yùn)行狀況。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)控制。提高其運(yùn)行的效率；在信息共享中心將數(shù)據(jù)分析后進(jìn)行診斷，最終達(dá)到能源的最優(yōu)化和維護(hù)設(shè)備安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要目的。
作者：鄒平吉 單位：蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院人事處
摘要：伴隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)逐漸擺脫了以人力、機(jī)器為主力的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化產(chǎn)，減少了人力的工作量，也減少了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益。計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)保障，它在有效提高業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，也為工業(yè)的自動(dòng)化和智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。該文在簡(jiǎn)單概述自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理以及運(yùn)用的特點(diǎn)，并重點(diǎn)論述了工業(yè)自動(dòng)化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)用。
關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化控制；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；應(yīng)用路徑；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，工業(yè)企業(yè)面臨著巨大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，因此，對(duì)于工業(yè)制造企業(yè)而言，如何在確保產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，最大限度提高企業(yè)生產(chǎn)效率，已經(jīng)逐漸成為了工業(yè)制造企業(yè)所普遍面臨的難題。工業(yè)自化已經(jīng)成為了行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，而計(jì)算機(jī)控制技術(shù)則在其中發(fā)揮著重要的作用，NC、PLC等先進(jìn)技術(shù)的使用成為了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用的鍵，其自身的發(fā)展也逐漸向著精密化、靈活化、開放化的方向發(fā)展。
1工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)概述
石油、石化、建材、冶金等都屬于工業(yè)生產(chǎn)，它所涵蓋的范圍廣泛，可以是指一臺(tái)生產(chǎn)的設(shè)備或是一條生產(chǎn)線，也可以指一間廠或是一家企業(yè)。在工業(yè)制造行業(yè)中，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)指的是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，它強(qiáng)調(diào)的是在綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子設(shè)備、控制理論以及相關(guān)的儀器儀表的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)制造全過程的動(dòng)態(tài)化、智能化監(jiān)測(cè)和控制。在這個(gè)過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、生產(chǎn)資料的合理配置，并為決策者的決策行動(dòng)提供參考，其最終目的是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)消耗和成本，減少對(duì)環(huán)境的污染。總體而言，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)包含了三個(gè)部分，分別是硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和系統(tǒng)技術(shù)。硬件系統(tǒng)中包含了各項(xiàng)控制設(shè)備和儀器，以及執(zhí)行命令的執(zhí)行器等。系統(tǒng)技術(shù)則包含了各項(xiàng)集成技術(shù)，具體包括硬件集成技術(shù)、軟件集成技術(shù)、軟件和硬件集成技術(shù)等。而各類軟件則屬于軟件系統(tǒng)，在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，包括了管理軟件、控制軟件和測(cè)量軟件等。這三個(gè)部分的內(nèi)司其職，又相互配合，共同實(shí)現(xiàn)了工業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)和控制。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造行業(yè)，對(duì)提高企業(yè)員工素質(zhì)、提高企業(yè)生產(chǎn)制造能力具有重要意義，同時(shí)，這也是優(yōu)化工業(yè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，避免“三高”的重要舉措。
2計(jì)算機(jī)控制技術(shù)概述
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)質(zhì)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的一項(xiàng)技術(shù)，其主要的目標(biāo)是采集和控制生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)，并以計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)為依托，利用相應(yīng)的控制軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制。換而言之，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由軟件控制算法、硬件系統(tǒng)和上位機(jī)操控軟件三個(gè)部分構(gòu)成。在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)擁有高速的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理能力，因此被運(yùn)用于各項(xiàng)命令的執(zhí)行，通過對(duì)被控對(duì)象的控制，達(dá)到工業(yè)自動(dòng)化控制的目的。事實(shí)上，從很大程度上來說，對(duì)計(jì)算機(jī)的控制也需要借助一些輔助部件。上位機(jī)操控軟件的主要作用是現(xiàn)人機(jī)的交互，其最大的作用在于實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的輸入和輸出，同時(shí)承擔(dān)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的任務(wù)，以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的控制，在發(fā)現(xiàn)異常狀況時(shí)能夠發(fā)出警報(bào)。在輔助工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要進(jìn)行經(jīng)常性的信息交互，通常情況下，信息交互能夠采用有線通訊和無線通訊兩種方式?？偠灾?，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的要目的一方面在于實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)過程的控制；另一方面是實(shí)現(xiàn)被操控對(duì)象的優(yōu)化。
3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理
硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩個(gè)重要組成部分，要想實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制功能，需要采取專門的數(shù)字、模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備。在實(shí)際工業(yè)自動(dòng)化控制過程中，通常會(huì)采用實(shí)時(shí)控制方式，大多數(shù)控制過程計(jì)算機(jī)運(yùn)行的可靠性要求較高，但是對(duì)其運(yùn)算速度并無硬性要求，只強(qiáng)調(diào)其必須能夠響應(yīng)及時(shí)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制的工作原理主要分為三個(gè)步驟：第一，數(shù)據(jù)采集。通過對(duì)被控制目標(biāo)的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，隨后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至工業(yè)自動(dòng)化控制計(jì)算機(jī)中。第二，實(shí)時(shí)決策。通過計(jì)算機(jī)中的特定軟件，對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算和分析，根據(jù)預(yù)定的控制規(guī)則，執(zhí)行下一步控制計(jì)劃。第三，完成控制任務(wù)。計(jì)算機(jī)所做出的決策會(huì)發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)以控制信號(hào)為依據(jù)，對(duì)相關(guān)任務(wù)進(jìn)行分配，并執(zhí)行相關(guān)的控制動(dòng)作，完成自動(dòng)化控制的任務(wù)。在實(shí)際控制工作中，三個(gè)控制過程不斷重復(fù)循環(huán)，確保系統(tǒng)能夠按照相應(yīng)的要求進(jìn)行工作，且能夠處理一些設(shè)備自身和控制對(duì)象的異常情況。
4工業(yè)自動(dòng)化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)用
工業(yè)生產(chǎn)過程中，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用路徑可從數(shù)字控制、可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)傳感器等五個(gè)方面進(jìn)行分析。
4.1數(shù)字控制
數(shù)字控制（NC）是自動(dòng)化方法的一種，指的是借助符號(hào)和數(shù)字等對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行編程控制，因此，也簡(jiǎn)稱為“數(shù)控”。要實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，需借助專門的計(jì)算機(jī)設(shè)備，將操作命令以數(shù)字的狀態(tài)發(fā)送給設(shè)備，使得設(shè)備能夠依據(jù)原先設(shè)計(jì)好的程序運(yùn)行。在數(shù)字控制系統(tǒng)中軟件技術(shù)是核心和關(guān)鍵所在，對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化控制具有重要影響，良好的數(shù)字控制技術(shù)是提高設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行能力的重點(diǎn)。在診斷設(shè)備故障和設(shè)備維修的過程中，數(shù)字控制能夠診斷出AI故障，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控。另外，通過已建立的數(shù)據(jù)庫功能，還可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)，修復(fù)相關(guān)故障，并在漏洞擴(kuò)大之前實(shí)現(xiàn)零件的更換，最大限度提高數(shù)控系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。
4.2可編程邏輯控制器
可編程邏輯控制器（PLC）從本質(zhì)上而言是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，其主要是為工業(yè)生產(chǎn)而專門研發(fā)的。數(shù)字運(yùn)算操作是其基礎(chǔ)性工作，而編程存儲(chǔ)器則是其核心，模型和數(shù)字是其輸入或輸出的主要方式，通過這種數(shù)字或模型的輸入和輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程和機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。可編程邏輯控制器在被運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)制造后，其工作內(nèi)容也被分為個(gè)部分，主要是數(shù)據(jù)采集和輸入、命令程序的執(zhí)行、結(jié)果的輸出和刷新，這三部分的工作內(nèi)容共同形成了一個(gè)掃描周期。可編程邏輯控制器工業(yè)自動(dòng)化控制中的使用較為廣泛，歸根結(jié)底是因?yàn)槠渥陨碓谛阅芊矫鎿碛兄T多優(yōu)勢(shì)。首先，它具有使用便捷、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。其次，它的功能較為強(qiáng)大，設(shè)施設(shè)備齊全，表現(xiàn)出良好的性價(jià)比。再次，它的運(yùn)行可靠性高，能夠適應(yīng)各種不同的生產(chǎn)制造環(huán)境，且抗干擾能力強(qiáng)。最后，它具有維護(hù)和檢修方便的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)程序的在線修改。
4.3分布式控制系統(tǒng)
工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中分布式控制系統(tǒng)從本質(zhì)和功能上來講，就是一個(gè)中型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。這個(gè)分布式的控制系統(tǒng)，能夠通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、處理和分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的控制。這種多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)用是以計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高和微型計(jì)算機(jī)的使用為基礎(chǔ)的，它的出現(xiàn)使得自動(dòng)化技術(shù)中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的使用更加科學(xué)可靠，其出現(xiàn)和發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要工作則是實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)工程中相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，并將分析所得信息反饋給計(jì)算機(jī)，在這個(gè)分析和反饋的過程中，中央計(jì)算機(jī)只負(fù)責(zé)系統(tǒng)的集中管理和分散控制工作，使得工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作的可靠性大大增強(qiáng)。場(chǎng)控器是分布式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通常情況下場(chǎng)控器中包含了I/0部件，通過該部件分布式控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集和控制、執(zhí)行，再經(jīng)由人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行命令的，再通過網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的傳遞。在現(xiàn)場(chǎng)控制器中，又包含了控制回路等，回路控制中的相關(guān)算法預(yù)先存儲(chǔ)于運(yùn)行內(nèi)存中，在實(shí)際操作中，能夠依據(jù)自動(dòng)控制需求，進(jìn)行組態(tài)。
4.4計(jì)算機(jī)傳感器
在工業(yè)自動(dòng)化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)需要依賴于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、軟件技術(shù)和傳感設(shè)備的支持，在這其中傳感設(shè)備發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，它是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制中自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的重要條件。傳感設(shè)備具有數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和精密化的特點(diǎn)，其相關(guān)性能從某種程度上來說決定著工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的產(chǎn)品的品質(zhì)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過傳感器的使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集和整理，進(jìn)而獲取設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)的動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)和控制，確保自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)安全，最終達(dá)到提高工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的目的?，F(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)傳感器的使用正處于發(fā)展階段，在未來的發(fā)展過程中，其運(yùn)行的可靠性和精確性都將得到有效的提高，最終向著更高級(jí)的智能化和更低的能源消耗方向發(fā)展，其綜合性能將得到大大提升。
4.5自動(dòng)化生產(chǎn)中的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用
現(xiàn)場(chǎng)總線指的是數(shù)字化通信的檢測(cè)和控制系統(tǒng)，其被廣泛運(yùn)用于工業(yè)自動(dòng)化制造行業(yè)中?，F(xiàn)場(chǎng)總線擁有專門的處理器，將這個(gè)處理器與測(cè)量控制器連接后，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算和通信的能力。它使用雙絞線作為通信的媒介，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與測(cè)量控制器的多個(gè)對(duì)等連接，自動(dòng)化生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)總線能夠?qū)⒎稚⒌臏y(cè)量控制器變成網(wǎng)絡(luò)探測(cè)的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)式的自動(dòng)控制?，F(xiàn)場(chǎng)總線的使用為自動(dòng)控制設(shè)備和系統(tǒng)之間的信息交互和數(shù)據(jù)分析提供了保障，再通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的異常狀況，并實(shí)現(xiàn)異常狀況的及時(shí)排除，使得工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)過程中信息溝通更加便捷?，F(xiàn)場(chǎng)總線在信息交互、數(shù)據(jù)更新和信息顯示等方面都表現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，因此，在自動(dòng)化技術(shù)未來的發(fā)展中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的使用是其必然的發(fā)展趨勢(shì)。
5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域使用廣泛，其運(yùn)用涉及到網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制軟件、自動(dòng)控制技術(shù)等。近些年來，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用水平越來越高，其科技含量也越來越高，有效加快了企業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程，其應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）開放性特點(diǎn)。相對(duì)而言計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有公開性和開放性的特點(diǎn)，其開放性特點(diǎn)主要表現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)所有設(shè)備和系統(tǒng)的連接，確保各項(xiàng)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在實(shí)際操作中，工業(yè)企業(yè)可根據(jù)自身的實(shí)際需求，選擇接入的系統(tǒng)和設(shè)備，表現(xiàn)出極大的靈活性和便捷性。
（2）交互性和可操作性特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備能夠相互連接，共同構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)傳遞的系統(tǒng)，因此，在這個(gè)系統(tǒng)中各項(xiàng)設(shè)備是可以相互替換和代替的。
（3）智能化特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制下的自動(dòng)化系統(tǒng)的總線具有智能化的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線通過傳感設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的分析和監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化控制，確保其能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)處理系統(tǒng)故障。
（4）精確性高。相對(duì)于一般調(diào)節(jié)器而言，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)具有超強(qiáng)的數(shù)值運(yùn)算能力，能夠最大限度縮小和控制偏差，確保其控制精度不會(huì)受到元件老化、噪音等因素的影響。
6結(jié)語
總之，工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的過程，尤其是在這其中還摻雜了許多大型設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)的使用，大大增加了自動(dòng)控制的難度。計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制中的使用，為其提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為其進(jìn)步和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也為企業(yè)進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率提供了可能。在未來的發(fā)展過程中，必須加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的研究，除了不斷完善現(xiàn)有的技術(shù)之外，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的研發(fā)，使計(jì)算機(jī)控制技術(shù)能夠更好地服務(wù)于工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)，促使我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。
作者：吳高杰 單位：裝甲兵工程學(xué)院
1集中控制與集散控制的分析
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展初期，是以集中控制的工作方式進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制的。集中控制系統(tǒng)會(huì)建立統(tǒng)一的控制中心，由控制中心負(fù)責(zé)信息的收集、處理、加工等工作。如果集中控制系統(tǒng)出現(xiàn)了任何問題都能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，有助于企業(yè)及時(shí)制定科學(xué)合理的解決方案，系統(tǒng)的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技術(shù)主要是將信息的輸入或輸出作為控制主體的，主要包括信號(hào)采集、信號(hào)運(yùn)算、信息處理及信息反饋、狀態(tài)顯示等工作內(nèi)容，以上工作內(nèi)容主要是通過IPC（一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）控制完成的。IPC會(huì)收集溫度、PH值、壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過接口卡來接受經(jīng)過處理而得到的信號(hào)。集中控制技術(shù)具有一定的缺陷，一旦出現(xiàn)控制失誤的情況就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行都會(huì)受到某種程度的影響。而且，隨著控制系統(tǒng)的日益復(fù)雜化，一臺(tái)計(jì)算機(jī)已經(jīng)無法負(fù)責(zé)控制多種信號(hào)的處理工作。為解決以上缺陷問題，以集散控制工作方式為主的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)隨之發(fā)展起來，集散控制又被稱為分布式控制系統(tǒng)，根據(jù)功能的不同，集散控制又被分成了上位機(jī)與下位機(jī)，集散控制系統(tǒng)將通信作為系統(tǒng)的核心。整個(gè)系統(tǒng)的集中監(jiān)視工作主要由上位機(jī)負(fù)責(zé)，而下位機(jī)則負(fù)責(zé)控制分布在各現(xiàn)場(chǎng)的用于分布控制的個(gè)體，集散控制系統(tǒng)的上、下位機(jī)通過通訊互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳遞，保持信息通暢。集散控制系統(tǒng)具有較高的安全性、有效性及可拓展性。但許多廠家為實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)壟斷常常采用封閉形式的集散控制系統(tǒng)，阻礙了集散控制系統(tǒng)的推廣和發(fā)展。
2封閉集散控制系統(tǒng)到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中線的發(fā)展分析
封閉式的集散控制系統(tǒng)缺乏較好的兼容性和開發(fā)性，系統(tǒng)存在無法共享信息的局限。為增強(qiáng)集散控制系統(tǒng)的兼容性和開發(fā)性，在構(gòu)建系統(tǒng)過程中必須采用標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中線技術(shù)隨之發(fā)展起來。由該技術(shù)構(gòu)建的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)可以確保工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中智能化儀器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)備之間保持信息通暢。整個(gè)控制系統(tǒng)按照總線方式有條不紊的運(yùn)行著。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)采用的是開放式的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，以該協(xié)議方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)所有支線工作的協(xié)調(diào)工作，不僅可以降低投資成本、維護(hù)資金，該系統(tǒng)還具有操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、工作效率高的顯著優(yōu)勢(shì)，用戶的功能需求也可以得到更好地滿足。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是一種開放的、互聯(lián)的分布式系統(tǒng)。該系統(tǒng)將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)作為中線，通過收集中線中的信號(hào)或信息，并根據(jù)所收集的信息對(duì)其進(jìn)行有效控制，將分散控制管理與集中控制管理進(jìn)行了有效結(jié)合，將系統(tǒng)危險(xiǎn)分散開來，實(shí)現(xiàn)控制分離。
3現(xiàn)場(chǎng)控制到企業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展分析
以太網(wǎng)工業(yè)協(xié)議作為一種開放式的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了全方位的自動(dòng)化控制。在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中引入互聯(lián)網(wǎng)，有助于提升產(chǎn)品的安全系數(shù)和適用性。但目前，企業(yè)化基于以太網(wǎng)的自動(dòng)化控制中存在著一個(gè)問題就是不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，無法確保系統(tǒng)時(shí)刻保持在穩(wěn)定的工作信號(hào)下。信息化工廠的提出是為了解決以太網(wǎng)不穩(wěn)定問題?；谠摷夹g(shù)下，系統(tǒng)將大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，使信息的采集、傳輸和處理都能處于良好的環(huán)境中，最終實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)化控制，并提高控制效率。
4總結(jié)
基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)先后經(jīng)歷了集中控制到集散控制、封閉集散控制系統(tǒng)到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)控制到企業(yè)自動(dòng)化的幾個(gè)過程，其技術(shù)越來越成熟、高效，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的自動(dòng)化、智能化程度越來越高，為提高企業(yè)的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)安全、產(chǎn)品質(zhì)量提供了有力保障。
作者：黨杰 單位：西安醫(yī)學(xué)院
1基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)
在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中包括了工業(yè)用計(jì)算機(jī)與各種工業(yè)對(duì)象。相較于普通控制系統(tǒng)，基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，包括了開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)?，F(xiàn)在，工業(yè)領(lǐng)域中主要采用閉環(huán)系統(tǒng)，主要是由于該類控制系統(tǒng)為一種最基本的控制方式。根據(jù)常用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其硬件主要包括了計(jì)算機(jī)、各種外設(shè)、輸入和輸出通道，以及各種工業(yè)操作臺(tái)等。具體如圖1中所示。根據(jù)控制系統(tǒng)所采用控制方式的不同，則可以將其劃分成：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)以及分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等。
2基于計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊
在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信中，由于信息傳輸方向的不同，可以將該過程中所采用的通訊技術(shù)分為雙工通訊、半雙工通訊與單工通訊等幾種類型。顧名思義，雙工通訊就是通過比較復(fù)雜的通信結(jié)構(gòu)與線路，確保通訊雙方的信息都能夠向著兩個(gè)方向傳送；而半雙工通信則可以理解為信息雖然能夠在兩個(gè)方向傳輸，但是這種傳輸過程不是實(shí)時(shí)的，因?yàn)槊看蝹鬏敹贾挥袉蝹€(gè)方向的數(shù)據(jù)在傳輸；單工通信則更加簡(jiǎn)單，就是只有一個(gè)固定方向的信息能夠被傳送。在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境中，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信中所采用的通訊方式主要為半雙工方式，也就是人們常說的四線制傳輸方式，而在不同計(jì)算機(jī)之間的通信中，則主要采用單工通信方式，這樣，就可以在滿足各種實(shí)際要求的情況下，使得通信系統(tǒng)中所采用的線路能夠得到更大程度的簡(jiǎn)化。在基于計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)中，其硬件構(gòu)成根據(jù)不同的功能主要包括計(jì)算機(jī)終端、網(wǎng)絡(luò)主機(jī)、各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸線路等。
在這些硬件設(shè)備中，計(jì)算機(jī)終端的作用主要為對(duì)各個(gè)企業(yè)用戶的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊量和信息規(guī)模等進(jìn)行控制；數(shù)據(jù)交換設(shè)備則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的分類、歸檔、處理與存儲(chǔ)等操作過程；在網(wǎng)絡(luò)主機(jī)中，則又可以具體分為微型計(jì)算機(jī)和小型計(jì)算機(jī)，其中，我們常用的計(jì)算機(jī)可以作為微型計(jì)算機(jī)來使用；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸線路又可以劃分成多種不同的線路，比如常見的電話線路、光纖線路以及微波線路等，在這些線路中，人們最常用的就是光纖線路，這主要是由于光纖的速度非?？?。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊鏈路中，計(jì)算機(jī)終端、主機(jī)等硬件設(shè)備，主要通過數(shù)據(jù)傳輸線路完成下路連接，而各種終端設(shè)備則需要通過數(shù)據(jù)交換設(shè)備來接入網(wǎng)絡(luò)，接著，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)各種計(jì)算機(jī)終端，則能夠通過實(shí)現(xiàn)制定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)終端的控制過程。對(duì)于基于計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)中所采用的連接方式，根據(jù)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，可以劃分為分支式、多路復(fù)用、集線式以及點(diǎn)到點(diǎn)等多種方式。在這幾種方式中，點(diǎn)到點(diǎn)方式最為常用，因?yàn)檫@種連接方式主要以計(jì)算機(jī)為核心，然后再通過各種傳輸線路和數(shù)據(jù)交換設(shè)備來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換與傳輸。
3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展方向
3.1朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的雙重推動(dòng)下，各種基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，且應(yīng)用范圍和規(guī)模也不斷擴(kuò)展，給傳統(tǒng)回路控制系統(tǒng)中所展現(xiàn)出來的特性造成了根本性的變化，主要是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推動(dòng)下，逐漸形成了控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)，而這也是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成功應(yīng)用所帶來的必然結(jié)果?；诂F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以將網(wǎng)絡(luò)中的各種接口連接到儀表單元，從而使得網(wǎng)絡(luò)化條件中的儀表單元具備了直接通訊的能力。正是由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)，才使得網(wǎng)絡(luò)能夠逐步延伸和發(fā)展到各個(gè)控制系統(tǒng)的末端，然后在與原有控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，則可實(shí)現(xiàn)從控制任務(wù)的最基底層，到實(shí)現(xiàn)整個(gè)調(diào)度工作的最高層之間的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與連接過程。對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)中的各個(gè)儀表單元，其可以作為控制網(wǎng)絡(luò)中的最小實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)來使用，而這些儀表單元的網(wǎng)絡(luò)化則是在對(duì)這些儀表單元的數(shù)字化的基礎(chǔ)上才完成的；在完成原有儀表單元的數(shù)字化之后，才能添加必要的網(wǎng)絡(luò)通訊單元，從而構(gòu)成完整的總線系統(tǒng)。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中，整個(gè)控制過程的實(shí)現(xiàn)與完成已經(jīng)不再僅通過傳統(tǒng)意義上的控制系統(tǒng)來執(zhí)行，而是通過各種儀表單元在對(duì)各自工作獨(dú)立完成的及基礎(chǔ)上，進(jìn)而通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)不同單元之間信息交互，最終完成程序和應(yīng)用環(huán)境所賦予的各種控制任務(wù)。
3.2朝著扁平化的方向發(fā)展在各種功能不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，特別是在基于分布式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，整個(gè)控制系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)來劃分成不同的層次，進(jìn)而將計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)路來連接?？紤]到在網(wǎng)絡(luò)中所存在的不同層次之間的獨(dú)立性，信息在網(wǎng)絡(luò)交互過程中，將會(huì)受到計(jì)算機(jī)的影響，這也是信息或者數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)交互過程中，需要考慮的一些問題。同時(shí)，由于分布式控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)本身所體現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的封閉性，會(huì)給不同廠家產(chǎn)品的交互帶來影響。
4結(jié)束語
基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的控制技術(shù)得到了飛速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)刂葡到y(tǒng)所體現(xiàn)的控制技術(shù)水平的要求也逐漸提高，使得現(xiàn)有的控制技術(shù)水平朝著更高層次的方向發(fā)展。文中通過對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)介，闡述了常用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成和組件，對(duì)控制技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
作者：孫福成 單位：甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
摘要：根據(jù)油脂加工工藝要求，選取了基于WinCCV6．2的上位機(jī)和S7－300系列PLC控制器構(gòu)成的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析和功能模擬。針對(duì)該控制系統(tǒng)在過程控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)記錄和查詢功能進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明：采用工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)大大提高了油脂生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)了油脂生產(chǎn)過程的集成化和柔性化，對(duì)于保障油脂產(chǎn)品品質(zhì)和工業(yè)生產(chǎn)安全意義重大。
關(guān)鍵詞：油脂生產(chǎn)；工業(yè)計(jì)算機(jī)；自動(dòng)控制；PLC
近年來，油脂市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，油脂產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，技術(shù)也在不斷的發(fā)展，傳統(tǒng)以單一自動(dòng)控制的技術(shù)手段已經(jīng)不能滿足大型油脂加工工廠的技術(shù)要求。當(dāng)前，基于大中型集散計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DCS）結(jié)合可編程控制器（PLC）的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在電力、石油、化工等領(lǐng)域獲得了廣泛推廣和應(yīng)用［1］。但油脂行業(yè)的生產(chǎn)管理依然還是以PLC控制系統(tǒng)為主［2］。采用工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)將分散的控制室集成到一個(gè)主控臺(tái)上進(jìn)行管理操作，實(shí)現(xiàn)了油脂生產(chǎn)過程的集成化和柔性化，在提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗的同時(shí)，改善了生產(chǎn)者的工作環(huán)節(jié)和勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于保障油脂工業(yè)安全生產(chǎn)的意義重大［3］。因而，基于自動(dòng)控制技術(shù)的工業(yè)計(jì)算機(jī)成為各油脂加工廠提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、降本增效的重要手段，并成為衡量現(xiàn)代化油脂企業(yè)的一個(gè)標(biāo)志。
1油脂生產(chǎn)工藝流程
現(xiàn)代油脂制取工藝一般包括：對(duì)油料除雜、去皮、破碎、分離、烘干等預(yù)處理，為油脂的制取提供滿足出油率要求的料坯；利用壓榨技術(shù)（一次壓榨法、二次壓榨法、預(yù)榨浸出法、冷榨法）得到毛油；對(duì)毛油進(jìn)一步精煉加工，得到符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的成品油。該制備過程中，若采用傳統(tǒng)的人工控制，或者基于單一局部的控制技術(shù)很難滿足現(xiàn)代化油脂大規(guī)模生產(chǎn)需求，如在油脂生產(chǎn)尾氣壓力、浸出器存料箱料位、毛油液位等關(guān)鍵點(diǎn)調(diào)節(jié)中［4］，利用操作經(jīng)驗(yàn)或單循環(huán)回路控制技術(shù)很難達(dá)到工藝要求。而通過組態(tài)軟件設(shè)置PID智能自控模式，利用PLC主控器對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)的全自動(dòng)控制，能大大提高傳統(tǒng)單回路控制的關(guān)聯(lián)性和可靠性。
2工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)即利用工業(yè)控制軟件和上位機(jī)組態(tài)軟件，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員工業(yè)控制經(jīng)驗(yàn)、系統(tǒng)軟件水平和現(xiàn)場(chǎng)操作人員實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來達(dá)到油脂生產(chǎn)的自動(dòng)化管理和控制效果。整個(gè)油脂制取工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和下位機(jī)控制系統(tǒng)組成（見圖1），通過上位機(jī)接口向設(shè)備發(fā)出指令，利用PLC進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息和指令的采集和控制，在人機(jī)交互界面上動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息。
2．1上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
油脂制取自控系統(tǒng)中，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是用戶和計(jì)算機(jī)間的交互點(diǎn)。監(jiān)控人員通過交互性的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)發(fā)出故障報(bào)警，滿足操作人員對(duì)系統(tǒng)的控制。同時(shí)，操作人員通過上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與PLC、系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行信息交流，向PLC、控制設(shè)備發(fā)出指令，PLC也可利用通信模塊將設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)信息反饋給上位機(jī)，從而滿足監(jiān)視人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況的實(shí)時(shí)了解和數(shù)據(jù)查詢、歸檔。
2．2PLC控制器
油脂生產(chǎn)工藝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較為惡劣，存在較大干擾信號(hào)，為保證控制系統(tǒng)的可靠性和安全穩(wěn)定性，采用PLC作為整個(gè)油脂生產(chǎn)流程的核心控制部件。PLC執(zhí)行壓力、溫度、液位、流量等儀器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集，閥門的啟閉，各電機(jī)設(shè)備啟停操作。現(xiàn)場(chǎng)采集的模擬／數(shù)字信號(hào)通過內(nèi)置通信模塊實(shí)現(xiàn)與PLC的數(shù)據(jù)交互，滿足對(duì)油脂生產(chǎn)的自動(dòng)化控制。圖3為采取循環(huán)掃描工作方式的PLC流程圖，一次循環(huán)掃描將實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入／輸出信號(hào)的采集和刷新。
2．3PLC與上位機(jī)通信系統(tǒng)
PLC與上位機(jī)以及PLC與執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測(cè)試儀表等的數(shù)據(jù)傳輸是保證信息傳輸和指令下達(dá)的關(guān)鍵。油脂生產(chǎn)中常見的通信方式有串行通信、現(xiàn)場(chǎng)總線、多主站通信、工業(yè)以太網(wǎng)等幾種類別［5］，本文針對(duì)SIMATICNETCP343－1通訊卡進(jìn)行功能分析。采用自備處理器的SIMATICNETCP343－1通訊卡，能有效緩解中央處理器的通訊任務(wù)［6］。CP343配備的RJ45接口能夠連接工業(yè)以太網(wǎng)，能同時(shí)獨(dú)立處理工業(yè)以太網(wǎng)上發(fā)生的數(shù)據(jù)擁堵情況，從而保證油脂生產(chǎn)過程中龐大的數(shù)據(jù)采集量和下達(dá)指令能得到及時(shí)響應(yīng)，滿足遠(yuǎn)距離、多用戶的訪問連接。集成S5在通訊方面的兼容器，在不需要編程器的條件下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，滿足了油脂生產(chǎn)過程中復(fù)雜環(huán)境下設(shè)備維護(hù)更新的靈活性。
2．4PLC的I／O資源配置
PLC的I／O配置要滿足現(xiàn)場(chǎng)傳感器、一次儀表和現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備相連接，便于數(shù)據(jù)信息的傳輸。根據(jù)油脂生產(chǎn)工藝特征和現(xiàn)場(chǎng)工況，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)包括對(duì)罐體液位、溫度、壓力檢測(cè)信號(hào)，電機(jī)、油泵啟停信號(hào)，電磁閥、流量閥、蒸汽閥的開度調(diào)節(jié)信號(hào)，蒸汽流量、溫度調(diào)節(jié)信號(hào)，變頻器頻率調(diào)節(jié)等，因此整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置多路數(shù)字量輸入／輸出信號(hào)和模擬量輸入／輸出信號(hào)。
2．5現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表
現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備和儀器主要是針對(duì)油料預(yù)處理、壓榨浸出、精煉等操作過程的溫度、壓力、料位和流量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，采集現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力、料位等模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，如壓力變送器、溫度變送器、速度變送器、雷達(dá)式料位器。系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電子元件，包括各類氣動(dòng)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，蝶閥、變頻器等，通過布置在設(shè)備上的儀器來采集變化的信號(hào)。
3系統(tǒng)的功能模擬
油脂生產(chǎn)中工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制對(duì)象包括了現(xiàn)場(chǎng)各類電機(jī)設(shè)備啟停，各類閥門啟閉；各儲(chǔ)存罐液位控制等。交互界面上顯示對(duì)象包括各儲(chǔ)存罐、管道、閥門的溫度、壓力、流量等元素。通過界面監(jiān)控各閥門開關(guān)、儲(chǔ)存罐參數(shù)的變化，并調(diào)取變量的歷史曲線等。交互系統(tǒng)畫面組成包括主操作界面、監(jiān)控界面、系統(tǒng)報(bào)警界面、數(shù)據(jù)瀏覽界面等。操作人員通過鼠標(biāo)和鍵盤執(zhí)行各項(xiàng)操作任務(wù)，并在不同畫面之間進(jìn)行切換，監(jiān)控各運(yùn)行程序的具體情況。組態(tài)軟件通過現(xiàn)場(chǎng)I／O設(shè)備獲得各系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工后以圖像形式在顯示終端顯示，另外，根據(jù)操作指令和組態(tài)要求將輸入指令傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的I／O設(shè)備，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變運(yùn)行參數(shù)或運(yùn)行方式。對(duì)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)寫入到歷史數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)接收到歷史數(shù)據(jù)的查詢指令時(shí)，將從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取數(shù)據(jù)在終端顯示。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行觸動(dòng)報(bào)警值時(shí)，系統(tǒng)以圖像、聲音的方式反饋給操作員，同時(shí)存取報(bào)警信息，以備缺陷的反饋?zhàn)粉櫋?
3．1運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及顯示利用控制系統(tǒng)
對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)脫溶機(jī)、提升機(jī)、負(fù)壓尾部風(fēng)機(jī)等重要設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)異常狀況，傳感器接收故障信號(hào)并通過控制器進(jìn)行處理，系統(tǒng)人機(jī)界面發(fā)出聲光報(bào)警，控制系統(tǒng)自動(dòng)改變運(yùn)行方式或運(yùn)行參數(shù)調(diào)整來避免故障的擴(kuò)大，與此同時(shí)，通知現(xiàn)場(chǎng)人員迅速采取措施進(jìn)行調(diào)整。油料預(yù)處理階段，通過工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)控油料儲(chǔ)存?zhèn)}。利用安裝在料倉底部的料位傳感器保證油料的正常供應(yīng)，確保油料的正常損耗率以及最大限度避免由于空倉而造成的效率降低問題。同時(shí)，監(jiān)控設(shè)備上的顯示屏顯示各電機(jī)、泵、閥門的運(yùn)行工況，便于操作員針對(duì)工況做出預(yù)判，避免可能存在的故障發(fā)生。
3．2運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整
通過PLC主控制器設(shè)定溫度控制范圍，對(duì)參數(shù)報(bào)警值和報(bào)警記錄設(shè)定；對(duì)系統(tǒng)壓力、真空度控制值和變化曲線設(shè)定，對(duì)參數(shù)變化范圍和報(bào)警值進(jìn)行設(shè)定；對(duì)系統(tǒng)流量值進(jìn)行設(shè)定并監(jiān)控等。油脂制取過程中浸出器內(nèi)部需維持一定的負(fù)壓避免溶劑揮發(fā)而出現(xiàn)事故，要求浸出器存料箱和落料斗料位維持一定高度；為滿足工藝要求，提高脫溶效果，要求蒸脫機(jī)料層穩(wěn)定在一定高度范圍；為保證第二蒸發(fā)器的溫度值，避免溫度過高或過低而造成的翻罐或不利于混合油蒸發(fā)的問題。利用工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制浸出器負(fù)壓、蒸脫機(jī)料位、蒸發(fā)器溫度，有效解決了人工控制存在的誤差，滿足了工藝要求。通過布置在設(shè)備上的測(cè)量容器負(fù)壓、料位、蒸發(fā)溫度，經(jīng)過信號(hào)處理傳輸?shù)娇刂破?，控制器根?jù)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行比較分析后，向電氣執(zhí)行元件發(fā)出指令調(diào)整運(yùn)行方式，保證運(yùn)行參數(shù)在設(shè)定范圍內(nèi)。
3．3歷史數(shù)據(jù)的查詢系統(tǒng)
實(shí)時(shí)顯示和記錄現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并提供設(shè)定時(shí)段的數(shù)據(jù)報(bào)表打印功能。各設(shè)備的瞬時(shí)負(fù)荷值、設(shè)備故障時(shí)間、報(bào)警響應(yīng)、故障參數(shù)的時(shí)間報(bào)表，生產(chǎn)過程的壓力、流量、蒸發(fā)量等狀況報(bào)表，結(jié)合人機(jī)交互界面提供選定參數(shù)的歷史曲線，生產(chǎn)打印報(bào)表［6］。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存入各類參數(shù)信息，以便后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析。工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)反映設(shè)備和工藝的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并及時(shí)將數(shù)據(jù)信息自動(dòng)保存。一旦發(fā)生故障，操作員可通過應(yīng)用界面調(diào)取相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的參數(shù)信息，對(duì)故障進(jìn)行分析和調(diào)整，保證安全生產(chǎn)需求和工藝品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，相較于傳統(tǒng)的人工摘錄記事本的文本記錄方式，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)記錄和故障分析工具，提高了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)效率，且避免了人工記錄和時(shí)間的制約。
3．4傳動(dòng)裝置的啟停控制
根據(jù)油脂制取工藝，在組態(tài)軟件的支持下，通過交互界面實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的啟?？刂?，并對(duì)設(shè)備過流、過載、空載、故障停車控制處理，結(jié)合設(shè)定的邏輯控制單元和報(bào)警設(shè)置對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行全面跟蹤監(jiān)控，滿足工藝需求。在浸出工藝中，負(fù)壓蒸發(fā)中的尾氣風(fēng)機(jī)對(duì)真空度的要求非常高，尾氣風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高，則容易帶出溶劑，轉(zhuǎn)速過慢，則真空度下降，壓力可能轉(zhuǎn)為正值，影響安全生產(chǎn)。采用人工控制難度較大，而通過工業(yè)計(jì)算機(jī)控制則能很好解決。利用安裝在尾氣風(fēng)機(jī)上的壓力變送器獲得相應(yīng)的真空度信號(hào)和壓力值，控制器對(duì)接收到的信號(hào)對(duì)比分析，向變頻器發(fā)出指令，改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證尾氣風(fēng)機(jī)壓力和真空度保持在微小負(fù)壓范圍。
4結(jié)束語
隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，油脂加工行業(yè)所面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也愈發(fā)激烈，具備先進(jìn)的加工工藝、優(yōu)良的設(shè)備配給，卓越的自控系統(tǒng)將是油脂加工企業(yè)實(shí)現(xiàn)大噸位高度集成生產(chǎn)鏈的追求目標(biāo)，基于PLC可編程控制器結(jié)合大中型集散計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DCS）的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)油脂生產(chǎn)加工全過程進(jìn)行工藝監(jiān)控和信息管理，符合現(xiàn)代化油脂加工廠家的自動(dòng)化控制理念，也是提高油脂生產(chǎn)品質(zhì)的必然趨勢(shì)。
作者：徐毅 單位：西北政法大學(xué)
摘要：隨著先進(jìn)的生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，信息化時(shí)代成為了時(shí)展的大趨勢(shì)。信息化時(shí)代主要以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為主體，是以創(chuàng)造知識(shí)與開發(fā)知識(shí)為首要目的。如今，網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要手段，它在計(jì)算機(jī)的領(lǐng)域中起著非常重要的作用。本文就對(duì)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的運(yùn)用進(jìn)行分析闡述。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)；計(jì)算機(jī)控制；運(yùn)用
在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷更新?lián)Q代的社會(huì)里，全球的通信技術(shù)迅猛發(fā)展，在全球信息化的大潮流中，光線通信、廣播電視網(wǎng)、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)、電話網(wǎng)等通信互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)也不斷得到技術(shù)上的革新，網(wǎng)絡(luò)人性化發(fā)展的趨勢(shì)越來越明顯。通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)成為了社會(huì)快速發(fā)展的基本要素，也為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。接下來就結(jié)合網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，談一談在計(jì)算機(jī)控制中的運(yùn)用。
1通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的有效結(jié)合
在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，有一種技術(shù)是將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩者完美地進(jìn)行了結(jié)合，那就是今天所說的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?？赡艽蟛糠值钠胀ㄈ罕妼?duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)并不是很了解，不像以太網(wǎng)這些網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)一樣，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)通常只是被用于微機(jī)化的測(cè)量與控制的設(shè)備方面，以及對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一個(gè)有效的信息傳輸，目的是能夠在建立一個(gè)高效開放的監(jiān)督生產(chǎn)過程的信息數(shù)字化傳輸系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，對(duì)信號(hào)的抗干擾能力也很強(qiáng)，因?yàn)樗饕峭ㄟ^數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行基帶傳輸，這樣會(huì)使它的功能模塊就被分解成幾個(gè)部分，這不僅會(huì)增加它的性能方面的安全性，還能為以后的后續(xù)維護(hù)工作的實(shí)施提供了很大的方便?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的技術(shù)是比較成熟和完善的，但是也會(huì)存在著不足的地方，那就是在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候速度會(huì)較慢，以及一旦出現(xiàn)問題會(huì)因?yàn)榭偩€比較復(fù)雜而導(dǎo)致問題不易找到和控制。
2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的具體應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用中最廣泛和典型的就是以太網(wǎng)的應(yīng)用。以太網(wǎng)在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橐蕴W(wǎng)的通信傳輸?shù)乃俣确浅？?，而且網(wǎng)絡(luò)成本的費(fèi)用非常低，所以它的應(yīng)用范圍是非常廣的，自身?xiàng)l件也不存在現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜的問題。所以在普通家用和辦公的計(jì)算機(jī)控制中，以太網(wǎng)比起其他的網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)控制的應(yīng)用中能夠更好地實(shí)現(xiàn)通信和網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸以及資源共享。以太網(wǎng)是最具有市場(chǎng)發(fā)展的潛力的，它甚至還涉及到了工業(yè)領(lǐng)域上，它的兼容性的強(qiáng)大使信息在傳輸過程中不容易受到其他因素的影響。其中，以太網(wǎng)存在的缺點(diǎn)就是以太網(wǎng)在安全性上不如現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可靠。所以，在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際應(yīng)用，人們常常會(huì)將這兩種技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中進(jìn)行有效融合，使它們之間能夠更好地取長(zhǎng)補(bǔ)短，各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)通信效率的最大化。
1、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的運(yùn)用具體體現(xiàn)在人們的日常生活中，例如人們可以通過手機(jī)、計(jì)算機(jī)等終端設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)的圖像與信息數(shù)據(jù)進(jìn)行保存與讀取，可以提高資源的有效利用率，還可以加大網(wǎng)絡(luò)信息的共享資源的效益，繼而大大提高了信息的流通，使人們更加快速、方便地在一定時(shí)間內(nèi)就能獲取到有用的信息資源，節(jié)省了許多資源成本的消耗，提高了人們的生活水平與工作效率。
2、教學(xué)方面的運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)還對(duì)教學(xué)方面有著非比尋常的重要性，對(duì)于教學(xué)改革來說，起著強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。教師可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行授課，借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)還可以與學(xué)生進(jìn)行視頻遠(yuǎn)程教學(xué)，這樣的教學(xué)途徑改變了傳統(tǒng)的教學(xué)形式，教師與學(xué)生不必局限于必須面對(duì)面地上課才能傳授和接收知識(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)方面的有效運(yùn)用，師生之間可以進(jìn)行高效率的教學(xué)模式，不僅可以縮短多余的時(shí)間，還可以為教師與學(xué)生雙方提供龐大的資源庫，教師擁有大量的資源方便索取，學(xué)生這方面也擁有著海量的學(xué)習(xí)資源可以提供挑選，有效地實(shí)現(xiàn)了師生之間的資源共享，也為師生提供了便捷有效的教學(xué)途徑。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對(duì)于我國(guó)的教育可謂是創(chuàng)造了一個(gè)新的發(fā)展空間，同時(shí)也是擴(kuò)大了文化教育與素質(zhì)教育的覆蓋范圍。
3、氣象方面的運(yùn)用在氣象預(yù)測(cè)上，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加發(fā)揮著重要的作用。通過通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行對(duì)天氣的衛(wèi)星探測(cè)，能夠更加及時(shí)、更加準(zhǔn)確地將氣象的變化情況通過計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的傳播。例如可以通過電臺(tái)技術(shù)、廣播技術(shù)以及電視等終端設(shè)備將天氣預(yù)報(bào)傳送到人們身邊，有效幫助人們對(duì)未來天氣做好預(yù)防工作，對(duì)于惡劣天氣的預(yù)測(cè)，可以有效提醒人們提前對(duì)自身進(jìn)行一個(gè)保護(hù)措施。網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的運(yùn)用，對(duì)社會(huì)甚至是世界的發(fā)展是必不可少的，甚至還會(huì)呈現(xiàn)出越來越重要的趨勢(shì)，因?yàn)樗梢允箛?guó)家與國(guó)家之間的文化、經(jīng)濟(jì)、政治等方面進(jìn)行便捷有效的交流，使國(guó)家之間的資源進(jìn)行互通有無，促進(jìn)了世界各國(guó)的合作與發(fā)展。
作者：唐曉旸 單位：河北省任丘市華北油田第三中學(xué)
【摘要】
進(jìn)入新世紀(jì)以來，網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)開始了幾何式驚人發(fā)展。目前我國(guó)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的融合發(fā)展上，逐步推出計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，且被多個(gè)領(lǐng)域廣泛認(rèn)可和接受。本文主要探析計(jì)算機(jī)控制中網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的應(yīng)用，以為相關(guān)工作和研究人員的工作和研究，提供有用參考。
【關(guān)鍵詞】
計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；通信技術(shù)；應(yīng)用
伴隨現(xiàn)代科技的進(jìn)步和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)正在逐步走向融合發(fā)展的軌道，而這一發(fā)展趨勢(shì)也推動(dòng)了通訊質(zhì)量和效率的快速提升，進(jìn)而刺激了信息通訊業(yè)的高速發(fā)展［1］?，F(xiàn)代信息通訊業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，把傳統(tǒng)通訊技術(shù)和數(shù)字交換技術(shù)融合為數(shù)字通信技術(shù)，形成信息單一傳送到多元信息同步傳輸?shù)目缭绞桨l(fā)展。現(xiàn)代信息通信技術(shù)的發(fā)展，不僅滿足了人們生活場(chǎng)景中更多信息溝通需求的，而且為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了強(qiáng)勁的推動(dòng)作用［2］。
1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)概述
1．1網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)興起于上世紀(jì)90年代中葉，是一種基于計(jì)算機(jī)的數(shù)字信息交換技術(shù)，其將互聯(lián)網(wǎng)上分散的數(shù)據(jù)資源信息整合后，全面共享和高效協(xié)調(diào)這些信息資源的呈現(xiàn)，使互聯(lián)網(wǎng)用戶可以方便的獲取和使用該信息資源［3］。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供的信息資源在具體提供過程中實(shí)際上需要調(diào)動(dòng)大量設(shè)備資源和互聯(lián)網(wǎng)資源，該過程需要調(diào)動(dòng)的各項(xiàng)資源主要包括傳感器、網(wǎng)絡(luò)、大型數(shù)據(jù)庫、專家資源、知識(shí)資源、信息資源、數(shù)據(jù)庫資源、存儲(chǔ)資源、高性能計(jì)算機(jī)等。目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，處在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段，互聯(lián)網(wǎng)的功能主要在于信息資源共享。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以方便的構(gòu)建小型社區(qū)網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)絡(luò)等多種級(jí)別的局域網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)的根本特征就是資源共享，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最終目的就是消除資源孤島，因此網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用并不強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，而是更加注重技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)。
1．2通信技術(shù)通信技術(shù)還被稱作通信工程，也有叫信息工程或電信工程的，其是電子工程的重要分支技術(shù)，也是當(dāng)前使用價(jià)值極大的基礎(chǔ)學(xué)科之一。信息技術(shù)主要關(guān)注通信中信息傳遞與信號(hào)處理原理與應(yīng)用。通常認(rèn)為，計(jì)算機(jī)通信是兩個(gè)或兩個(gè)以上計(jì)算機(jī)間設(shè)置專門設(shè)備進(jìn)行信息交換與傳輸?shù)恼麄€(gè)過程。通信技術(shù)，最開始采用模擬信號(hào)作為傳輸載體進(jìn)行信息傳遞，如今其后則以數(shù)字信號(hào)作為信息傳輸載體進(jìn)行數(shù)字信息傳輸，如今則以數(shù)據(jù)信號(hào)為載體進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。其中數(shù)據(jù)通信又分為報(bào)文、數(shù)據(jù)、電力三種數(shù)據(jù)交換方式。數(shù)據(jù)通信通常是借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完成計(jì)算機(jī)間信息資源傳輸與共享。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就是計(jì)算機(jī)間通用的計(jì)算機(jī)通信語言，通常在不同計(jì)算機(jī)間設(shè)置相同的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，也正是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議讓多個(gè)計(jì)算機(jī)上的信息資源完成了傳輸和共享。
2計(jì)算機(jī)控制中通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用剖析
2．1現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用剖析上世紀(jì)80、90年代現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在國(guó)際上逐漸發(fā)展成形，該技術(shù)主要用在樓宇自動(dòng)化、制造自動(dòng)化、過程自動(dòng)化等方面的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為工廠提供基礎(chǔ)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，連接工廠現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程和控制設(shè)備、高級(jí)管理設(shè)備間溝通，因此其還是開放的全分布控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有較為分散的功能性模塊，該結(jié)構(gòu)能夠有效增強(qiáng)其通信穩(wěn)定性，同時(shí)有利于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的后期維護(hù)保養(yǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主要內(nèi)容包括數(shù)字通訊、計(jì)算機(jī)、控制、智能傳感等技術(shù)，是一項(xiàng)綜合性的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)，目前在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，且因此引起自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備發(fā)生革命性變化。當(dāng)前很多極具實(shí)力的知名企業(yè)都在致力于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的研發(fā)和相關(guān)產(chǎn)品推廣?，F(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備通常設(shè)在過程設(shè)備底層，用來提供工廠用設(shè)備級(jí)基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)，其具有成本低廉、安全性好、通信協(xié)議簡(jiǎn)單、容錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。具體應(yīng)用中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)還要求很高的實(shí)時(shí)性和時(shí)間確定性，同時(shí)還有信息交換頻繁、多進(jìn)行短幀通信、負(fù)載穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。總體而言現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有安全性高、穩(wěn)定性好、兼容度寬、技術(shù)成熟的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，基于自身因素存在的技術(shù)弊端主要在于共享資源和傳輸數(shù)據(jù)的速度相對(duì)緩慢，該技術(shù)用于計(jì)算機(jī)間通信相對(duì)弱勢(shì)，具體而言總線標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜度高，發(fā)生問題后防控難度較大。
2．2以太網(wǎng)應(yīng)用剖析以太網(wǎng)是一種廣為應(yīng)用且技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于網(wǎng)絡(luò)通信成本低、通信數(shù)據(jù)傳輸速度極快、不存在總線標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜協(xié)議問題且具有極為廣泛的應(yīng)用范圍。采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和共享，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)通信、信息傳輸、資源共享效果。以太網(wǎng)具有極為驚人的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿?，目前被網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的相關(guān)市場(chǎng)廣泛認(rèn)可和看好其發(fā)展前景。目前，以太網(wǎng)已經(jīng)將其應(yīng)用范圍擴(kuò)展到工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。以太網(wǎng)在具體應(yīng)用上，和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)不同，其在傳播速度和效率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。以太網(wǎng)在應(yīng)用領(lǐng)域中有著遠(yuǎn)超現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的超寬兼容度，應(yīng)用實(shí)踐中信息傳遞的整個(gè)過程能夠表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。但在具體應(yīng)用場(chǎng)景中，以太網(wǎng)傳輸信息的安全性和可靠性要遠(yuǎn)弱于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，簡(jiǎn)單而言以太網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制比之現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相對(duì)弱勢(shì)，其在遠(yuǎn)距離的信息傳輸上更具優(yōu)勢(shì)。
2．3網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的綜合應(yīng)用分析目前，網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)和通信領(lǐng)域中，例如電子數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、個(gè)人移動(dòng)通信、電子信箱、即時(shí)通信等多個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)控制中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的主要作用有:(1)降低能耗，高效推動(dòng)信息資源互聯(lián)共享。借助智能信息終端，方便存儲(chǔ)和獲取互聯(lián)網(wǎng)上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)、圖像、聲音等目標(biāo)信息資料。網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用可以提升信息傳輸效率，降低數(shù)據(jù)重復(fù)輸入的次數(shù)，減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理占用的人財(cái)物資源，提升了信息的供給效率。(2)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)，推動(dòng)文化交流與傳播。當(dāng)前教學(xué)活動(dòng)中比較流行的慕課和微課教學(xué)都是采用了互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程教學(xué)方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，該類教學(xué)方式能夠更好的分享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式是一個(gè)很好的教學(xué)形式補(bǔ)充，并有利于推動(dòng)成人教育、職業(yè)教育和終身教育的發(fā)展。借助網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)在技術(shù)上的瓶頸突破，為教育資源傳播的開放性和公平性做好了技術(shù)支撐，有利于提升社會(huì)文化資源交流的頻密度和傳播的遠(yuǎn)度。(3)在氣象領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)發(fā)射的風(fēng)云系列衛(wèi)星，通過網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)廣泛傳播氣象資訊，有效的保護(hù)了我國(guó)人民的日常生產(chǎn)和生活行為，為人們安全出行和安全生產(chǎn)提供了良好的防范預(yù)報(bào)。
3結(jié)語
現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展和繁榮的今天，通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用幾乎在人們的日常生產(chǎn)和生活中占據(jù)不可分割的重要地位。通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多樣化應(yīng)用讓工業(yè)生產(chǎn)更加高效和便捷，讓普通民眾的生活更加的豐富多彩。在計(jì)算技術(shù)控制中網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐上，總線技術(shù)和以太網(wǎng)各具優(yōu)勢(shì)和缺陷，在具體選用時(shí)還需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)來匹配適合的技術(shù)方案。
作者：石建茂 單位：公誠(chéng)管理咨詢有限公司
【摘要】
進(jìn)入新世紀(jì)以來，網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)開始了幾何式驚人發(fā)展。目前我國(guó)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的融合發(fā)展上，逐步推出計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，且被多個(gè)領(lǐng)域廣泛認(rèn)可和接受。本文主要探析計(jì)算機(jī)控制中網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的應(yīng)用，以為相關(guān)工作和研究人員的工作和研究，提供有用參考。
【關(guān)鍵詞】
計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；通信技術(shù)；應(yīng)用
伴隨現(xiàn)代科技的進(jìn)步和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)正在逐步走向融合發(fā)展的軌道，而這一發(fā)展趨勢(shì)也推動(dòng)了通訊質(zhì)量和效率的快速提升，進(jìn)而刺激了信息通訊業(yè)的高速發(fā)展［1］?，F(xiàn)代信息通訊業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，把傳統(tǒng)通訊技術(shù)和數(shù)字交換技術(shù)融合為數(shù)字通信技術(shù)，形成信息單一傳送到多元信息同步傳輸?shù)目缭绞桨l(fā)展?，F(xiàn)代信息通信技術(shù)的發(fā)展，不僅滿足了人們生活場(chǎng)景中更多信息溝通需求的，而且為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了強(qiáng)勁的推動(dòng)作用［2］。
1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)概述
1．1網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)興起于上世紀(jì)90年代中葉，是一種基于計(jì)算機(jī)的數(shù)字信息交換技術(shù)，其將互聯(lián)網(wǎng)上分散的數(shù)據(jù)資源信息整合后，全面共享和高效協(xié)調(diào)這些信息資源的呈現(xiàn)，使互聯(lián)網(wǎng)用戶可以方便的獲取和使用該信息資源［3］。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供的信息資源在具體提供過程中實(shí)際上需要調(diào)動(dòng)大量設(shè)備資源和互聯(lián)網(wǎng)資源，該過程需要調(diào)動(dòng)的各項(xiàng)資源主要包括傳感器、網(wǎng)絡(luò)、大型數(shù)據(jù)庫、專家資源、知識(shí)資源、信息資源、數(shù)據(jù)庫資源、存儲(chǔ)資源、高性能計(jì)算機(jī)等。目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，處在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段，互聯(lián)網(wǎng)的功能主要在于信息資源共享。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以方便的構(gòu)建小型社區(qū)網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)絡(luò)等多種級(jí)別的局域網(wǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)的根本特征就是資源共享，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最終目的就是消除資源孤島，因此網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用并不強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，而是更加注重技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)。
1．2通信技術(shù)通信技術(shù)還被稱作通信工程，也有叫信息工程或電信工程的，其是電子工程的重要分支技術(shù)，也是當(dāng)前使用價(jià)值極大的基礎(chǔ)學(xué)科之一。信息技術(shù)主要關(guān)注通信中信息傳遞與信號(hào)處理原理與應(yīng)用。通常認(rèn)為，計(jì)算機(jī)通信是兩個(gè)或兩個(gè)以上計(jì)算機(jī)間設(shè)置專門設(shè)備進(jìn)行信息交換與傳輸?shù)恼麄€(gè)過程。通信技術(shù)，最開始采用模擬信號(hào)作為傳輸載體進(jìn)行信息傳遞，如今其后則以數(shù)字信號(hào)作為信息傳輸載體進(jìn)行數(shù)字信息傳輸，如今則以數(shù)據(jù)信號(hào)為載體進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。其中數(shù)據(jù)通信又分為報(bào)文、數(shù)據(jù)、電力三種數(shù)據(jù)交換方式。數(shù)據(jù)通信通常是借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完成計(jì)算機(jī)間信息資源傳輸與共享。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就是計(jì)算機(jī)間通用的計(jì)算機(jī)通信語言，通常在不同計(jì)算機(jī)間設(shè)置相同的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，也正是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議讓多個(gè)計(jì)算機(jī)上的信息資源完成了傳輸和共享。
2計(jì)算機(jī)控制中通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用剖析
2．1現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用剖析上世紀(jì)80、90年代現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在國(guó)際上逐漸發(fā)展成形，該技術(shù)主要用在樓宇自動(dòng)化、制造自動(dòng)化、過程自動(dòng)化等方面的現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為工廠提供基礎(chǔ)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，連接工廠現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程和控制設(shè)備、高級(jí)管理設(shè)備間溝通，因此其還是開放的全分布控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有較為分散的功能性模塊，該結(jié)構(gòu)能夠有效增強(qiáng)其通信穩(wěn)定性，同時(shí)有利于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的后期維護(hù)保養(yǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主要內(nèi)容包括數(shù)字通訊、計(jì)算機(jī)、控制、智能傳感等技術(shù)，是一項(xiàng)綜合性的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)，目前在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，且因此引起自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備發(fā)生革命性變化。當(dāng)前很多極具實(shí)力的知名企業(yè)都在致力于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的研發(fā)和相關(guān)產(chǎn)品推廣?，F(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備通常設(shè)在過程設(shè)備底層，用來提供工廠用設(shè)備級(jí)基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)，其具有成本低廉、安全性好、通信協(xié)議簡(jiǎn)單、容錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。具體應(yīng)用中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)還要求很高的實(shí)時(shí)性和時(shí)間確定性，同時(shí)還有信息交換頻繁、多進(jìn)行短幀通信、負(fù)載穩(wěn)定性好的特點(diǎn)?？傮w而言現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有安全性高、穩(wěn)定性好、兼容度寬、技術(shù)成熟的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，基于自身因素存在的技術(shù)弊端主要在于共享資源和傳輸數(shù)據(jù)的速度相對(duì)緩慢，該技術(shù)用于計(jì)算機(jī)間通信相對(duì)弱勢(shì)，具體而言總線標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜度高，發(fā)生問題后防控難度較大。
2．2以太網(wǎng)應(yīng)用剖析以太網(wǎng)是一種廣為應(yīng)用且技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于網(wǎng)絡(luò)通信成本低、通信數(shù)據(jù)傳輸速度極快、不存在總線標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜協(xié)議問題且具有極為廣泛的應(yīng)用范圍。采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和共享，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)通信、信息傳輸、資源共享效果。以太網(wǎng)具有極為驚人的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿?，目前被網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的相關(guān)市場(chǎng)廣泛認(rèn)可和看好其發(fā)展前景。目前，以太網(wǎng)已經(jīng)將其應(yīng)用范圍擴(kuò)展到工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。以太網(wǎng)在具體應(yīng)用上，和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)不同，其在傳播速度和效率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。以太網(wǎng)在應(yīng)用領(lǐng)域中有著遠(yuǎn)超現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的超寬兼容度，應(yīng)用實(shí)踐中信息傳遞的整個(gè)過程能夠表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。但在具體應(yīng)用場(chǎng)景中，以太網(wǎng)傳輸信息的安全性和可靠性要遠(yuǎn)弱于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，簡(jiǎn)單而言以太網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制比之現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相對(duì)弱勢(shì)，其在遠(yuǎn)距離的信息傳輸上更具優(yōu)勢(shì)。
2．3網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的綜合應(yīng)用分析目前，網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)和通信領(lǐng)域中，例如電子數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、個(gè)人移動(dòng)通信、電子信箱、即時(shí)通信等多個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)控制中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的主要作用有:(1)降低能耗，高效推動(dòng)信息資源互聯(lián)共享。借助智能信息終端，方便存儲(chǔ)和獲取互聯(lián)網(wǎng)上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)、圖像、聲音等目標(biāo)信息資料。網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用可以提升信息傳輸效率，降低數(shù)據(jù)重復(fù)輸入的次數(shù)，減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理占用的人財(cái)物資源，提升了信息的供給效率。(2)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)，推動(dòng)文化交流與傳播。當(dāng)前教學(xué)活動(dòng)中比較流行的慕課和微課教學(xué)都是采用了互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程教學(xué)方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，該類教學(xué)方式能夠更好的分享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式是一個(gè)很好的教學(xué)形式補(bǔ)充，并有利于推動(dòng)成人教育、職業(yè)教育和終身教育的發(fā)展。借助網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)在技術(shù)上的瓶頸突破，為教育資源傳播的開放性和公平性做好了技術(shù)支撐，有利于提升社會(huì)文化資源交流的頻密度和傳播的遠(yuǎn)度。(3)在氣象領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)發(fā)射的風(fēng)云系列衛(wèi)星，通過網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)廣泛傳播氣象資訊，有效的保護(hù)了我國(guó)人民的日常生產(chǎn)和生活行為，為人們安全出行和安全生產(chǎn)提供了良好的防范預(yù)報(bào)。
3結(jié)語
現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展和繁榮的今天，通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用幾乎在人們的日常生產(chǎn)和生活中占據(jù)不可分割的重要地位。通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多樣化應(yīng)用讓工業(yè)生產(chǎn)更加高效和便捷，讓普通民眾的生活更加的豐富多彩。在計(jì)算技術(shù)控制中網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐上，總線技術(shù)和以太網(wǎng)各具優(yōu)勢(shì)和缺陷，在具體選用時(shí)還需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)來匹配適合的技術(shù)方案。
作者：石建茂 單位：公誠(chéng)管理咨詢有限公司
1主要控制功能需求
1.1變配電系統(tǒng)
1.1.1遙測(cè)、遙信對(duì)象附樓配電室技術(shù)屏低壓I段主供回路、附樓配電室技術(shù)柜低壓II段備供回路、附樓配電室動(dòng)力屏低壓供電回路、新聞網(wǎng)配電柜低壓I段主供回路、新聞網(wǎng)配電柜低壓II段備供回路、動(dòng)力站新聞網(wǎng)低壓I段送電回路、動(dòng)力站新聞網(wǎng)低壓II段送電回路、動(dòng)力站全臺(tái)網(wǎng)低壓I段送電回路、動(dòng)力站全臺(tái)網(wǎng)低壓II段送電回路。
1.1.2遙測(cè)信號(hào)每個(gè)供電回路線電壓：Uab、Ubc、Uca；相電流:Ia、Ib、Ic；電源頻率:PF；功率因數(shù):cosφ；有功功率:P3；視在功率:S3；無功功率Q3；有功電度kWh；無功電度kVarh。
1.1.3遙信信號(hào)每個(gè)供電回路分閘信號(hào)、合閘信號(hào)。
1.2通風(fēng)空調(diào)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)
1.2.1遙信、遙控對(duì)象排風(fēng)機(jī)1#、排風(fēng)機(jī)2#、排風(fēng)機(jī)、1#回風(fēng)機(jī)（備用）、2#回風(fēng)機(jī)（備用）、3#送風(fēng)機(jī)、3#回風(fēng)機(jī)、4#送風(fēng)機(jī)、4#回風(fēng)機(jī)、5#送風(fēng)機(jī)、5#回風(fēng)機(jī)、1#送風(fēng)機(jī)、2#送風(fēng)機(jī)、1#回風(fēng)機(jī)、2#回風(fēng)機(jī)、1#送風(fēng)機(jī)（備用）。
1.2.2遙信信號(hào)允許自動(dòng)信號(hào)、停止/運(yùn)行信號(hào)、熱繼電器故障信號(hào)、起動(dòng)故障信號(hào)。
1.2.3遙控信號(hào)起動(dòng)信號(hào)、停止信號(hào)。
1.3遙控信號(hào)發(fā)出當(dāng)遙控信號(hào)發(fā)出后，風(fēng)機(jī)實(shí)際未動(dòng)作，經(jīng)過延時(shí)后，發(fā)出操作故障信號(hào)，彈出報(bào)警窗口。
1.4日?qǐng)?bào)表功能每日每小時(shí)記錄一次所有供配電回路負(fù)荷情況，并附報(bào)表打印輸出。
1.5供電回路負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)查詢以歷史趨勢(shì)圖形式查詢，可按10min，任意時(shí)間段進(jìn)行歷史負(fù)荷查詢。
1.6風(fēng)機(jī)控制記錄查詢以歷史趨勢(shì)圖形式查詢，可按10min，任意時(shí)間段查詢風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。
1.7報(bào)警事件查詢熱繼電器故障信號(hào)、起動(dòng)故障信號(hào)查詢。
1.8操作事件查詢對(duì)操作事件情況進(jìn)行查詢。
2控制系統(tǒng)開發(fā)
2.1色彩選擇金屬灰為背景，藍(lán)色、黑色為字體主色，紅色為強(qiáng)調(diào)。
2.2操作以菜單為主，按鈕為輔，主系統(tǒng)圖設(shè)置人性化開關(guān)點(diǎn)擊等靈活多樣的操作方式。
2.3主要畫面設(shè)置低壓配電系統(tǒng)圖、低壓系統(tǒng)遙測(cè)、日?qǐng)?bào)表、風(fēng)機(jī)控制、風(fēng)機(jī)控制記錄、事件查詢、報(bào)警查詢、用戶管理、登陸、注銷、退出。開發(fā)主界面如圖2。
3主要控制界面開發(fā)
3.1低壓配電系統(tǒng)圖不帶電狀態(tài)下為綠色，帶電狀態(tài)下為紅色；在畫面上顯示相電流：Ia、Ib、Ic；所有開關(guān)柜斷路器位置均設(shè)置有透明按鈕，點(diǎn)擊后打開各開關(guān)詳細(xì)的遙測(cè)畫面；所有開關(guān)柜均判斷開關(guān)分閘/合閘狀態(tài)，并根據(jù)判斷情況進(jìn)行紅綠色顯示（如圖3）。
3.2低壓遙測(cè)畫面主要顯示每一開供電負(fù)荷的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括線電壓：Uab、Ubc、Uca，相電流：Ia、Ib、Ic，頻率PF，功率因數(shù)cosφ，有功P3，無功Q3，視在功率S3，有功電度kWh，無功電度kVarh及斷路器狀態(tài)；用棒圖形象顯示負(fù)荷情況；用歷史趨勢(shì)圖顯示負(fù)荷情況（如圖4）。
3.3日?qǐng)?bào)表查詢每天每小時(shí)記錄一次三相負(fù)荷電流形成日?qǐng)?bào)表，并計(jì)算一天中的最大值、最小值、平均值?？刹樵兠恳惶斓娜?qǐng)?bào)表，達(dá)到900操作權(quán)限可對(duì)報(bào)表進(jìn)行打印、刪除等操作。
3.4風(fēng)機(jī)控制達(dá)到800操作權(quán)限，可進(jìn)入風(fēng)機(jī)控制畫面。畫面設(shè)置16臺(tái)風(fēng)機(jī)操作功能區(qū)；當(dāng)就地/集中操作開關(guān)處于就地操作時(shí)，計(jì)算機(jī)不進(jìn)行集中操作，但可對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遙測(cè)；當(dāng)就地/集中操作開關(guān)處于集中操作時(shí)，計(jì)算機(jī)可進(jìn)行集中起動(dòng)/停止操作，并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遙測(cè)。
3.5風(fēng)機(jī)控制記錄采用歷史趨勢(shì)圖，對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行記錄，可查詢每臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，進(jìn)行10min查詢，參數(shù)查詢，定義記錄筆查詢。
4總結(jié)
本項(xiàng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的成功運(yùn)用，使云南廣電局動(dòng)力站大大提高了供電可靠性，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，起到了節(jié)約勞動(dòng)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的良好效果。特別是精細(xì)的供電監(jiān)控方式，以DCS控制理論，實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)空調(diào)送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)通過PLC進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控，用戶對(duì)此給予了很高的評(píng)價(jià)。
作者：張靜單位：云南建工安裝股份有限公司
摘要：隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域，并且發(fā)揮著積極的作用。我國(guó)進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合始于上世紀(jì)，并且經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程。據(jù)此，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制的介紹，闡述了通信技術(shù)的重要作用及其計(jì)算機(jī)控制中的作用。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)；計(jì)算機(jī)控制；應(yīng)用；發(fā)展
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)之間的結(jié)合使得信息通信的質(zhì)量逐漸提高。是現(xiàn)代信息通信的主要特征之一。隨著我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)使用人數(shù)增多，網(wǎng)絡(luò)速度和安全性的提高成為一種必然。對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展而言，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是滯后的，它應(yīng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)。目前，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的水平。筆者將二者之間的關(guān)系以及網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的運(yùn)用進(jìn)行了具體的分析。
1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)相關(guān)概述
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)二者之間的結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)各個(gè)領(lǐng)域均有積極的影響。將不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)通過設(shè)備天線進(jìn)行連接，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為通信網(wǎng)絡(luò)與資源網(wǎng)絡(luò)量部分，包括電纜、無線通信和電話線通信等相關(guān)內(nèi)容。通過一系列的線路和設(shè)備就可以保證節(jié)點(diǎn)之間的無障礙通信，硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫均可以共享。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，常見的設(shè)備包括網(wǎng)管、網(wǎng)橋、中繼器、路由器和交換器。交換方式包括電路交換、報(bào)文交換和分組交換三種，信息在計(jì)算機(jī)之間的信息共享與傳輸多是依靠通信協(xié)議來完成，計(jì)算機(jī)協(xié)議可以在不同計(jì)算機(jī)之間使用，信息共享更加方便。
2網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制中的發(fā)展過程
2．1聯(lián)機(jī)時(shí)期特征。聯(lián)機(jī)是指通過中央處理器將不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)連接在一起，共同發(fā)揮作用，聯(lián)機(jī)時(shí)期是計(jì)算機(jī)控制的第一階段，信息的交換需要核心處理器的指揮與預(yù)算，同時(shí)中心處理器要具有數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和收集功能。但是隨著計(jì)算機(jī)接入的增多，核心處理器的工作量增大，處理速度就會(huì)下降，最終不能滿足運(yùn)行需求。在信息收集和獲取上，核心處理器同樣面臨巨大的壓力，要保證中央處理器的效率，就需要在處理器和通信線路之間安裝前端處理器。這就是我們所說的通信控制器，數(shù)據(jù)處理器的速度因此得到基本保證。但是此階段還不能實(shí)現(xiàn)全面的網(wǎng)絡(luò)連接。2．2互聯(lián)網(wǎng)時(shí)期。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來是隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，是指將不同的計(jì)算機(jī)之間互聯(lián)形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的信息的共享和交換成為一種必然?；ヂ?lián)網(wǎng)可以將信息進(jìn)行收集和存儲(chǔ)，同時(shí)也可以完成通信系統(tǒng)信息的交換和控制，具有獨(dú)立性，并且封閉性較好，可以很好的避免的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)，資源共享的效果不如從前，網(wǎng)絡(luò)之間互通存在困難。2．3標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)時(shí)期。標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)時(shí)代始于上世紀(jì)80年代，這一時(shí)期隨著集成電路和微處理器的使用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)更加合理化，既可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的運(yùn)行，又能夠保證信息運(yùn)行的共享和互聯(lián)。計(jì)算機(jī)的體積也逐漸縮小，逐漸接近現(xiàn)代我們所見的微型計(jì)算機(jī)。在計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度上，較以往有很大的提高。網(wǎng)絡(luò)的安全性極大的提高，并且局域網(wǎng)是通過路由器等設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與共享。2．4高速網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)時(shí)期。隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)與世界接軌，信息高速公路這一概念提出。高速的網(wǎng)絡(luò)開始出現(xiàn)，信息傳輸和處理速度達(dá)到了空前新高。尤其是在網(wǎng)絡(luò)通信上，基于互聯(lián)網(wǎng)的信息高速公路已經(jīng)在世界范圍內(nèi)建立，信息資源共享十分方便。
3計(jì)算機(jī)控制中的主要網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)
3．1以太網(wǎng)以太網(wǎng)是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的典型網(wǎng)絡(luò)，具有較多的優(yōu)點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)速率的提高，其應(yīng)用也不斷的增加，這一技術(shù)的成本較低，通信速率低，且影響因素較少。以太網(wǎng)已經(jīng)在各個(gè)地區(qū)開始使用，但是還具有較大的開發(fā)空間。對(duì)于以太網(wǎng)的研究，應(yīng)集中于資源的開發(fā)上，我們知道以太網(wǎng)包含了大量的資源，如何將其正確的應(yīng)用于計(jì)算機(jī)控制中，是下一階段的主要任務(wù)。以太網(wǎng)已經(jīng)在商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，并且其特點(diǎn)明顯，以太網(wǎng)不僅注重信息通信共享，還對(duì)信息共享起著主宰作用。3．2現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是計(jì)算機(jī)控制的主要方式之一，其應(yīng)用可以保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行，將網(wǎng)絡(luò)有效的連接。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將基帶傳輸作為基本方式，具有較高的安全性和較強(qiáng)的抗干擾能力。新廠總線采用獨(dú)立的功能模塊，相互之間不造成影響，這使得維護(hù)變得方便。另外該技術(shù)的開放式互聯(lián)則實(shí)現(xiàn)了各個(gè)層次之間的練習(xí)，在通信協(xié)議的約束下，信息可以統(tǒng)一?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在近年來的應(yīng)用較多，其兼容性、安全性和可靠性成為其廣泛應(yīng)用的主要原因，但是其運(yùn)行中依然存在一些問題，比如傳輸速度不高，總線較為復(fù)雜，其設(shè)計(jì)與以太網(wǎng)之間存在較大的差別，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的傳輸而言，以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。在現(xiàn)階段，依然需求兩種技術(shù)相互配合。將兩種技術(shù)聯(lián)合使用的優(yōu)勢(shì)在于，第一，能源消耗減少，并且可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析，共享能力增強(qiáng)，通過終端設(shè)備可以輕松的獲得網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的計(jì)算機(jī)的聲音、圖像和數(shù)據(jù)信息，減少多次輸入的麻煩，減少成本使用。通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)，是文化得到傳播。衛(wèi)星通信已經(jīng)成為現(xiàn)代遠(yuǎn)程授課的一種方式，這一技術(shù)深入到教育行業(yè)，并在該領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成就。第二，在網(wǎng)絡(luò)通信過程中，遠(yuǎn)程技術(shù)的覆蓋能力逐漸增大，對(duì)傳統(tǒng)的學(xué)校教育起到了很好的補(bǔ)充作用。尤其使教學(xué)的開放性與教育的覆蓋面積更加廣泛。第三，對(duì)于現(xiàn)代通信而言，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)在廣播、電視等方面取得了很高的成就，基于網(wǎng)絡(luò)通信的廣告業(yè)發(fā)展，也使得本國(guó)文化與不同民族之間的聯(lián)系更加頻繁。對(duì)世界各國(guó)之間的網(wǎng)絡(luò)交流而言，合作是必然的，在民主發(fā)展過程，民主藝術(shù)則是通過通信技術(shù)快速的傳播，針對(duì)不同的民族特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)則應(yīng)從繼承和發(fā)展開始。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑦@些特有的文化傳統(tǒng)進(jìn)行很好的保護(hù)和繼承，防止其被破壞。第四：網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在氣象報(bào)道上具有積極作用，可以準(zhǔn)確的報(bào)道氣象狀況，現(xiàn)代人已經(jīng)可以輕松獲得天氣信息，方便行動(dòng)。3．3應(yīng)用實(shí)例網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在我國(guó)計(jì)算機(jī)控制中的運(yùn)用十分廣闊，比如上海的模擬呼吸系統(tǒng)就是我國(guó)建立的首個(gè)模擬尋呼系統(tǒng)，數(shù)字呼吸系統(tǒng)也是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的代表。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展來說，計(jì)算機(jī)需要接收端和發(fā)射端共同作用，集成電路在這一過程中會(huì)發(fā)揮積極的作用。近年來，對(duì)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)于計(jì)算機(jī)交換機(jī)設(shè)備的研發(fā)提出了新的要求，隨著以太網(wǎng)也不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，對(duì)交換機(jī)和用戶的分析與維護(hù)就成為計(jì)算機(jī)控制中的主要任務(wù)。需要改變以往的預(yù)先控制方法，實(shí)現(xiàn)程序化，并對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行信息的保存。交換機(jī)執(zhí)行后，可以通過使用換號(hào)碼的方式實(shí)現(xiàn)相關(guān)程序，對(duì)計(jì)算機(jī)的變革使得網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)一步發(fā)展，在我國(guó)計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)深入到工業(yè)、服務(wù)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)新的網(wǎng)絡(luò)模式而言，計(jì)算機(jī)變革將進(jìn)一步進(jìn)行。
4總結(jié)
對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而言，經(jīng)歷了幾個(gè)階段。我目前我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)空前先進(jìn)，對(duì)于計(jì)算機(jī)控制起到積極作用。通過計(jì)算機(jī)控制來影響其他領(lǐng)域或行業(yè)，要進(jìn)一步明確其積極作用，筆者將網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的應(yīng)用過程進(jìn)行了具體的分析，闡述了不同時(shí)期的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。以便于推進(jìn)我國(guó)計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展以及其在各個(gè)領(lǐng)域中的作用。
作者:李景純 單位:廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司
摘要：詳細(xì)闡述了汽車綜合性能檢測(cè)站計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的問題預(yù)防和維護(hù)工作，以期能為相關(guān)人員提供有益的參考和借鑒。
關(guān)鍵詞：汽車；綜合性能；檢測(cè)站；控制系統(tǒng)
汽車綜合性能檢測(cè)站是以計(jì)算機(jī)為核心的測(cè)量和控制系統(tǒng)。因此，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行對(duì)汽車綜合性能檢測(cè)站有著重要的作用，我們要做好計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的維護(hù)工作。
1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可靠性問題的預(yù)防
1.1供電的可靠性
電源是整個(gè)系統(tǒng)的命脈，會(huì)在很大程度上影響系統(tǒng)的可靠性。制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟停、底盤測(cè)功機(jī)渦流機(jī)的運(yùn)行等都會(huì)造成供電網(wǎng)絡(luò)電壓大幅漲落，從而導(dǎo)致電壓不穩(wěn)，給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)造成很大的干擾。實(shí)踐表明，在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)外部干擾引起的故障中，80%以上是由電源干擾引起的。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的供電原則是：①空調(diào)、照明等動(dòng)力設(shè)施與計(jì)算機(jī)、工位機(jī)應(yīng)分別供電；②工位機(jī)采用穩(wěn)壓電源，以保證AC220V的穩(wěn)定；③服務(wù)器和計(jì)算機(jī)要采用不間斷電源（UPS）供電，以防信息丟失；④三相負(fù)載要均衡；⑤工位機(jī)內(nèi)交、直流電源線分開線槽走線，信號(hào)線與地線、電源線盡量不交叉，以減小交流電源對(duì)直流電源線和信號(hào)線的感應(yīng)干擾。正確接地也是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)抑制干擾的重要手段，接地原則是：工位機(jī)和設(shè)備采用串聯(lián)屏蔽接地方式，用一根大截面銅線（至少10mm2）連接各裝置的中心接地點(diǎn)，然后連接到接地母線；接地裝置最好埋在距檢測(cè)車間10～15m處。
1.2線路的可靠性
在自動(dòng)檢測(cè)線上，每個(gè)工位的模擬量、開關(guān)量的輸入和輸出是必不可少的。電氣設(shè)備漏電、接地系統(tǒng)不完善或傳感器絕緣性能不高等都會(huì)造成通道中傳入很高的共模或差模電壓。如果各通道的線路綁扎在一起，則各線路會(huì)通過電磁感應(yīng)相互干擾，尤其是將－12～12V的信號(hào)線和交流380V、220V電源線綁扎在一起，其干擾更為嚴(yán)重——輕則使弱電信號(hào)出現(xiàn)誤差，重則會(huì)覆蓋住傳感器等的弱電信號(hào)。在安裝計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，要按信號(hào)類別將信號(hào)線與電源線、強(qiáng)電線與弱電線、模擬量線與開關(guān)量線、交流線與直流線等分開線槽走線，以減少各種耦合干擾；不同類型的信號(hào)要分別用不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按信號(hào)種類分別布置傳輸，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近并平行布置；要對(duì)傳感器信號(hào)線和光電開關(guān)信號(hào)線采取屏蔽措施，將正確接地與屏蔽結(jié)合起來抑制干擾；對(duì)于模擬信號(hào)線，一律采用屏蔽電纜走線方式，同時(shí)穿鋼管屏蔽保護(hù)，將屏蔽層接地，以減少靜電干擾。另外，較短的信號(hào)線可以采用雙絞線，雙絞線上產(chǎn)生的大小相等、方向相反的電磁干擾可以相互抵消。
1.3硬件電路的可靠性
工位機(jī)、設(shè)備控制柜的設(shè)計(jì)采用模塊化、通用化的方式，以便故障查詢和更換。對(duì)于硬件電路，特別是主控板，要在其關(guān)鍵點(diǎn)上設(shè)計(jì)LED指示燈和報(bào)警裝置，以便維護(hù)。比如控制舉升器升降的繼電器吸合電路可用LED指示燈來標(biāo)識(shí)其工作狀態(tài)；I/0通道中光電開關(guān)信號(hào)采用光電耦合器隔離，傳感器信號(hào)采用隔離放大的方法來抑制干擾。硬件濾波電路是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的重要組成部分。傳感器信號(hào)在接入放大器前，可在信號(hào)線與地間并接電容，以減少共模干擾，并在信號(hào)兩極間加裝濾波器，以減少差模干擾。將常用RC濾波器接在一些低頻信號(hào)的傳輸電路中，例如側(cè)滑檢驗(yàn)臺(tái)的差動(dòng)變壓器輸出端，可以有效削弱各類高頻干擾信號(hào)。為保證整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在局部發(fā)生故障時(shí)也能夠正常工作，可以在工位機(jī)里設(shè)置一些備用部件。一旦發(fā)生故障，就啟動(dòng)備用部件。
1.4軟件設(shè)計(jì)的可靠性
對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)而言，軟件抗干擾技術(shù)是防止計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)受到可預(yù)知干擾或當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)受到干擾后使其恢復(fù)運(yùn)行，或輸入、輸出信號(hào)受到干擾后，使計(jì)算機(jī)能去偽存真的一種軟件支持技術(shù)。開發(fā)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，可通過軟件提高其可靠性，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，減少維修時(shí)間。干擾信號(hào)是隨機(jī)的，可以利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的自檢與診斷、軟件陷阱、軟件濾波和中斷處理等提高計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性，特別是非周期性的隨機(jī)干擾信號(hào)，采用軟件濾波是非常有效的。所謂“軟件濾波”，就是通過多次采樣，得到一個(gè)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)系列，通過某種處理后，得到一個(gè)可信度較高的結(jié)果。比較常用的濾波法有程序判斷濾波法、去極值平均濾波法和低通濾波法。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，可使系統(tǒng)具備掉電保護(hù)功能，以提高其可靠性。例如進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，即保存當(dāng)時(shí)重要的狀態(tài)參數(shù)，當(dāng)電源恢復(fù)正常時(shí)，計(jì)算機(jī)重新復(fù)位，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，繼續(xù)完成未完成的工作。
2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可靠性的維護(hù)
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可靠性的維護(hù)可以從以下幾個(gè)方面入手：①注意服務(wù)器、各工位機(jī)以及設(shè)備周圍的環(huán)境、溫度、濕度和灰塵等狀況，一定要采取通風(fēng)、防塵等措施，避免陽光直射。②定時(shí)用毛刷、吸塵器等清除工位機(jī)機(jī)柜和計(jì)算機(jī)控制柜內(nèi)的灰塵。檢測(cè)車間的空氣中含有大量灰塵、煙粒和粉末，一旦它們落在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)工位機(jī)、計(jì)算機(jī)控制柜的印制線路或元器件上，就會(huì)引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件和印制線路損壞。③經(jīng)常檢查傳感器的工作狀態(tài)，觀察其是否有位移、積塵和受潮現(xiàn)象。不要人為破壞傳感器的正常工作狀態(tài)。④散熱、通風(fēng)是防止服務(wù)器、計(jì)算機(jī)和工位機(jī)過熱的重要手段。為此，工作人員應(yīng)每天檢查各冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，每半年或一個(gè)季度檢查風(fēng)道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象。如果過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，則應(yīng)及時(shí)清理，否則計(jì)算機(jī)控制柜內(nèi)的溫度就會(huì)升高（一般不允許超過55℃）。⑤盡量少開工位機(jī)機(jī)柜的門。有的檢測(cè)站在夏天打開柜門散熱，這種方法不可取，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)加速損壞。正確的方法是降低計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的外部環(huán)境溫度。因此，應(yīng)該嚴(yán)格規(guī)定，除非進(jìn)行必要的調(diào)整和維修，否則不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時(shí)敞開柜門。⑥利用Windows維護(hù)工具定期整理硬盤、備份數(shù)據(jù)庫，并且只有具有一定權(quán)限的人才可以訪問數(shù)據(jù)庫。計(jì)算機(jī)要定期査、殺毒，殺毒軟件也要及時(shí)更新。
3結(jié)束語
綜上所述，為了確保汽車綜合性能檢測(cè)站的正常運(yùn)行，我們要重視和做好計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可靠性的問題預(yù)防和維護(hù)的工作，并要采取有效措施保障計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性，從而促進(jìn)汽車綜合性能檢測(cè)站工作的開展。
作者:鄒夏驍 單位:惠州市汽車運(yùn)輸集團(tuán)有限公司
1高等職業(yè)教育實(shí)踐教學(xué)中存在的問題
教育部在《關(guān)于加強(qiáng)高職高專人才培養(yǎng)工作的若干意見》中明確指出：“人才培養(yǎng)模式改革的重點(diǎn)是教學(xué)過程的實(shí)踐性、開放性和職業(yè)性，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)是三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！盵1]實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能、鍛煉學(xué)生職業(yè)意識(shí)、實(shí)現(xiàn)高職培養(yǎng)目標(biāo)的主體教學(xué)環(huán)節(jié)之一。高等職業(yè)院校的教師開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，要以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力為主，以職業(yè)的典型工作任務(wù)為導(dǎo)向，鍛煉企業(yè)所期望的工作能力，增強(qiáng)職業(yè)意識(shí)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程的實(shí)踐性和職業(yè)性。但目前職業(yè)教育實(shí)踐教學(xué)中的幾個(gè)問題需引起我們的注意。第一，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備制約著學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。目前，實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多采用以實(shí)驗(yàn)?zāi)K為基本單元的實(shí)驗(yàn)箱形式，往往以最基本的認(rèn)知性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，綜合性、創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)很難實(shí)施。對(duì)于這樣的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生是被動(dòng)的，是為完成任務(wù)而做實(shí)驗(yàn)，因而無積極性可言。第二，傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)過程大多圍繞硬件實(shí)物，在實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室或企業(yè)車間等場(chǎng)所實(shí)施，因其直觀易感性和接近生產(chǎn)實(shí)際，向來都是高職實(shí)踐課程的主流教學(xué)方式。然而這種教學(xué)方式存在先天不足，因其投入大、適應(yīng)性差且難于開放，往往使實(shí)踐教學(xué)過程面臨窘境[2]。對(duì)沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說，設(shè)計(jì)過程中容易造成器件和儀器儀表的損壞，故開展實(shí)踐教學(xué)需要購置的元器件數(shù)量增多，開支增大。第三，實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程學(xué)時(shí)有限，而設(shè)計(jì)型的實(shí)踐項(xiàng)目要求學(xué)生在學(xué)習(xí)原理圖的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出實(shí)物來，若原理圖不正確會(huì)影響實(shí)物設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)時(shí)間，又影響學(xué)習(xí)進(jìn)度。
2虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
伴隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的發(fā)展，各種虛擬仿真系統(tǒng)為實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)提供了可靠的保證，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)有以下優(yōu)勢(shì)：(1)培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能。圍繞模擬和仿真條件開發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，是參考專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域有關(guān)生產(chǎn)要素及崗位能力要求而開發(fā)的。通過訓(xùn)練，可增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐技能，提高創(chuàng)新能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。(2)教學(xué)成本低?；谟?jì)算機(jī)軟件的虛擬仿真技術(shù)實(shí)踐教學(xué)模式，在多媒體機(jī)房或?qū)I(yè)實(shí)訓(xùn)室安裝計(jì)算機(jī)仿真軟件即可開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，維護(hù)、維修和管理工作量小，節(jié)約了教學(xué)成本。
(3)提升綜合效益。借助Matlab，Proteus等軟件強(qiáng)大的仿真能力以及豐富的資源庫，可以有效替代硬件仿真器進(jìn)行先期的軟硬件調(diào)試，再利用儀器儀表的輸入輸出功能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，待仿真結(jié)果基本理想時(shí)再進(jìn)行實(shí)際的硬件調(diào)試。這樣，一方面學(xué)生了解應(yīng)用系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)，鍛煉了編程技術(shù)，也學(xué)習(xí)了儀器儀表的使用，提高了設(shè)計(jì)水平；另一方面開發(fā)過程高效，損失減少，解決了實(shí)驗(yàn)室資源緊張的問題[3]。
3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)
充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，圍繞具有模擬和仿真條件的校內(nèi)多媒體實(shí)驗(yàn)機(jī)房或?qū)嵱?xùn)室，著力開發(fā)其虛擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，充分發(fā)掘其教學(xué)功能，為實(shí)訓(xùn)操作前理論與實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)提供有效途徑。開發(fā)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)虛擬實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目舉例見表1，并以項(xiàng)目三為例，證明虛擬實(shí)驗(yàn)室可以鍛煉學(xué)生軟硬件的綜合開發(fā)能力。
3.1Smith純滯后溫度控制系統(tǒng)的Matlab輔助設(shè)計(jì)與仿真
電阻爐是一個(gè)具有自平衡能力的對(duì)象，可以近似為帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)。根據(jù)被控對(duì)象實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可確定被控對(duì)象的純滯后時(shí)間τ＝72s和對(duì)象時(shí)間常數(shù)Tp=2min，其比例τ/Tp＞0.5，故采用帶有Smith預(yù)估器的數(shù)字PID控制算法，在Matlab軟件的Simulink模型窗口創(chuàng)建smith.mdl模型文件[4](如圖1所示)。圖1帶有Smith預(yù)估器的數(shù)字PID控制系統(tǒng)仿真模型根據(jù)被控對(duì)象時(shí)間長(zhǎng)短并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，確定采樣周期為1s，調(diào)試比例系數(shù)kp、積分系數(shù)ki，使系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定，沒有超調(diào)，使單位階躍響應(yīng)輸出曲線的上升時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求，可得仿真結(jié)果(如圖2，圖3所示)。由圖2可知，引入Smith預(yù)估器后，閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線無超調(diào)，只是在時(shí)間上滯后τ＝72s；由圖3可知，控制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)輸出曲線的上升時(shí)間小于6s。采用帶有Smith預(yù)估器的數(shù)字PID控制算法可實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻爐溫度的純滯后補(bǔ)償控制。圖2Smith預(yù)估控制系統(tǒng)仿真結(jié)果圖3Smith預(yù)估控制系統(tǒng)仿真結(jié)果局部放大圖經(jīng)此虛擬設(shè)計(jì)，學(xué)生可結(jié)合對(duì)電阻爐溫度對(duì)象的控制，學(xué)習(xí)smith預(yù)估控制器的設(shè)計(jì)原理及參數(shù)調(diào)試方法、技巧，為實(shí)際對(duì)象的控制及控制方法的合理選擇積累經(jīng)驗(yàn)。
3.2輸入溫度檢測(cè)信號(hào)Proteus輔助設(shè)計(jì)與仿真
電阻爐的溫度檢測(cè)采用鎳鉻－鎳硅熱電偶，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路轉(zhuǎn)換成單片機(jī)方便識(shí)別的電壓信號(hào)，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器輸入單片機(jī)。使用Proteus的ISIS組件繪制的ADC0809與AT89C51接口原理如圖4所示，在ISIS界面編輯源程序，經(jīng)編譯后向CPU(AT89C51)加載源程序，仿真運(yùn)行、調(diào)試?？傻玫捷斎霚囟刃盘?hào)對(duì)應(yīng)的8位二進(jìn)制電壓值，再經(jīng)顯示電路顯示對(duì)應(yīng)的溫度值，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況輸出對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，達(dá)到控制溫度的目的。圖4模擬量輸入通道的仿真運(yùn)行與觀測(cè)經(jīng)此虛擬設(shè)計(jì)，學(xué)生可學(xué)習(xí)A/D芯片ADC0809轉(zhuǎn)換性能及編程方法，掌握A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口軟硬件設(shè)計(jì)方法。
3.3項(xiàng)目報(bào)告
每一個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生都要寫出包括項(xiàng)目研究概論、方法與手段、查閱資料情況、完成形式、得失經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容的總結(jié)報(bào)告，將理論教學(xué)和工程訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合，將企業(yè)真實(shí)的“崗位任務(wù)”轉(zhuǎn)換成職業(yè)院校的“學(xué)習(xí)任務(wù)”[5]。這樣，既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、參與性，又可提高學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)全過程的理解和掌握，改變以往實(shí)驗(yàn)只走簡(jiǎn)單操作過程的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)形式，提高學(xué)生對(duì)具體問題進(jìn)行深入探索的主動(dòng)性，從而培養(yǎng)學(xué)生一定的科研思維能力。
4結(jié)束語
(1)Matlab，Proteus等仿真軟件在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)具有現(xiàn)實(shí)意義。
(2)利用虛擬仿真軟件替代價(jià)格昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試儀器，可在課堂上進(jìn)行仿真分析，便于學(xué)生深入理解和掌握概念；同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可用來指導(dǎo)實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減少實(shí)物實(shí)驗(yàn)調(diào)試和耗材，既提高教學(xué)效率，又節(jié)約教學(xué)成本。
(3)仿真不能完全代替實(shí)物，在利用Matlab，Proteus等軟件進(jìn)行仿真分析的基礎(chǔ)上將其應(yīng)用于實(shí)物系統(tǒng)，才能真正將校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)實(shí)際工作崗位需求有機(jī)銜接與融通。
本文依據(jù)某洗煤廠提供的洗煤廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及技術(shù)性能要求設(shè)計(jì)。目前原設(shè)備生產(chǎn)能力為150萬t/a，技術(shù)改造后為200萬t/a，結(jié)合該礦建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，地面生產(chǎn)系統(tǒng)主要工藝裝備均采用生產(chǎn)效率高、運(yùn)行可靠的先進(jìn)設(shè)備，但不具備遠(yuǎn)程管理監(jiān)控功能，無法實(shí)現(xiàn)集中管理。本文是在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的改造。
1洗煤廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的類型確定
當(dāng)前分布式計(jì)算機(jī)控制的類型有：集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
（1）集散控制系統(tǒng)（DCS-DistributedControlSystem）集散控制系統(tǒng)又稱分布式控制系統(tǒng)。它以微處理器為核心，實(shí)現(xiàn)功能上和地理上的分布控制，同時(shí)通過高速數(shù)據(jù)通道把各個(gè)分散點(diǎn)的信息集中起來，進(jìn)行集中監(jiān)視和操作，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的控制和優(yōu)化。DCS的設(shè)計(jì)原則是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)；
（2）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FieldbusControlSystem-FCS）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是20世紀(jì)80年代中期在國(guó)際上發(fā)展起來的新一代分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。它采用了不同于DCS的“工作站-現(xiàn)場(chǎng)總線-智能儀表”結(jié)構(gòu)模式，降低了系統(tǒng)總成本，提高了可靠性，且在統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)下可實(shí)現(xiàn)真正的開放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，因此它是新一代的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；
（3）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)NCS（NetworkControlSystem）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)形成的反饋控制系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，被控制對(duì)象與控制器以及控制器與驅(qū)動(dòng)器之間是通過一個(gè)公共的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)連接的。它是一種空間分布式系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)將分布于不同地理位置的傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制器連接起來，形成閉環(huán)的一種全分布式實(shí)時(shí)反饋控制系統(tǒng)。它具有信息資源共享、易于擴(kuò)展、連接線數(shù)減少、效率高、易于維護(hù)、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。盡管NCS比傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制方式具有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，使數(shù)據(jù)包在傳送的過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生排隊(duì)或碰撞，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲，從而使控制系統(tǒng)產(chǎn)生時(shí)滯，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其跟隨性。因此本系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件，選擇了基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式。某洗煤廠生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。圖1洗煤廠生產(chǎn)工藝流程圖根據(jù)圖1可知，該選煤廠具有車間分散、設(shè)備分散，生產(chǎn)連續(xù)，各環(huán)相扣，數(shù)據(jù)多，處理量大的工藝流程特點(diǎn)，因而采用了基于光纖環(huán)網(wǎng)冗余的工業(yè)以太網(wǎng)+PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線+ROFINET總線的集中管理、分散控制的新一代分布式控制方式（即FCS）。
2洗煤廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組建
通過圖1對(duì)洗煤廠生產(chǎn)工藝的研究，統(tǒng)計(jì)出需要控制的系統(tǒng)包括集控樓集控室、動(dòng)篩車間、洗選車間、壓濾車間、篩分車間、原煤配電室和西泵房等幾個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用1臺(tái)總配電柜+1臺(tái)工作站+3套西門子S7-3003152DPPLC主站+3套ET200S分站+PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線+ROFINET總線+工業(yè)以太網(wǎng)控制?？紤]數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及需方的要求采用雙環(huán)自愈型工業(yè)以太網(wǎng)通訊方式和冗余系統(tǒng)形成選煤廠環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)，系統(tǒng)提供豐富的模塊多樣化設(shè)計(jì)，可支持熱插拔。
2.1現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS
PROFIBUS是一種不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的國(guó)際化、開放式現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層或工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。PROFIBUS協(xié)議采用ISO/OSI模型的第1層、第2層和第7層（ISO/OSI模型的1～4層是面向網(wǎng)絡(luò)的，5～7層是面向用戶）。PROFIBUS為用戶提供了3種通信協(xié)議類型，即PROFIBUS－DP（DecentralizedPeriphery該總線成本低，速度高，用于分散式I/O的通信與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)控制）、PROFIBUS－PA（ProcessAutomation該總線具有本征安全規(guī)范，適合于本質(zhì)安全的場(chǎng)合，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上，為過程自動(dòng)化而設(shè)計(jì)）、PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification，該總線是一個(gè)令牌實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，用于車間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)）。PROFIBUS傳送速度可在9.6kbit/s~12Mbit/s任意選擇，因此PROFIBUS可適應(yīng)于不同控制對(duì)象和通信速率等要求，開放性好并且技術(shù)成熟，所以在該洗煤廠的車間級(jí)采用了PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的分散的I/O通信。根據(jù)要求，在篩分車間配電室及原煤配電室設(shè)立一個(gè)ET200S遠(yuǎn)程I/O站，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，ET200S是西門子PLC的遠(yuǎn)程模塊，通過西門子的PROFIBUS-DP總線將該ET200S作為子站掛靠在動(dòng)篩車間PLC控制分站，通過總線的形式將采集的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制信號(hào)由PLC到ET200S子站上。在硬件組態(tài)中，需要將ET200S掛到DP總線上，同時(shí)定義該ET200下的模塊屬性，包括各模塊的地址以及各種屬性。同樣，在西泵房設(shè)計(jì)一個(gè)ET200M遠(yuǎn)程I/O站，通過西門子的PROFIBUS-DP總線接入洗選車間PLC控制分站。3套S7-300PLC采用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線接口,并通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)接入管控中心。
2.2工業(yè)以太網(wǎng)
雖然PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)是以ISO/OSI為參考模型，但其3~6層并未出現(xiàn)在PROFIBUS的通信棧中，而且各種現(xiàn)場(chǎng)總線之間雖可通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互換，但設(shè)備和裝置之間的操作性和互換性就幾乎不存在；現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)吞吐能力只適合于底層應(yīng)用層，對(duì)管理層因其對(duì)實(shí)時(shí)性要求非常高，現(xiàn)場(chǎng)總線滿足不了要求，因此采用功能更強(qiáng)大的工業(yè)以太網(wǎng)將洗煤廠現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)聯(lián)接起來組成環(huán)形自愈網(wǎng)，提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度及可靠性。所謂工業(yè)以太網(wǎng)就是結(jié)合以太網(wǎng)技術(shù)和TCP/IP技術(shù)開發(fā)出來的一種工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)。洗煤廠的工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)計(jì)如下：（1）基本類型按照以太網(wǎng)傳輸速率大致可分為4種：10Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng)、100Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng)、1Gbit/s工業(yè)以太網(wǎng)、10Gbit/s工業(yè)以太網(wǎng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及需方要求采用1Gbit/s工業(yè)以太網(wǎng)。（2）網(wǎng)絡(luò)硬件①傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)主要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接距離、數(shù)據(jù)安全、傳輸速率來確定，在工業(yè)以太網(wǎng)中常用的傳輸介質(zhì)有屏蔽雙絞線（TP）、工業(yè)屏蔽雙絞線（ITP）和光纖。因光纖有重量輕、不產(chǎn)生電磁干擾、不受雷電影響、不受電磁干擾、無屏蔽電流及無電氣接地問題等優(yōu)點(diǎn)，因此在本設(shè)計(jì)中采用光纖作為傳輸介質(zhì)；②工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)在本系統(tǒng)中由于采用OLM光纖環(huán)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及數(shù)據(jù)的檢測(cè)采用載波偵聽多路復(fù)用的方式，使系統(tǒng)傳輸延時(shí)，可靠性降低，采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)可有效地改善系統(tǒng)的特性。本設(shè)計(jì)采用了MIER系列的以太網(wǎng)交換機(jī)。MIER-5428系列自愈環(huán)光纖交換機(jī)是由24個(gè)10/100Base–TX或10/100Base-FX/BX端口以及4個(gè)10/100/1000Base-TX或千兆SFP組合端口（1000Base-SX/LX/BX）組成。系統(tǒng)在重新組態(tài)時(shí)冗余倒換時(shí)間小于300ms，另可提供1個(gè)1000M以上聯(lián)口與核心交換機(jī)上聯(lián)。MIER-5428支持MR-Ring自愈環(huán)，適合用作中心端交換機(jī)，最大的特點(diǎn)是支持多組自愈環(huán)網(wǎng)，可由用戶自行設(shè)定自愈環(huán)的環(huán)路端口，與MIE-5210自愈環(huán)光纖交換機(jī)組成多個(gè)自愈環(huán)網(wǎng)，而4個(gè)千兆口可以將多臺(tái)MIER-5428組成千兆自愈環(huán)，保證多個(gè)中心交換機(jī)之間的千兆鏈路安全；③通信處理器工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器包括用在3臺(tái)S7-300站上的處理器CP343-1、PC機(jī)上的網(wǎng)卡CP1613，它們均提供了ITP、RJ45、AUI等以太網(wǎng)接口，以1000Mbit/s的速度將3臺(tái)PLC和PC連接至工業(yè)以太網(wǎng)上。
2.3PROFINET
PROFIBUS作為現(xiàn)場(chǎng)總線的一種，已經(jīng)在我國(guó)得到認(rèn)可，并廣泛應(yīng)用在各種場(chǎng)所，將TCP/IP技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)總線是西門子近年來的成果，這就是PROFINET，它是一種基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線，并得到了國(guó)際電子委員會(huì)（IEC）的認(rèn)可。采用PROFINET將集控室和現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了管控一體化。PROFINET的物理層采用快速以太網(wǎng)的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層（IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)），網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層采用IP/TCP/UDP技術(shù)。洗煤廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中既有對(duì)實(shí)時(shí)性沒有特別要求的過程參數(shù)設(shè)定值（如PID控制器的KP、KI、KD等參數(shù)設(shè)定），又有必須滿足實(shí)時(shí)性要求的過程采樣值，PROFINET對(duì)不同的應(yīng)用要求使用相應(yīng)的通信方案，解決了在同一個(gè)系統(tǒng)里有不同實(shí)時(shí)通信要求的問題。這是因?yàn)镻ROFINET采用IRT技術(shù)解決同步數(shù)據(jù)通信問題、采用SRT技術(shù)解決苛求時(shí)間數(shù)據(jù)通信問題、采用IP/TCP/UDP技術(shù)解決無苛求時(shí)間數(shù)據(jù)通信問題。
2.4ET200S控制方式
SIMATICET200S是西門子ET200分布式I/O系統(tǒng)的重要組成部分，它的按位模塊化、高度可擴(kuò)展性的優(yōu)勢(shì)使其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制場(chǎng)合。使用SIMATICS7-400/300控制器和ET200系列遠(yuǎn)程I/O所構(gòu)成的基于PROFIBUS-DP或PROFINET現(xiàn)場(chǎng)總線的解決方案，目前已經(jīng)成為眾多工程項(xiàng)目的經(jīng)典選擇。ET200S是一款防護(hù)等級(jí)為IP20，具有豐富的信號(hào)模塊，同時(shí)支持電機(jī)啟動(dòng)器，變頻器，PROFIBUS和PROFINET網(wǎng)絡(luò)的分布式I/O系統(tǒng)。SIMATICET200S同時(shí)支持PROFIBUS和PROFINET現(xiàn)場(chǎng)總線；擁有CPU314功能的集成PROFIBUSDP通訊口的IM151-7CPU和具有3個(gè)PROFINET接口的IM151-8PN/DPCPU接口模塊；可以擴(kuò)展最大7.5kW的電機(jī)啟動(dòng)器和最大4.0kW的變頻器；擁有豐富的診斷功能，包括斷線、短路和通道級(jí)的診斷功能；對(duì)于MODBUSRTU通訊功能，無需增加任何的選件即可完成；支持帶電熱插拔功能，使得在運(yùn)行情況下也可以輕松完成模塊的更換；同時(shí)提供包括集成光纖接口的PROFIBUS和PROFINET接口模塊；洗煤廠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
3結(jié)語
分析了洗煤廠的工藝流程，確定了該系統(tǒng)的控制類型；并通過分析工業(yè)以太網(wǎng)、PROFIBUS、PROFINET的特點(diǎn)，組建了關(guān)于環(huán)形以太網(wǎng)洗煤廠的FCS系統(tǒng)；提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度及系統(tǒng)的穩(wěn)定性，完善了系統(tǒng)的功能，使操作更加方便、透明；為洗煤廠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一定的參考。
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是自動(dòng)化專業(yè)的必修課。該課程是在自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)，通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展和建立起來的，它是實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的核心技術(shù)，是一門綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程［1－2］。
目前計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)多數(shù)是以圍繞單片機(jī)或8088微處理器為控制核心的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展的，還有部分設(shè)計(jì)是要求運(yùn)用仿真軟件驗(yàn)證控制算法的正確性。上述要求很可能導(dǎo)致學(xué)生所掌握的知識(shí)與工廠實(shí)際設(shè)備脫節(jié)。由于學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制相關(guān)硬件設(shè)備沒有感性認(rèn)識(shí)，所以導(dǎo)致學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)，還是對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的內(nèi)容不能合理、科學(xué)、自如地運(yùn)用。利用P／T數(shù)字轉(zhuǎn)臺(tái)作為課程設(shè)計(jì)的平臺(tái)，首先，可以使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有最初的感性認(rèn)識(shí)，其次，由于該設(shè)備采用的是工業(yè)級(jí)運(yùn)動(dòng)控制板卡，學(xué)生在熟悉相關(guān)資料的基礎(chǔ)上能夠進(jìn)一步理解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成原理及計(jì)算機(jī)控制應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，達(dá)到將綜合專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與工程實(shí)際有機(jī)結(jié)合，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。通過資料搜集、方案分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與報(bào)告撰寫的整個(gè)過程，學(xué)生可以得到科學(xué)研究工作的初步訓(xùn)練。
1P／T數(shù)字轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
1．1轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)控制系統(tǒng)
轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)控制系統(tǒng)主要由運(yùn)動(dòng)控制器、具有PCI插槽的PC機(jī)、具有增量式編碼器的伺服電機(jī)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)器電源、原點(diǎn)開關(guān)和正／負(fù)限位開關(guān)等6個(gè)部分組成控制伺服電機(jī)時(shí)，控制器輸出＋／－10V數(shù)字電壓控制信號(hào)。采用GT系列運(yùn)動(dòng)控制器組成的控制系統(tǒng)典型連接如圖1所示。
1．2運(yùn)動(dòng)控制器
固高公司生產(chǎn)的GT系列運(yùn)動(dòng)控制器，可以同步控制4個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。其核心由AD－SP2181數(shù)字信號(hào)處理器和FPGA組成，可以實(shí)現(xiàn)高性能的控制計(jì)算。它適用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、木工機(jī)械、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線、電子加工設(shè)備、激光加工設(shè)備等。GT系列運(yùn)動(dòng)控制器以IBM－PC及其兼容機(jī)為主機(jī)，提供標(biāo)準(zhǔn)的PCI總線產(chǎn)品。運(yùn)動(dòng)控制器提供C語言函數(shù)庫和Windows動(dòng)態(tài)連接庫，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。用戶能夠?qū)⑦@些控制函數(shù)與自己控制系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)處理、界面顯示、用戶接口等應(yīng)用程序模塊集成在一起，建造符合特定應(yīng)用要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種應(yīng)用領(lǐng)域的要求。
1．3視頻采集
除運(yùn)動(dòng)控制以外，P／T數(shù)字轉(zhuǎn)臺(tái)還配備了Matrox的圖像采集卡和攝像頭，圖像采集卡具有16MB內(nèi)存，支持模擬視頻的實(shí)時(shí)捕捉或JPEG2000壓縮／解壓縮功能。
2P／T數(shù)字轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容
2．1轉(zhuǎn)臺(tái)控制
此部分主要是對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)軸電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制，在對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)控制編程時(shí)首先對(duì)控制卡進(jìn)行初始化，在初始化過程中完成中斷屏蔽字、限位開關(guān)有效狀態(tài)、伺服濾波器零點(diǎn)偏移值、運(yùn)動(dòng)模式等設(shè)置。設(shè)定選定軸為當(dāng)前軸，設(shè)置運(yùn)動(dòng)模式、速度參數(shù)、加速度參數(shù)，然后刷新當(dāng)前參數(shù)，當(dāng)速度參數(shù)發(fā)生變化時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)開始動(dòng)作。
2．2圖像獲取及處理
視頻采集部分是以固高科技公司隨轉(zhuǎn)臺(tái)提供的Matrox采集卡、攝像頭為平臺(tái)，通過編寫高級(jí)語言程序可以實(shí)現(xiàn)以下功能：將攝像頭捕獲的圖像顯示出來、對(duì)圖像進(jìn)行處理、利用處理后圖像像素的不同查找到目標(biāo)物體、求出目標(biāo)物體的質(zhì)心坐標(biāo)［3－6］。當(dāng)目標(biāo)物體移動(dòng)時(shí)，控制轉(zhuǎn)臺(tái)跟隨其轉(zhuǎn)動(dòng)。
3題目的設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特點(diǎn)，課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與轉(zhuǎn)臺(tái)的控制、視頻圖像的采集和圖像處理相關(guān)。為學(xué)生提供的參考資料包括固高運(yùn)動(dòng)控制卡使用手冊(cè)、編程手冊(cè)、圖像采集卡使用手冊(cè)以及相關(guān)函數(shù)庫，要求學(xué)生采用C＋＋或其他高級(jí)語言編制程序。可以根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異，設(shè)計(jì)難易程度不同的題目。“C語言程序設(shè)計(jì)”在工科院校作為必修課開設(shè)，有了這個(gè)基礎(chǔ)，學(xué)生再學(xué)習(xí)C＋＋或其他的高級(jí)語言就能很快掌握。根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，教師可以有針對(duì)性地對(duì)圖像處理和工業(yè)控制板卡方面的編程方法進(jìn)行專門的輔導(dǎo)，要求學(xué)生查閱相關(guān)的書籍和材料。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下掌握高級(jí)語言的基本知識(shí)和操作，學(xué)會(huì)對(duì)界面和圖像編程，并學(xué)會(huì)程序的編譯、調(diào)試和執(zhí)行?！皥F(tuán)隊(duì)協(xié)作”也是新時(shí)期對(duì)科技人才素質(zhì)的要求。由于課程設(shè)計(jì)一般在2周之內(nèi)完成，為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，可以將3人分為一個(gè)小組，然后出一些較為復(fù)雜的題目，每個(gè)學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇同一題目下的不同內(nèi)容。組員間進(jìn)行分工協(xié)作，共享知識(shí)信息，共同商討、論證問題的解決方案，通過相互配合、互相幫助，達(dá)到互相促進(jìn)、共同提高的目的［7－10］。例如“目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，要求學(xué)生采用C＋＋或其他高級(jí)語言編制程序，實(shí)現(xiàn)視頻圖像的采集、圖像的簡(jiǎn)單處理、控制轉(zhuǎn)臺(tái)跟蹤預(yù)先確定的目標(biāo)。具體內(nèi)容可以分為3個(gè)部分：第一部分要求完成界面的設(shè)計(jì)，要求界面友好、操作簡(jiǎn)單，達(dá)到工業(yè)控制軟件的基本要求；第二部分要求完成圖像處理功能，要求從采集的視頻圖像中能分離出預(yù)先確定的目標(biāo)；第三部分要求完成轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制，要求加入控制算法和電機(jī)加減速控制。3部分由3個(gè)學(xué)生完成，最后通過聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤的功能。
4結(jié)束語
在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中，讓學(xué)生通過了解工業(yè)控制板卡和圖像采集板卡而激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)工業(yè)控制的方法和實(shí)際應(yīng)用有了一定了解。在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的同時(shí)也提高了學(xué)生的工程意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為以后的工作和進(jìn)一步的科研打下了良好的基礎(chǔ)，從而取得了良好的教學(xué)效果。
