發(fā)布時間：2022-04-13 04:34:24
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的計算機控制論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要：智能建筑物可以解釋為把計算機應用技術同控制技術配合網絡技術以及建筑藝術緊密結合在一起的科學成果。目前智能建筑是發(fā)展一個國家，一個地區(qū)科學技術與經濟水平有力整體體現(xiàn)智能建筑水平是城市現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要標志之一。計算機控制技術在該領域起到協(xié)調各個子系統(tǒng)，檢測、協(xié)調、控制其它智能設備的作用。
關鍵詞：智能建筑物；控制技術；自動化；計算機
前言
智能建筑是“將計算機技術”“控制技術和網絡技術”和“建筑藝術”等綜合技術的產物，目前智能建筑的規(guī)模，已經是一個國家或者是一個地區(qū)科學技術以及經濟水平的良好體現(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志之一。伴隨著信息時代的來臨和信息產業(yè)的勃勃興起跟隨著人們對生活環(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)代科技價值的“金標準”。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)網時代”已經到來，智能建筑的每個“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子系統(tǒng)以及諸多設備的互聯(lián)。于是就要通過對信息的綜合和資源的利用，以便來統(tǒng)一協(xié)調監(jiān)視“智能建筑”的狀況便顯得非常重要。通常一般情況下，每個分系統(tǒng)大多都選自不同的生產廠家所提供的；在“數(shù)據類型”“接口種類”和“信息儲存方式”等諸多方面都很難答到共通。因此可能會嚴重影響了子系統(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。網絡技術的不斷進步，對建筑物內的信息監(jiān)測的方式也不斷更新，先已在經不再單純是客戶與服務器之間的資料信息共享。現(xiàn)在可以對系統(tǒng)監(jiān)控或遠程控制監(jiān)測等諸多方式也日漸成熟。并且已經成為了系統(tǒng)當中非常必要組成部分。
1智能建筑的功能
一個可以被有效控制利用各種資源的建筑才能成為智能建筑，還需要具備有關的系統(tǒng)運營環(huán)境。同時生態(tài)系統(tǒng)上應滿足能源與服務還有排污的綜合需求，實現(xiàn)各個層面的協(xié)同運行和有機的結合。智能建筑的‘計算機控制技術’在建設設計最初時，應考慮到4個其最基本的功能：
1.1能源的管理
通過使用設計能源監(jiān)控與管理的方式來達到有效節(jié)約能源的目標，減少其建筑物在周期內的資源消耗與浪費同時提高了建筑物的利用率。
1.2空間的管理
優(yōu)化控制空間結構，掌握了解空間的使用等情況，合理分配不同應用空間提高空間使用率。
1.3設施的管理
掌握控制建筑物內各不同功能，不同類型設備運行的情況，并可以實施有效的管理利用，有效的延長設施使用周期。
1.4服務的管理
建筑的智能化應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性化的優(yōu)質服務服務，從而達到滿足提升不同用戶對生活的感受。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中需要使用很多不同的應用設備來為其提供具有一定相當?shù)尼槍π?、個性化的智能服務。所以，為其提供保障的自動化裝置與自動化辦公設備以及通訊等，都會給供其共電保障、用電提出了難題。因此進行智能的建筑物內的供電設計時，必須應該要對供電系統(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備較多，用電負也荷比較大，進行設計時需要對其負荷進行分析評估，并對負荷的級別，進行合理劃分。必要時可以根據設備需要的用電情況，個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。同時應要考慮到供電的可靠性以及電源質量的要求，根據用電負荷，動態(tài)的確定其針對性個性化的供電方式。
3照明
照明系統(tǒng)的智能能化，不但可以保障建筑物內使用者的安全，也既要滿足其基本生活。又要能應該具備或者達到其環(huán)保與外觀的需要。智能化的照明系統(tǒng)應用原則為“安全與經濟和適用與美觀”的并存。安全是任何系統(tǒng)的絕對必要最基本的條件。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。進行合理設計，提供生活與工作舒適的光度。一方面，要通過采取先進的采光技術，從而發(fā)揮照明系統(tǒng)地實際效益。在保障照明效果基礎上減少費用開支。另一方面，要從我國實際電力供應與設備生產的水平出發(fā)，選擇合理照明設備，來提升智能建筑中的照明系統(tǒng)的經濟性。體現(xiàn)建筑內的空間立體感與裝飾表現(xiàn)感，要注意色彩的協(xié)調，同時要避免出現(xiàn)眩光，根據工作與學習和生活的需要給予合理布置照明的亮度。
4計算機輔助系統(tǒng)集成化
4.1集成化服務程序
主要的功用是把，自動化的各種不同用途種類的辦公設備互通互用的問題，實現(xiàn)信息共享。它主要負責完成，從每子系統(tǒng)應用的服務器上采集相關數(shù)據且同時向子系統(tǒng)下達相關控制指令，且實現(xiàn)與各個子系統(tǒng)之間的聯(lián)動和控制功能。因此，此部分是，‘計算機控制技術’在‘建筑自動化應用’智能化的過程中的系統(tǒng)中關鍵所在。
4.2Web應用程序
大多采用B／S模式設計為主，主要是為了實現(xiàn)信息集成化，方便管理以及應用和在開發(fā)。Web服務器使用“Windows2003Server”操作系統(tǒng)，開發(fā)維護工具采用“MicrosoftVisualStudio2005”；以“C語言”為開發(fā)維護語言，配合數(shù)據采集與設備監(jiān)控和故障診斷還有趨勢曲線以及綜合智能判斷等，圖文一體顯示的人機交互功能。智能建筑是將“建筑技術”與“計算機應用技術”“網絡通信技術”“和“計算機（控制\監(jiān)控）技術”等多種技術集成的載體。，必須重視各個自動化設備之間地集成配合。自動化設備的集成化的是為了：搭建建設智能化的應用管理，通過對自動化化設備的自動控制把“信道通信技術”、“安全防范技術”以及“多媒體技術”等進行整合，從而達到實現(xiàn)智能化的目的。
5總結
智能建筑在計算機控制管理系統(tǒng)是把在不改變原來的自動化設備基礎之上，將建筑內個各種不同應用設備網絡控制與構建網絡的每個應用程序。對獨立的應用設備高度集成。進而形成更高的自動化綜合監(jiān)控與智能化的管理系統(tǒng)，從而就為建筑內得用戶搭建了更高級的服務平臺?！坝嬎銠C控制技術”在智能建筑自動化應用系統(tǒng)的核心就是要實現(xiàn)不同應用設備的綜合運用。必須要解決各個層面的設備、數(shù)據互訪，改變各個層面設備的獨立運行狀況。實現(xiàn)自動化設備系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制。提高其運行的效率；在信息共享中心將數(shù)據分析后進行診斷，最終達到能源的最優(yōu)化和維護設備安全平穩(wěn)運行的重要目的。
作者：鄒平吉 單位：蘭州職業(yè)技術學院人事處
摘要：伴隨著時代的進步和科技的發(fā)展，工業(yè)生產已經逐漸擺脫了以人力、機器為主力的生產方式，實現(xiàn)了自動化和智能化產，減少了人力的工作量，也減少了生產成本，提高了生產效益。計算機技術和網絡技術是實現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)生產的技術保障，它在有效提高業(yè)生產效率的同時，也為工業(yè)的自動化和智能化發(fā)展奠定了基礎。該文在簡單概述自動化技術和計算機控制技術的基礎上，分析了計算機控制系統(tǒng)的工作原理以及運用的特點，并重點論述了工業(yè)自動化控制中計算機控制技術的運用。
關鍵詞：工業(yè)自動化控制；計算機控制技術；應用路徑；網絡技術
在市場經濟快速發(fā)展的今天，工業(yè)企業(yè)面臨著巨大的市場競爭，因此，對于工業(yè)制造企業(yè)而言，如何在確保產品質量的基礎上，最大限度提高企業(yè)生產效率，已經逐漸成為了工業(yè)制造企業(yè)所普遍面臨的難題。工業(yè)自化已經成為了行業(yè)發(fā)展的趨勢，而計算機控制技術則在其中發(fā)揮著重要的作用，NC、PLC等先進技術的使用成為了計算機控制系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制中應用的鍵，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)自動化技術概述
石油、石化、建材、冶金等都屬于工業(yè)生產，它所涵蓋的范圍廣泛，可以是指一臺生產的設備或是一條生產線，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)自動化技術指的是一項綜合性技術，它強調的是在綜合利用計算機技術、電子設備、控制理論以及相關的儀器儀表的基礎上，實現(xiàn)對工業(yè)生產制造全過程的動態(tài)化、智能化監(jiān)測和控制。在這個過程中，實現(xiàn)對生產工藝的優(yōu)化、生產資料的合理配置，并為決策者的決策行動提供參考，其最終目的是提高產品質量和生產效率，降低生產消耗和成本，減少對環(huán)境的污染?？傮w而言，工業(yè)自動化技術包含了三個部分，分別是硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和系統(tǒng)技術。硬件系統(tǒng)中包含了各項控制設備和儀器，以及執(zhí)行命令的執(zhí)行器等。系統(tǒng)技術則包含了各項集成技術，具體包括硬件集成技術、軟件集成技術、軟件和硬件集成技術等。而各類軟件則屬于軟件系統(tǒng)，在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，包括了管理軟件、控制軟件和測量軟件等。這三個部分的內司其職，又相互配合，共同實現(xiàn)了工業(yè)的自動化生產和控制。將自動化技術應用于工業(yè)生產制造行業(yè)，對提高企業(yè)員工素質、提高企業(yè)生產制造能力具有重要意義，同時，這也是優(yōu)化工業(yè)行業(yè)產業(yè)結構，避免“三高”的重要舉措。
2計算機控制技術概述
計算機控制技術質是以計算機技術為核心的一項技術，其主要的目標是采集和控制生產過程中的各項參數(shù)，并以計算機硬件系統(tǒng)為依托，利用相應的控制軟件，實現(xiàn)對工業(yè)生產過程的自動化控制。換而言之，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)需要以計算機控制系統(tǒng)為基礎。計算機控制系統(tǒng)由軟件控制算法、硬件系統(tǒng)和上位機操控軟件三個部分構成。在這個系統(tǒng)中，計算機擁有高速的計算能力和數(shù)據處理能力，因此被運用于各項命令的執(zhí)行，通過對被控對象的控制，達到工業(yè)自動化控制的目的。事實上，從很大程度上來說，對計算機的控制也需要借助一些輔助部件。上位機操控軟件的主要作用是現(xiàn)人機的交互，其最大的作用在于實現(xiàn)程序和數(shù)據的輸入和輸出，同時承擔數(shù)據庫構建的任務，以便于實現(xiàn)對工業(yè)生產過程的控制，在發(fā)現(xiàn)異常狀況時能夠發(fā)出警報。在輔助工業(yè)控制系統(tǒng)運行過程中，計算機控制系統(tǒng)需要進行經常性的信息交互，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?？偠灾嬎銠C控制系統(tǒng)的要目的一方面在于實現(xiàn)對運動過程的控制；另一方面是實現(xiàn)被操控對象的優(yōu)化。
3計算機控制系統(tǒng)的工作原理
硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)是計算機控制系統(tǒng)兩個重要組成部分，要想實現(xiàn)計算機控制系統(tǒng)的控制功能，需要采取專門的數(shù)字、模擬轉換設備。在實際工業(yè)自動化控制過程中，通常會采用實時控制方式，大多數(shù)控制過程計算機運行的可靠性要求較高，但是對其運算速度并無硬性要求，只強調其必須能夠響應及時。計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)工業(yè)自動化控制的工作原理主要分為三個步驟：第一，數(shù)據采集。通過對被控制目標的瞬時值進行檢測，實現(xiàn)對相關數(shù)據的收集，隨后將相關數(shù)據傳輸至工業(yè)自動化控制計算機中。第二，實時決策。通過計算機中的特定軟件，對所采集到的數(shù)據的狀態(tài)進行計算和分析，根據預定的控制規(guī)則，執(zhí)行下一步控制計劃。第三，完成控制任務。計算機所做出的決策會發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)以控制信號為依據，對相關任務進行分配，并執(zhí)行相關的控制動作，完成自動化控制的任務。在實際控制工作中，三個控制過程不斷重復循環(huán)，確保系統(tǒng)能夠按照相應的要求進行工作，且能夠處理一些設備自身和控制對象的異常情況。
4工業(yè)自動化控制中計算機控制技術的運用
工業(yè)生產過程中，計算機控制技術在自動化控制系統(tǒng)中的應用路徑可從數(shù)字控制、可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)、計算機傳感器等五個方面進行分析。
4.1數(shù)字控制
數(shù)字控制（NC）是自動化方法的一種，指的是借助符號和數(shù)字等對工業(yè)生產過程進行編程控制，因此，也簡稱為“數(shù)控”。要實現(xiàn)數(shù)字控制，需借助專門的計算機設備，將操作命令以數(shù)字的狀態(tài)發(fā)送給設備，使得設備能夠依據原先設計好的程序運行。在數(shù)字控制系統(tǒng)中軟件技術是核心和關鍵所在，對設備的自動化控制具有重要影響，良好的數(shù)字控制技術是提高設備自動化運行能力的重點。在診斷設備故障和設備維修的過程中，數(shù)字控制能夠診斷出AI故障，運用計算機網絡技術，還可實現(xiàn)遠程診斷和遠程監(jiān)控。另外，通過已建立的數(shù)據庫功能，還可對系統(tǒng)進行檢修和維護，修復相關故障，并在漏洞擴大之前實現(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）從本質上而言是一臺計算機，其主要是為工業(yè)生產而專門研發(fā)的。數(shù)字運算操作是其基礎性工作，而編程存儲器則是其核心，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現(xiàn)對工業(yè)生產過程和機械設備的自動化控制?？删幊踢壿嬁刂破髟诒贿\用于工業(yè)生產制造后，其工作內容也被分為個部分，主要是數(shù)據采集和輸入、命令程序的執(zhí)行、結果的輸出和刷新，這三部分的工作內容共同形成了一個掃描周期。可編程邏輯控制器工業(yè)自動化控制中的使用較為廣泛，歸根結底是因為其自身在性能方面擁有諸多優(yōu)勢。首先，它具有使用便捷、操作簡單的特點。其次，它的功能較為強大，設施設備齊全，表現(xiàn)出良好的性價比。再次，它的運行可靠性高，能夠適應各種不同的生產制造環(huán)境，且抗干擾能力強。最后，它具有維護和檢修方便的特點，能夠實現(xiàn)相關程序的在線修改。
4.3分布式控制系統(tǒng)
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中分布式控制系統(tǒng)從本質和功能上來講，就是一個中型的計算機控制系統(tǒng)。這個分布式的控制系統(tǒng)，能夠通過計算機技術實現(xiàn)對生產過程中相關數(shù)據的收集、處理和分析，進而實現(xiàn)對生產過程的控制。這種多級計算機控制系統(tǒng)的運用是以計算機運行速度的提高和微型計算機的使用為基礎的，它的出現(xiàn)使得自動化技術中計算機控制技術的使用更加科學可靠，其出現(xiàn)和發(fā)展與計算機技術的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。集散型計算機控制系統(tǒng)的主要工作則是實現(xiàn)對自動化生產工程中相關數(shù)據的分析，并將分析所得信息反饋給計算機，在這個分析和反饋的過程中，中央計算機只負責系統(tǒng)的集中管理和分散控制工作，使得工業(yè)自動化控制系統(tǒng)工作的可靠性大大增強。場控器是分布式控制系統(tǒng)的基礎，通常情況下場控器中包含了I/0部件，通過該部件分布式控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對數(shù)據的采集和控制、執(zhí)行，再經由人機接口，實現(xiàn)執(zhí)行命令的，再通過網絡通訊設備，實現(xiàn)對數(shù)據信息的傳遞。在現(xiàn)場控制器中，又包含了控制回路等，回路控制中的相關算法預先存儲于運行內存中，在實際操作中，能夠依據自動控制需求，進行組態(tài)。
4.4計算機傳感器
在工業(yè)自動化控制中計算機控制技術的運用和實現(xiàn)需要依賴于網絡通信技術、軟件技術和傳感設備的支持，在這其中傳感設備發(fā)揮了至關重要的作用，它是實現(xiàn)工業(yè)自動化控制中自動化監(jiān)測的重要條件。傳感設備具有數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和精密化的特點，其相關性能從某種程度上來說決定著工業(yè)企業(yè)自動化生產的產品的品質。計算機控制系統(tǒng)通過傳感器的使用，實現(xiàn)對相關數(shù)據信息的收集和整理，進而獲取設備運行的狀態(tài)信息，實現(xiàn)對設備各項參數(shù)的動態(tài)化監(jiān)測和控制，確保自動化控制設備運行狀態(tài)安全，最終達到提高工業(yè)產品質量的目的?，F(xiàn)階段，計算機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自動化生產中的現(xiàn)場總線應用
現(xiàn)場總線指的是數(shù)字化通信的檢測和控制系統(tǒng)，其被廣泛運用于工業(yè)自動化制造行業(yè)中。現(xiàn)場總線擁有專門的處理器，將這個處理器與測量控制器連接后，可實現(xiàn)計算和通信的能力。它使用雙絞線作為通信的媒介，能夠實現(xiàn)計算機網絡與測量控制器的多個對等連接，自動化生產的現(xiàn)場總線能夠將分散的測量控制器變成網絡探測的節(jié)點，實現(xiàn)聯(lián)機式的自動控制?，F(xiàn)場總線的使用為自動控制設備和系統(tǒng)之間的信息交互和數(shù)據分析提供了保障，再通過計算機網絡的作用，能夠第一時間發(fā)現(xiàn)設備運行的異常狀況，并實現(xiàn)異常狀況的及時排除，使得工業(yè)企業(yè)的自動化生產過程中信息溝通更加便捷。現(xiàn)場總線在信息交互、數(shù)據更新和信息顯示等方面都表現(xiàn)出了強大的優(yōu)勢，因此，在自動化技術未來的發(fā)展中，現(xiàn)場總線技術的使用是其必然的發(fā)展趨勢。
5計算機控制系統(tǒng)的應用特點
計算機控制技術在工業(yè)生產領域使用廣泛，其運用涉及到網絡通訊技術、傳感技術、控制軟件、自動控制技術等。近些年來，伴隨著計算機技術和工業(yè)產業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動化控制中計算機控制技術的應用水平越來越高，其科技含量也越來越高，有效加快了企業(yè)的現(xiàn)代化進程，其應用的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）開放性特點。相對而言計算機自動化控制系統(tǒng)具有公開性和開放性的特點，其開放性特點主要表現(xiàn)在能夠實現(xiàn)所有設備和系統(tǒng)的連接，確保各項設備正常運轉。在實際操作中，工業(yè)企業(yè)可根據自身的實際需求，選擇接入的系統(tǒng)和設備，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。計算機控制系統(tǒng)中的各項設備能夠相互連接，共同構成一個數(shù)據傳遞的系統(tǒng)，因此，在這個系統(tǒng)中各項設備是可以相互替換和代替的。
（3）智能化特點。計算機控制下的自動化系統(tǒng)的總線具有智能化的特點，現(xiàn)場總線通過傳感設備，能夠實現(xiàn)對現(xiàn)場各設備的分析和監(jiān)控，并在此基礎上，實現(xiàn)對設備的自動化控制，確保其能夠實時監(jiān)測設備運行狀態(tài)，及時處理系統(tǒng)故障。
（4）精確性高。相對于一般調節(jié)器而言，計算機控制系統(tǒng)具有超強的數(shù)值運算能力，能夠最大限度縮小和控制偏差，確保其控制精度不會受到元件老化、噪音等因素的影響。
6結語
總之，工業(yè)企業(yè)的自動化生產是一個復雜的過程，尤其是在這其中還摻雜了許多大型設備和先進技術的使用，大大增加了自動控制的難度。計算機技術在工業(yè)自動化控制中的使用，為其提供了強有力的技術支持，為其進步和發(fā)展奠定了基礎，也為企業(yè)進一步降低生產成本，提高生產效率提供了可能。在未來的發(fā)展過程中，必須加強對計算機控制技術的研究，除了不斷完善現(xiàn)有的技術之外，還應該加強對新技術的研發(fā)，使計算機控制技術能夠更好地服務于工業(yè)自動化控制技術，促使我國工業(yè)產業(yè)健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。
作者：吳高杰 單位：裝甲兵工程學院
1集中控制與集散控制的分析
計算機控制技術發(fā)展初期，是以集中控制的工作方式進行計算機系統(tǒng)控制的。集中控制系統(tǒng)會建立統(tǒng)一的控制中心，由控制中心負責信息的收集、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發(fā)現(xiàn)，有助于企業(yè)及時制定科學合理的解決方案，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，主要包括信號采集、信號運算、信息處理及信息反饋、狀態(tài)顯示等工作內容，以上工作內容主要是通過IPC（一種工業(yè)控制計算機）控制完成的。IPC會收集溫度、PH值、壓力等相關數(shù)據，并通過接口卡來接受經過處理而得到的信號。集中控制技術具有一定的缺陷，一旦出現(xiàn)控制失誤的情況就會使整個系統(tǒng)的運行都會受到某種程度的影響。而且，隨著控制系統(tǒng)的日益復雜化，一臺計算機已經無法負責控制多種信號的處理工作。為解決以上缺陷問題，以集散控制工作方式為主的計算機控制技術隨之發(fā)展起來，集散控制又被稱為分布式控制系統(tǒng)，根據功能的不同，集散控制又被分成了上位機與下位機，集散控制系統(tǒng)將通信作為系統(tǒng)的核心。整個系統(tǒng)的集中監(jiān)視工作主要由上位機負責，而下位機則負責控制分布在各現(xiàn)場的用于分布控制的個體，集散控制系統(tǒng)的上、下位機通過通訊互聯(lián)網進行信息傳遞，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。但許多廠家為實現(xiàn)經營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。為增強集散控制系統(tǒng)的兼容性和開發(fā)性，在構建系統(tǒng)過程中必須采用標準化、網絡化的網絡協(xié)議，工業(yè)現(xiàn)場中線技術隨之發(fā)展起來。由該技術構建的工業(yè)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)可以確保工業(yè)現(xiàn)場中智能化儀器、控制器、執(zhí)行機構設備之間保持信息通暢。整個控制系統(tǒng)按照總線方式有條不紊的運行著。工業(yè)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)采用的是開放式的現(xiàn)場總線協(xié)議，以該協(xié)議方式進行現(xiàn)場所有支線工作的協(xié)調工作，不僅可以降低投資成本、維護資金，該系統(tǒng)還具有操作簡單、經濟實用、工作效率高的顯著優(yōu)勢，用戶的功能需求也可以得到更好地滿足。工業(yè)現(xiàn)場總線控制系統(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)場作為中線，通過收集中線中的信號或信息，并根據所收集的信息對其進行有效控制，將分散控制管理與集中控制管理進行了有效結合，將系統(tǒng)危險分散開來，實現(xiàn)控制分離。
3現(xiàn)場控制到企業(yè)自動化控制發(fā)展分析
以太網工業(yè)協(xié)議作為一種開放式的網絡協(xié)議，實現(xiàn)了全方位的自動化控制。在計算機控制技術中引入互聯(lián)網，有助于提升產品的安全系數(shù)和適用性。但目前，企業(yè)化基于以太網的自動化控制中存在著一個問題就是不穩(wěn)定的網絡信號，無法確保系統(tǒng)時刻保持在穩(wěn)定的工作信號下。信息化工廠的提出是為了解決以太網不穩(wěn)定問題?；谠摷夹g下，系統(tǒng)將大量的數(shù)據進行轉移，使信息的采集、傳輸和處理都能處于良好的環(huán)境中，最終實現(xiàn)信息的自動化控制，并提高控制效率。
4總結
基于互聯(lián)網的計算機控制技術先后經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)場總線控制系統(tǒng)、現(xiàn)場控制到企業(yè)自動化的幾個過程，其技術越來越成熟、高效，計算機控制技術的自動化、智能化程度越來越高，為提高企業(yè)的生產效率、生產安全、產品質量提供了有力保障。
作者：黨杰 單位：西安醫(yī)學院
1基于計算機的控制系統(tǒng)
在工業(yè)生產領域，計算機控制系統(tǒng)中包括了工業(yè)用計算機與各種工業(yè)對象。相較于普通控制系統(tǒng)，基于計算機的控制系統(tǒng)，包括了開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)。現(xiàn)在，工業(yè)領域中主要采用閉環(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。根據常用的計算機控制系統(tǒng)，其硬件主要包括了計算機、各種外設、輸入和輸出通道，以及各種工業(yè)操作臺等。具體如圖1中所示。根據控制系統(tǒng)所采用控制方式的不同，則可以將其劃分成：操作指導控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)督系統(tǒng)以及分級計算機控制系統(tǒng)等。
2基于計算機的遠程網絡通訊
在遠程網絡通信中，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雜的通信結構與線路，確保通訊雙方的信息都能夠向著兩個方向傳送；而半雙工通信則可以理解為信息雖然能夠在兩個方向傳輸，但是這種傳輸過程不是實時的，因為每次傳輸都只有單個方向的數(shù)據在傳輸；單工通信則更加簡單，就是只有一個固定方向的信息能夠被傳送。在實際的應用環(huán)境中，遠程網絡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，而在不同計算機之間的通信中，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化。在基于計算機的遠程網絡通訊系統(tǒng)中，其硬件構成根據不同的功能主要包括計算機終端、網絡主機、各種網絡數(shù)據交換設備、網絡數(shù)據傳輸線路等。
在這些硬件設備中，計算機終端的作用主要為對各個企業(yè)用戶的網絡數(shù)據通訊量和信息規(guī)模等進行控制；數(shù)據交換設備則可以實現(xiàn)對各種網絡傳輸數(shù)據的分類、歸檔、處理與存儲等操作過程；在網絡主機中，則又可以具體分為微型計算機和小型計算機，其中，我們常用的計算機可以作為微型計算機來使用；網絡數(shù)據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?？?。在整個網絡通訊鏈路中，計算機終端、主機等硬件設備，主要通過數(shù)據傳輸線路完成下路連接，而各種終端設備則需要通過數(shù)據交換設備來接入網絡，接著，遠程網絡通訊系統(tǒng)各種計算機終端，則能夠通過實現(xiàn)制定的網絡協(xié)議來實現(xiàn)對網絡終端的控制過程。對于基于計算機的遠程網絡通訊系統(tǒng)中所采用的連接方式，根據現(xiàn)代計算機網絡技術的發(fā)展現(xiàn)狀，可以劃分為分支式、多路復用、集線式以及點到點等多種方式。在這幾種方式中，點到點方式最為常用，因為這種連接方式主要以計算機為核心，然后再通過各種傳輸線路和數(shù)據交換設備來實現(xiàn)網絡數(shù)據的交換與傳輸。
3計算機網絡通信的發(fā)展方向
3.1朝著網絡化方向發(fā)展。在現(xiàn)代計算機技術和網絡技術發(fā)展的雙重推動下，各種基于計算機網絡的控制系統(tǒng)得到廣泛應用，且應用范圍和規(guī)模也不斷擴展，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，主要是在網絡技術推動下，逐漸形成了控制系統(tǒng)的網絡化發(fā)展趨勢，而這也是現(xiàn)代網絡技術的成功應用所帶來的必然結果。基于現(xiàn)代網絡技術，可以將網絡中的各種接口連接到儀表單元，從而使得網絡化條件中的儀表單元具備了直接通訊的能力。正是由于網絡技術的推動，才使得網絡能夠逐步延伸和發(fā)展到各個控制系統(tǒng)的末端，然后在與原有控制系統(tǒng)的結構相結合的基礎上，則可實現(xiàn)從控制任務的最基底層，到實現(xiàn)整個調度工作的最高層之間的網絡優(yōu)化與連接過程。對于整個控制系統(tǒng)中的各個儀表單元，其可以作為控制網絡中的最小實現(xiàn)環(huán)節(jié)來使用，而這些儀表單元的網絡化則是在對這些儀表單元的數(shù)字化的基礎上才完成的；在完成原有儀表單元的數(shù)字化之后，才能添加必要的網絡通訊單元，從而構成完整的總線系統(tǒng)。在現(xiàn)有的網絡化控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，整個控制過程的實現(xiàn)與完成已經不再僅通過傳統(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各自工作獨立完成的及基礎上，進而通過網絡來實現(xiàn)不同單元之間信息交互，最終完成程序和應用環(huán)境所賦予的各種控制任務。
3.2朝著扁平化的方向發(fā)展在各種功能不同的網絡結構中，特別是在基于分布式的計算機控制系統(tǒng)中，整個控制系統(tǒng)可以通過網絡來劃分成不同的層次，進而將計算機通過網路來連接?？紤]到在網絡中所存在的不同層次之間的獨立性，信息在網絡交互過程中，將會受到計算機的影響，這也是信息或者數(shù)據在網絡交互過程中，需要考慮的一些問題。同時，由于分布式控制系統(tǒng)的網絡本身所體現(xiàn)的數(shù)據結構的封閉性，會給不同廠家產品的交互帶來影響。
4結束語
基于現(xiàn)代計算機技術的控制技術得到了飛速發(fā)展，各個領域對控制系統(tǒng)所體現(xiàn)的控制技術水平的要求也逐漸提高，使得現(xiàn)有的控制技術水平朝著更高層次的方向發(fā)展。文中通過對計算機系統(tǒng)結構中控制系統(tǒng)的簡介，闡述了常用計算機控制系統(tǒng)的構成和組件，對控制技術在網絡通信中的應用進行分析。
作者：孫福成 單位：甘肅畜牧工程職業(yè)技術學院
摘要：根據油脂加工工藝要求，選取了基于WinCCV6．2的上位機和S7－300系列PLC控制器構成的工業(yè)計算機控制系統(tǒng)進行結構設計分析和功能模擬。針對該控制系統(tǒng)在過程控制、實時監(jiān)測、數(shù)據記錄和查詢功能進行了驗證。結果表明：采用工業(yè)計算機控制系統(tǒng)大大提高了油脂生產過程中的自動化水平，實現(xiàn)了油脂生產過程的集成化和柔性化，對于保障油脂產品品質和工業(yè)生產安全意義重大。
關鍵詞：油脂生產；工業(yè)計算機；自動控制；PLC
近年來，油脂市場需求不斷擴大，油脂產品競爭日益激烈，技術也在不斷的發(fā)展，傳統(tǒng)以單一自動控制的技術手段已經不能滿足大型油脂加工工廠的技術要求。當前，基于大中型集散計算機控制系統(tǒng)（DCS）結合可編程控制器（PLC）的工業(yè)計算機控制系統(tǒng)在電力、石油、化工等領域獲得了廣泛推廣和應用［1］。但油脂行業(yè)的生產管理依然還是以PLC控制系統(tǒng)為主［2］。采用工業(yè)計算機控制系統(tǒng)將分散的控制室集成到一個主控臺上進行管理操作，實現(xiàn)了油脂生產過程的集成化和柔性化，在提高產品質量，降低能源消耗的同時，改善了生產者的工作環(huán)節(jié)和勞動強度，對于保障油脂工業(yè)安全生產的意義重大［3］。因而，基于自動控制技術的工業(yè)計算機成為各油脂加工廠提高市場競爭力、降本增效的重要手段，并成為衡量現(xiàn)代化油脂企業(yè)的一個標志。
1油脂生產工藝流程
現(xiàn)代油脂制取工藝一般包括：對油料除雜、去皮、破碎、分離、烘干等預處理，為油脂的制取提供滿足出油率要求的料坯；利用壓榨技術（一次壓榨法、二次壓榨法、預榨浸出法、冷榨法）得到毛油；對毛油進一步精煉加工，得到符合質量標準的成品油。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很難滿足現(xiàn)代化油脂大規(guī)模生產需求，如在油脂生產尾氣壓力、浸出器存料箱料位、毛油液位等關鍵點調節(jié)中［4］，利用操作經驗或單循環(huán)回路控制技術很難達到工藝要求。而通過組態(tài)軟件設置PID智能自控模式，利用PLC主控器對關鍵點的全自動控制，能大大提高傳統(tǒng)單回路控制的關聯(lián)性和可靠性。
2工業(yè)計算機控制系統(tǒng)結構分析
工業(yè)計算機控制系統(tǒng)即利用工業(yè)控制軟件和上位機組態(tài)軟件，結合系統(tǒng)設計人員工業(yè)控制經驗、系統(tǒng)軟件水平和現(xiàn)場操作人員實際工作經驗來達到油脂生產的自動化管理和控制效果。整個油脂制取工業(yè)計算機控制系統(tǒng)由上位機監(jiān)控系統(tǒng)和下位機控制系統(tǒng)組成（見圖1），通過上位機接口向設備發(fā)出指令，利用PLC進行系統(tǒng)數(shù)據信息和指令的采集和控制，在人機交互界面上動態(tài)顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)信息。
2．1上位機監(jiān)控系統(tǒng)
油脂制取自控系統(tǒng)中，上位機監(jiān)控系統(tǒng)是用戶和計算機間的交互點。監(jiān)控人員通過交互性的人機界面實現(xiàn)對整個生產現(xiàn)場的實時監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)發(fā)出故障報警，滿足操作人員對系統(tǒng)的控制。同時，操作人員通過上位機監(jiān)控系統(tǒng)與PLC、系統(tǒng)設備進行信息交流，向PLC、控制設備發(fā)出指令，PLC也可利用通信模塊將設備運行數(shù)據信息反饋給上位機，從而滿足監(jiān)視人員對現(xiàn)場工況的實時了解和數(shù)據查詢、歸檔。
2．2PLC控制器
油脂生產工藝現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，存在較大干擾信號，為保證控制系統(tǒng)的可靠性和安全穩(wěn)定性，采用PLC作為整個油脂生產流程的核心控制部件。PLC執(zhí)行壓力、溫度、液位、流量等儀器設備現(xiàn)場信號的采集，閥門的啟閉，各電機設備啟停操作?，F(xiàn)場采集的模擬／數(shù)字信號通過內置通信模塊實現(xiàn)與PLC的數(shù)據交互，滿足對油脂生產的自動化控制。圖3為采取循環(huán)掃描工作方式的PLC流程圖，一次循環(huán)掃描將實現(xiàn)對輸入／輸出信號的采集和刷新。
2．3PLC與上位機通信系統(tǒng)
PLC與上位機以及PLC與執(zhí)行機構、測試儀表等的數(shù)據傳輸是保證信息傳輸和指令下達的關鍵。油脂生產中常見的通信方式有串行通信、現(xiàn)場總線、多主站通信、工業(yè)以太網等幾種類別［5］，本文針對SIMATICNETCP343－1通訊卡進行功能分析。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［6］。CP343配備的RJ45接口能夠連接工業(yè)以太網，能同時獨立處理工業(yè)以太網上發(fā)生的數(shù)據擁堵情況，從而保證油脂生產過程中龐大的數(shù)據采集量和下達指令能得到及時響應，滿足遠距離、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行現(xiàn)場調試，滿足了油脂生產過程中復雜環(huán)境下設備維護更新的靈活性。
2．4PLC的I／O資源配置
PLC的I／O配置要滿足現(xiàn)場傳感器、一次儀表和現(xiàn)場控制設備相連接，便于數(shù)據信息的傳輸。根據油脂生產工藝特征和現(xiàn)場工況，現(xiàn)場信號包括對罐體液位、溫度、壓力檢測信號，電機、油泵啟停信號，電磁閥、流量閥、蒸汽閥的開度調節(jié)信號，蒸汽流量、溫度調節(jié)信號，變頻器頻率調節(jié)等，因此整個系統(tǒng)應設置多路數(shù)字量輸入／輸出信號和模擬量輸入／輸出信號。
2．5現(xiàn)場設備和儀表
現(xiàn)場采集設備和儀器主要是針對油料預處理、壓榨浸出、精煉等操作過程的溫度、壓力、料位和流量進行數(shù)據采集和控制，采集現(xiàn)場溫度、壓力、料位等模擬信號或數(shù)字信號，如壓力變送器、溫度變送器、速度變送器、雷達式料位器。系統(tǒng)的執(zhí)行機構和電子元件，包括各類氣動、電動調節(jié)閥門，蝶閥、變頻器等，通過布置在設備上的儀器來采集變化的信號。
3系統(tǒng)的功能模擬
油脂生產中工業(yè)計算機控制系統(tǒng)控制對象包括了現(xiàn)場各類電機設備啟停，各類閥門啟閉；各儲存罐液位控制等。交互界面上顯示對象包括各儲存罐、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、儲存罐參數(shù)的變化，并調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)報警界面、數(shù)據瀏覽界面等。操作人員通過鼠標和鍵盤執(zhí)行各項操作任務，并在不同畫面之間進行切換，監(jiān)控各運行程序的具體情況。組態(tài)軟件通過現(xiàn)場I／O設備獲得各系統(tǒng)的實時數(shù)據，對數(shù)據進行加工后以圖像形式在顯示終端顯示，另外，根據操作指令和組態(tài)要求將輸入指令傳輸?shù)綄腎／O設備，控制執(zhí)行機構改變運行參數(shù)或運行方式。對需要存儲的數(shù)據寫入到歷史數(shù)據庫中，當接收到歷史數(shù)據的查詢指令時，將從數(shù)據庫中調取數(shù)據在終端顯示。當設備運行觸動報警值時，系統(tǒng)以圖像、聲音的方式反饋給操作員，同時存取報警信息，以備缺陷的反饋追蹤。
3．1運行狀態(tài)的實時監(jiān)測及顯示利用控制系統(tǒng)
對設備實時運行狀況進行監(jiān)控，對脫溶機、提升機、負壓尾部風機等重要設備進行狀態(tài)監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常狀況，傳感器接收故障信號并通過控制器進行處理，系統(tǒng)人機界面發(fā)出聲光報警，控制系統(tǒng)自動改變運行方式或運行參數(shù)調整來避免故障的擴大，與此同時，通知現(xiàn)場人員迅速采取措施進行調整。油料預處理階段，通過工業(yè)計算機控制系統(tǒng)來實時監(jiān)控油料儲存?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，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，監(jiān)控設備上的顯示屏顯示各電機、泵、閥門的運行工況，便于操作員針對工況做出預判，避免可能存在的故障發(fā)生。
3．2運行參數(shù)的調整
通過PLC主控制器設定溫度控制范圍，對參數(shù)報警值和報警記錄設定；對系統(tǒng)壓力、真空度控制值和變化曲線設定，對參數(shù)變化范圍和報警值進行設定；對系統(tǒng)流量值進行設定并監(jiān)控等。油脂制取過程中浸出器內部需維持一定的負壓避免溶劑揮發(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)計算機控制系統(tǒng)控制浸出器負壓、蒸脫機料位、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。通過布置在設備上的測量容器負壓、料位、蒸發(fā)溫度，經過信號處理傳輸?shù)娇刂破鳎刂破鞲鶕A先設定的參數(shù)對信號進行比較分析后，向電氣執(zhí)行元件發(fā)出指令調整運行方式，保證運行參數(shù)在設定范圍內。
3．3歷史數(shù)據的查詢系統(tǒng)
實時顯示和記錄現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據，并提供設定時段的數(shù)據報表打印功能。各設備的瞬時負荷值、設備故障時間、報警響應、故障參數(shù)的時間報表，生產過程的壓力、流量、蒸發(fā)量等狀況報表，結合人機交互界面提供選定參數(shù)的歷史曲線，生產打印報表［6］。系統(tǒng)數(shù)據庫存入各類參數(shù)信息，以便后續(xù)統(tǒng)計分析。工業(yè)計算機系統(tǒng)能夠實時反映設備和工藝的運行數(shù)據，并及時將數(shù)據信息自動保存。一旦發(fā)生故障，操作員可通過應用界面調取相應時間點的參數(shù)信息，對故障進行分析和調整，保證安全生產需求和工藝品質標準。因此，相較于傳統(tǒng)的人工摘錄記事本的文本記錄方式，采用計算機自動控制系統(tǒng)提供的數(shù)據記錄和故障分析工具，提高了實時監(jiān)測效率，且避免了人工記錄和時間的制約。
3．4傳動裝置的啟?？刂?
根據油脂制取工藝，在組態(tài)軟件的支持下，通過交互界面實現(xiàn)對設備的啟?？刂疲υO備過流、過載、空載、故障停車控制處理，結合設定的邏輯控制單元和報警設置對生產過程進行全面跟蹤監(jiān)控，滿足工藝需求。在浸出工藝中，負壓蒸發(fā)中的尾氣風機對真空度的要求非常高，尾氣風機轉速過高，則容易帶出溶劑，轉速過慢，則真空度下降，壓力可能轉為正值，影響安全生產。采用人工控制難度較大，而通過工業(yè)計算機控制則能很好解決。利用安裝在尾氣風機上的壓力變送器獲得相應的真空度信號和壓力值，控制器對接收到的信號對比分析，向變頻器發(fā)出指令，改變風機的轉速，保證尾氣風機壓力和真空度保持在微小負壓范圍。
4結束語
隨著生產力的發(fā)展，科學技術的進步，油脂加工行業(yè)所面臨的市場競爭也愈發(fā)激烈，具備先進的加工工藝、優(yōu)良的設備配給，卓越的自控系統(tǒng)將是油脂加工企業(yè)實現(xiàn)大噸位高度集成生產鏈的追求目標，基于PLC可編程控制器結合大中型集散計算機控制系統(tǒng)（DCS）的工業(yè)計算機控制系統(tǒng)，對油脂生產加工全過程進行工藝監(jiān)控和信息管理，符合現(xiàn)代化油脂加工廠家的自動化控制理念，也是提高油脂生產品質的必然趨勢。
作者：徐毅 單位：西北政法大學
摘要：隨著先進的生產力的不斷發(fā)展，信息化時代成為了時展的大趨勢。信息化時代主要以網絡信息技術為主體，是以創(chuàng)造知識與開發(fā)知識為首要目的。如今，網絡與通訊技術已經成為現(xiàn)代社會發(fā)展的重要手段，它在計算機的領域中起著非常重要的作用。本文就對網絡與通信技術在計算機控制中的運用進行分析闡述。
關鍵詞：網絡與通信技術；計算機控制；運用
在現(xiàn)代科學技術不斷更新?lián)Q代的社會里，全球的通信技術迅猛發(fā)展，在全球信息化的大潮流中，光線通信、廣播電視網、國際互聯(lián)網、電話網等通信互聯(lián)網的建設也不斷得到技術上的革新，網絡人性化發(fā)展的趨勢越來越明顯。通信技術與網絡成為了社會快速發(fā)展的基本要素，也為推動經濟的發(fā)展做出了巨大的貢獻。接下來就結合網絡與通信技術，談一談在計算機控制中的運用。
1通信技術與計算機控制技術的有效結合
在計算機控制技術中，有一種技術是將通信技術與計算機網絡技術兩者完美地進行了結合，那就是今天所說的現(xiàn)場總線技術。可能大部分的普通群眾對現(xiàn)場總線技術并不是很了解，不像以太網這些網絡計算機技術一樣，因為現(xiàn)場總線技術通常只是被用于微機化的測量與控制的設備方面，以及對生產現(xiàn)場進行一個有效的信息傳輸，目的是能夠在建立一個高效開放的監(jiān)督生產過程的信息數(shù)字化傳輸系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線技術具有很強的穩(wěn)定性，對信號的抗干擾能力也很強，因為它主要是通過數(shù)據傳輸?shù)姆绞竭M行基帶傳輸，這樣會使它的功能模塊就被分解成幾個部分，這不僅會增加它的性能方面的安全性，還能為以后的后續(xù)維護工作的實施提供了很大的方便?，F(xiàn)場總線技術的技術是比較成熟和完善的，但是也會存在著不足的地方，那就是在傳輸數(shù)據的時候速度會較慢，以及一旦出現(xiàn)問題會因為總線比較復雜而導致問題不易找到和控制。
2網絡技術在計算機控制技術的具體應用
網絡技術在計算機控制技術的應用中最廣泛和典型的就是以太網的應用。以太網在計算機控制技術中具有明顯的應用優(yōu)勢，因為以太網的通信傳輸?shù)乃俣确浅？?，而且網絡成本的費用非常低，所以它的應用范圍是非常廣的，自身條件也不存在現(xiàn)場總線的標準復雜的問題。所以在普通家用和辦公的計算機控制中，以太網比起其他的網絡在計算機控制的應用中能夠更好地實現(xiàn)通信和網絡的信息傳輸以及資源共享。以太網是最具有市場發(fā)展的潛力的，它甚至還涉及到了工業(yè)領域上，它的兼容性的強大使信息在傳輸過程中不容易受到其他因素的影響。其中，以太網存在的缺點就是以太網在安全性上不如現(xiàn)場總線技術可靠。所以，在現(xiàn)實生活中的實際應用，人們常常會將這兩種技術在計算機控制中進行有效融合，使它們之間能夠更好地取長補短，各自發(fā)揮優(yōu)勢，以達到網絡通信效率的最大化。
1、網絡通信技術在計算機控制中的運用網絡通信技術在計算機控制中的運用具體體現(xiàn)在人們的日常生活中，例如人們可以通過手機、計算機等終端設備對計算機的圖像與信息數(shù)據進行保存與讀取，可以提高資源的有效利用率，還可以加大網絡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、方便地在一定時間內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、教學方面的運用網絡通信技術還對教學方面有著非比尋常的重要性，對于教學改革來說，起著強有力的推動作用。教師可利用計算機網絡技術對學生進行授課，借助網絡通信技術還可以與學生進行視頻遠程教學，這樣的教學途徑改變了傳統(tǒng)的教學形式，教師與學生不必局限于必須面對面地上課才能傳授和接收知識，通過網絡通信技術在計算機控制技術方面的有效運用，師生之間可以進行高效率的教學模式，不僅可以縮短多余的時間，還可以為教師與學生雙方提供龐大的資源庫，教師擁有大量的資源方便索取，學生這方面也擁有著海量的學習資源可以提供挑選，有效地實現(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途徑。網絡通信技術對于我國的教育可謂是創(chuàng)造了一個新的發(fā)展空間，同時也是擴大了文化教育與素質教育的覆蓋范圍。
3、氣象方面的運用在氣象預測上，通信網絡技術更加發(fā)揮著重要的作用。通過通信網絡技術進行對天氣的衛(wèi)星探測，能夠更加及時、更加準確地將氣象的變化情況通過計算機控制技術的傳播。例如可以通過電臺技術、廣播技術以及電視等終端設備將天氣預報傳送到人們身邊，有效幫助人們對未來天氣做好預防工作，對于惡劣天氣的預測，可以有效提醒人們提前對自身進行一個保護措施。網絡與通信技術在計算機控制中的運用，對社會甚至是世界的發(fā)展是必不可少的，甚至還會呈現(xiàn)出越來越重要的趨勢，因為它可以使國家與國家之間的文化、經濟、政治等方面進行便捷有效的交流，使國家之間的資源進行互通有無，促進了世界各國的合作與發(fā)展。
作者：唐曉旸 單位：河北省任丘市華北油田第三中學
【摘要】
進入新世紀以來，網絡和通信技術伴隨我國經濟的高速增長開始了幾何式驚人發(fā)展。目前我國在計算機網絡與通信技術的融合發(fā)展上，逐步推出計算機自動控制系統(tǒng)，且被多個領域廣泛認可和接受。本文主要探析計算機控制中網絡與通信技術的應用，以為相關工作和研究人員的工作和研究，提供有用參考。
【關鍵詞】
計算機；網絡技術；通信技術；應用
伴隨現(xiàn)代科技的進步和發(fā)展，網絡和通信技術正在逐步走向融合發(fā)展的軌道，而這一發(fā)展趨勢也推動了通訊質量和效率的快速提升，進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)通訊技術和數(shù)字交換技術融合為數(shù)字通信技術，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)代信息通信技術的發(fā)展，不僅滿足了人們生活場景中更多信息溝通需求的，而且為我國社會經濟的發(fā)展起到了強勁的推動作用［2］。
1計算機網絡與通信技術概述
1．1網絡技術網絡技術興起于上世紀90年代中葉，是一種基于計算機的數(shù)字信息交換技術，其將互聯(lián)網上分散的數(shù)據資源信息整合后，全面共享和高效協(xié)調這些信息資源的呈現(xiàn)，使互聯(lián)網用戶可以方便的獲取和使用該信息資源［3］。網絡技術提供的信息資源在具體提供過程中實際上需要調動大量設備資源和互聯(lián)網資源，該過程需要調動的各項資源主要包括傳感器、網絡、大型數(shù)據庫、專家資源、知識資源、信息資源、數(shù)據庫資源、存儲資源、高性能計算機等。目前的網絡技術，處在互聯(lián)網發(fā)展的第三階段，互聯(lián)網的功能主要在于信息資源共享。應用網絡技術，可以方便的構建小型社區(qū)網絡、企業(yè)內部網絡、家庭網絡等多種級別的局域網?；ヂ?lián)網的根本特征就是資源共享，運用網絡技術的最終目的就是消除資源孤島，因此網絡技術的應用并不強調網絡規(guī)模，而是更加注重技術效果的實現(xiàn)。
1．2通信技術通信技術還被稱作通信工程，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，也是當前使用價值極大的基礎學科之一。信息技術主要關注通信中信息傳遞與信號處理原理與應用。通常認為，計算機通信是兩個或兩個以上計算機間設置專門設備進行信息交換與傳輸?shù)恼麄€過程。通信技術，最開始采用模擬信號作為傳輸載體進行信息傳遞，如今其后則以數(shù)字信號作為信息傳輸載體進行數(shù)字信息傳輸，如今則以數(shù)據信號為載體進行數(shù)據通信。其中數(shù)據通信又分為報文、數(shù)據、電力三種數(shù)據交換方式。數(shù)據通信通常是借助網絡協(xié)議完成計算機間信息資源傳輸與共享。網絡協(xié)議就是計算機間通用的計算機通信語言，通常在不同計算機間設置相同的網絡通信協(xié)議，也正是這個網絡通信協(xié)議讓多個計算機上的信息資源完成了傳輸和共享。
2計算機控制中通信與網絡技術的應用剖析
2．1現(xiàn)場總線技術應用剖析上世紀80、90年代現(xiàn)場總線技術在國際上逐漸發(fā)展成形，該技術主要用在樓宇自動化、制造自動化、過程自動化等方面的現(xiàn)場智能設備的通信網絡。現(xiàn)場總線技術為工廠提供基礎數(shù)字通信網絡，連接工廠現(xiàn)場生產過程和控制設備、高級管理設備間溝通，因此其還是開放的全分布控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線技術具有較為分散的功能性模塊，該結構能夠有效增強其通信穩(wěn)定性，同時有利于現(xiàn)場總線設備的后期維護保養(yǎng)。現(xiàn)場總線技術的主要內容包括數(shù)字通訊、計算機、控制、智能傳感等技術，是一項綜合性的通信與網絡技術，是自動化技術發(fā)展的熱點技術，目前在世界范圍內被廣泛應用，且因此引起自動化系統(tǒng)結構與設備發(fā)生革命性變化。當前很多極具實力的知名企業(yè)都在致力于現(xiàn)場總線技術的研發(fā)和相關產品推廣?，F(xiàn)場總線設備通常設在過程設備底層，用來提供工廠用設備級基礎通訊網絡，其具有成本低廉、安全性好、通信協(xié)議簡單、容錯能力強等特點。具體應用中，現(xiàn)場總線技術還要求很高的實時性和時間確定性，同時還有信息交換頻繁、多進行短幀通信、負載穩(wěn)定性好的特點?？傮w而言現(xiàn)場總線技術具有安全性高、穩(wěn)定性好、兼容度寬、技術成熟的多項優(yōu)勢，基于自身因素存在的技術弊端主要在于共享資源和傳輸數(shù)據的速度相對緩慢，該技術用于計算機間通信相對弱勢，具體而言總線標準復雜度高，發(fā)生問題后防控難度較大。
2．2以太網應用剖析以太網是一種廣為應用且技術優(yōu)勢顯著的計算機控制技術，其優(yōu)勢在于網絡通信成本低、通信數(shù)據傳輸速度極快、不存在總線標準的復雜協(xié)議問題且具有極為廣泛的應用范圍。采用以太網進行數(shù)據傳輸和共享，能夠實現(xiàn)高質量的網絡通信、信息傳輸、資源共享效果。以太網具有極為驚人的市場發(fā)展?jié)摿?，目前被網絡和通信技術的相關市場廣泛認可和看好其發(fā)展前景。目前，以太網已經將其應用范圍擴展到工業(yè)應用領域。以太網在具體應用上，和現(xiàn)場總線技術不同，其在傳播速度和效率上遠遠超過現(xiàn)場總線技術。以太網在應用領域中有著遠超現(xiàn)場總線技術的超寬兼容度，應用實踐中信息傳遞的整個過程能夠表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。但在具體應用場景中，以太網傳輸信息的安全性和可靠性要遠弱于現(xiàn)場總線技術，簡單而言以太網對現(xiàn)場設備控制比之現(xiàn)場總線技術相對弱勢，其在遠距離的信息傳輸上更具優(yōu)勢。
2．3網絡和通信技術的綜合應用分析目前，網絡和通信技術已經廣泛應用在互聯(lián)網和通信領域中，例如電子數(shù)據業(yè)務、個人移動通信、電子信箱、即時通信等多個領域。計算機控制中應用網絡與通信技術的主要作用有:(1)降低能耗，高效推動信息資源互聯(lián)共享。借助智能信息終端，方便存儲和獲取互聯(lián)網上存儲的數(shù)據、圖像、聲音等目標信息資料。網絡與通信技術的廣泛應用可以提升信息傳輸效率，降低數(shù)據重復輸入的次數(shù)，減少數(shù)據存儲管理占用的人財物資源，提升了信息的供給效率。(2)可實現(xiàn)遠程教學，推動文化交流與傳播。當前教學活動中比較流行的慕課和微課教學都是采用了互聯(lián)網遠程教學方式進行網絡教學，該類教學方式能夠更好的分享優(yōu)質教學資源，對傳統(tǒng)教學模式是一個很好的教學形式補充，并有利于推動成人教育、職業(yè)教育和終身教育的發(fā)展。借助網絡和通信技術實現(xiàn)遠程教學在技術上的瓶頸突破，為教育資源傳播的開放性和公平性做好了技術支撐，有利于提升社會文化資源交流的頻密度和傳播的遠度。(3)在氣象領域得到廣泛應用。我國發(fā)射的風云系列衛(wèi)星，通過網絡和通信技術廣泛傳播氣象資訊，有效的保護了我國人民的日常生產和生活行為，為人們安全出行和安全生產提供了良好的防范預報。
3結語
現(xiàn)代社會經濟高度發(fā)展和繁榮的今天，通信與網絡技術的應用幾乎在人們的日常生產和生活中占據不可分割的重要地位。通信和網絡技術的多樣化應用讓工業(yè)生產更加高效和便捷，讓普通民眾的生活更加的豐富多彩。在計算技術控制中網絡和通信技術的應用實踐上，總線技術和以太網各具優(yōu)勢和缺陷，在具體選用時還需要根據應用場景的特點來匹配適合的技術方案。
作者：石建茂 單位：公誠管理咨詢有限公司
【摘要】
進入新世紀以來，網絡和通信技術伴隨我國經濟的高速增長開始了幾何式驚人發(fā)展。目前我國在計算機網絡與通信技術的融合發(fā)展上，逐步推出計算機自動控制系統(tǒng)，且被多個領域廣泛認可和接受。本文主要探析計算機控制中網絡與通信技術的應用，以為相關工作和研究人員的工作和研究，提供有用參考。
【關鍵詞】
計算機；網絡技術；通信技術；應用
伴隨現(xiàn)代科技的進步和發(fā)展，網絡和通信技術正在逐步走向融合發(fā)展的軌道，而這一發(fā)展趨勢也推動了通訊質量和效率的快速提升，進而刺激了信息通訊業(yè)的高速發(fā)展［1］。現(xiàn)代信息通訊業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，把傳統(tǒng)通訊技術和數(shù)字交換技術融合為數(shù)字通信技術，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)代信息通信技術的發(fā)展，不僅滿足了人們生活場景中更多信息溝通需求的，而且為我國社會經濟的發(fā)展起到了強勁的推動作用［2］。
1計算機網絡與通信技術概述
1．1網絡技術網絡技術興起于上世紀90年代中葉，是一種基于計算機的數(shù)字信息交換技術，其將互聯(lián)網上分散的數(shù)據資源信息整合后，全面共享和高效協(xié)調這些信息資源的呈現(xiàn)，使互聯(lián)網用戶可以方便的獲取和使用該信息資源［3］。網絡技術提供的信息資源在具體提供過程中實際上需要調動大量設備資源和互聯(lián)網資源，該過程需要調動的各項資源主要包括傳感器、網絡、大型數(shù)據庫、專家資源、知識資源、信息資源、數(shù)據庫資源、存儲資源、高性能計算機等。目前的網絡技術，處在互聯(lián)網發(fā)展的第三階段，互聯(lián)網的功能主要在于信息資源共享。應用網絡技術，可以方便的構建小型社區(qū)網絡、企業(yè)內部網絡、家庭網絡等多種級別的局域網?；ヂ?lián)網的根本特征就是資源共享，運用網絡技術的最終目的就是消除資源孤島，因此網絡技術的應用并不強調網絡規(guī)模，而是更加注重技術效果的實現(xiàn)。
1．2通信技術通信技術還被稱作通信工程，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，也是當前使用價值極大的基礎學科之一。信息技術主要關注通信中信息傳遞與信號處理原理與應用。通常認為，計算機通信是兩個或兩個以上計算機間設置專門設備進行信息交換與傳輸?shù)恼麄€過程。通信技術，最開始采用模擬信號作為傳輸載體進行信息傳遞，如今其后則以數(shù)字信號作為信息傳輸載體進行數(shù)字信息傳輸，如今則以數(shù)據信號為載體進行數(shù)據通信。其中數(shù)據通信又分為報文、數(shù)據、電力三種數(shù)據交換方式。數(shù)據通信通常是借助網絡協(xié)議完成計算機間信息資源傳輸與共享。網絡協(xié)議就是計算機間通用的計算機通信語言，通常在不同計算機間設置相同的網絡通信協(xié)議，也正是這個網絡通信協(xié)議讓多個計算機上的信息資源完成了傳輸和共享。
2計算機控制中通信與網絡技術的應用剖析
2．1現(xiàn)場總線技術應用剖析上世紀80、90年代現(xiàn)場總線技術在國際上逐漸發(fā)展成形，該技術主要用在樓宇自動化、制造自動化、過程自動化等方面的現(xiàn)場智能設備的通信網絡?，F(xiàn)場總線技術為工廠提供基礎數(shù)字通信網絡，連接工廠現(xiàn)場生產過程和控制設備、高級管理設備間溝通，因此其還是開放的全分布控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線技術具有較為分散的功能性模塊，該結構能夠有效增強其通信穩(wěn)定性，同時有利于現(xiàn)場總線設備的后期維護保養(yǎng)。現(xiàn)場總線技術的主要內容包括數(shù)字通訊、計算機、控制、智能傳感等技術，是一項綜合性的通信與網絡技術，是自動化技術發(fā)展的熱點技術，目前在世界范圍內被廣泛應用，且因此引起自動化系統(tǒng)結構與設備發(fā)生革命性變化。當前很多極具實力的知名企業(yè)都在致力于現(xiàn)場總線技術的研發(fā)和相關產品推廣?，F(xiàn)場總線設備通常設在過程設備底層，用來提供工廠用設備級基礎通訊網絡，其具有成本低廉、安全性好、通信協(xié)議簡單、容錯能力強等特點。具體應用中，現(xiàn)場總線技術還要求很高的實時性和時間確定性，同時還有信息交換頻繁、多進行短幀通信、負載穩(wěn)定性好的特點?？傮w而言現(xiàn)場總線技術具有安全性高、穩(wěn)定性好、兼容度寬、技術成熟的多項優(yōu)勢，基于自身因素存在的技術弊端主要在于共享資源和傳輸數(shù)據的速度相對緩慢，該技術用于計算機間通信相對弱勢，具體而言總線標準復雜度高，發(fā)生問題后防控難度較大。
2．2以太網應用剖析以太網是一種廣為應用且技術優(yōu)勢顯著的計算機控制技術，其優(yōu)勢在于網絡通信成本低、通信數(shù)據傳輸速度極快、不存在總線標準的復雜協(xié)議問題且具有極為廣泛的應用范圍。采用以太網進行數(shù)據傳輸和共享，能夠實現(xiàn)高質量的網絡通信、信息傳輸、資源共享效果。以太網具有極為驚人的市場發(fā)展?jié)摿?，目前被網絡和通信技術的相關市場廣泛認可和看好其發(fā)展前景。目前，以太網已經將其應用范圍擴展到工業(yè)應用領域。以太網在具體應用上，和現(xiàn)場總線技術不同，其在傳播速度和效率上遠遠超過現(xiàn)場總線技術。以太網在應用領域中有著遠超現(xiàn)場總線技術的超寬兼容度，應用實踐中信息傳遞的整個過程能夠表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。但在具體應用場景中，以太網傳輸信息的安全性和可靠性要遠弱于現(xiàn)場總線技術，簡單而言以太網對現(xiàn)場設備控制比之現(xiàn)場總線技術相對弱勢，其在遠距離的信息傳輸上更具優(yōu)勢。
2．3網絡和通信技術的綜合應用分析目前，網絡和通信技術已經廣泛應用在互聯(lián)網和通信領域中，例如電子數(shù)據業(yè)務、個人移動通信、電子信箱、即時通信等多個領域。計算機控制中應用網絡與通信技術的主要作用有:(1)降低能耗，高效推動信息資源互聯(lián)共享。借助智能信息終端，方便存儲和獲取互聯(lián)網上存儲的數(shù)據、圖像、聲音等目標信息資料。網絡與通信技術的廣泛應用可以提升信息傳輸效率，降低數(shù)據重復輸入的次數(shù)，減少數(shù)據存儲管理占用的人財物資源，提升了信息的供給效率。(2)可實現(xiàn)遠程教學，推動文化交流與傳播。當前教學活動中比較流行的慕課和微課教學都是采用了互聯(lián)網遠程教學方式進行網絡教學，該類教學方式能夠更好的分享優(yōu)質教學資源，對傳統(tǒng)教學模式是一個很好的教學形式補充，并有利于推動成人教育、職業(yè)教育和終身教育的發(fā)展。借助網絡和通信技術實現(xiàn)遠程教學在技術上的瓶頸突破，為教育資源傳播的開放性和公平性做好了技術支撐，有利于提升社會文化資源交流的頻密度和傳播的遠度。(3)在氣象領域得到廣泛應用。我國發(fā)射的風云系列衛(wèi)星，通過網絡和通信技術廣泛傳播氣象資訊，有效的保護了我國人民的日常生產和生活行為，為人們安全出行和安全生產提供了良好的防范預報。
3結語
現(xiàn)代社會經濟高度發(fā)展和繁榮的今天，通信與網絡技術的應用幾乎在人們的日常生產和生活中占據不可分割的重要地位。通信和網絡技術的多樣化應用讓工業(yè)生產更加高效和便捷，讓普通民眾的生活更加的豐富多彩。在計算技術控制中網絡和通信技術的應用實踐上，總線技術和以太網各具優(yōu)勢和缺陷，在具體選用時還需要根據應用場景的特點來匹配適合的技術方案。
作者：石建茂 單位：公誠管理咨詢有限公司
1主要控制功能需求
1.1變配電系統(tǒng)
1.1.1遙測、遙信對象附樓配電室技術屏低壓I段主供回路、附樓配電室技術柜低壓II段備供回路、附樓配電室動力屏低壓供電回路、新聞網配電柜低壓I段主供回路、新聞網配電柜低壓II段備供回路、動力站新聞網低壓I段送電回路、動力站新聞網低壓II段送電回路、動力站全臺網低壓I段送電回路、動力站全臺網低壓II段送電回路。
1.1.2遙測信號每個供電回路線電壓：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遙信信號每個供電回路分閘信號、合閘信號。
1.2通風空調風機控制系統(tǒng)
1.2.1遙信、遙控對象排風機1#、排風機2#、排風機、1#回風機（備用）、2#回風機（備用）、3#送風機、3#回風機、4#送風機、4#回風機、5#送風機、5#回風機、1#送風機、2#送風機、1#回風機、2#回風機、1#送風機（備用）。
1.2.2遙信信號允許自動信號、停止/運行信號、熱繼電器故障信號、起動故障信號。
1.2.3遙控信號起動信號、停止信號。
1.3遙控信號發(fā)出當遙控信號發(fā)出后，風機實際未動作，經過延時后，發(fā)出操作故障信號，彈出報警窗口。
1.4日報表功能每日每小時記錄一次所有供配電回路負荷情況，并附報表打印輸出。
1.5供電回路負荷歷史數(shù)據查詢以歷史趨勢圖形式查詢，可按10min，任意時間段進行歷史負荷查詢。
1.6風機控制記錄查詢以歷史趨勢圖形式查詢，可按10min，任意時間段查詢風機運行狀態(tài)。
1.7報警事件查詢熱繼電器故障信號、起動故障信號查詢。
1.8操作事件查詢對操作事件情況進行查詢。
2控制系統(tǒng)開發(fā)
2.1色彩選擇金屬灰為背景，藍色、黑色為字體主色，紅色為強調。
2.2操作以菜單為主，按鈕為輔，主系統(tǒng)圖設置人性化開關點擊等靈活多樣的操作方式。
2.3主要畫面設置低壓配電系統(tǒng)圖、低壓系統(tǒng)遙測、日報表、風機控制、風機控制記錄、事件查詢、報警查詢、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；所有開關柜斷路器位置均設置有透明按鈕，點擊后打開各開關詳細的遙測畫面；所有開關柜均判斷開關分閘/合閘狀態(tài)，并根據判斷情況進行紅綠色顯示（如圖3）。
3.2低壓遙測畫面主要顯示每一開供電負荷的實時數(shù)據，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)；用棒圖形象顯示負荷情況；用歷史趨勢圖顯示負荷情況（如圖4）。
3.3日報表查詢每天每小時記錄一次三相負荷電流形成日報表，并計算一天中的最大值、最小值、平均值?？刹樵兠恳惶斓娜請蟊恚_到900操作權限可對報表進行打印、刪除等操作。
3.4風機控制達到800操作權限，可進入風機控制畫面。畫面設置16臺風機操作功能區(qū)；當就地/集中操作開關處于就地操作時，計算機不進行集中操作，但可對其運行狀態(tài)進行遙測；當就地/集中操作開關處于集中操作時，計算機可進行集中起動/停止操作，并對其運行狀態(tài)進行遙測。
3.5風機控制記錄采用歷史趨勢圖，對風機運行狀況進行記錄，可查詢每臺風機的運行狀況，進行10min查詢，參數(shù)查詢，定義記錄筆查詢。
4總結
本項計算機控制技術的成功運用，使云南廣電局動力站大大提高了供電可靠性，降低了工作人員的勞動強度，起到了節(jié)約勞動成本，提高勞動生產率的良好效果。特別是精細的供電監(jiān)控方式，以DCS控制理論，實現(xiàn)了通風空調送風機、排風機通過PLC進行計算機監(jiān)控，用戶對此給予了很高的評價。
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，計算機控制逐漸滲透到各個領域，并且發(fā)揮著積極的作用。我國進入二十一世紀以來，計算機技術和通信技術的結合始于上世紀，并且經歷了幾十年的發(fā)展歷程。據此，通過對網絡通信技術與計算機控制的介紹，闡述了通信技術的重要作用及其計算機控制中的作用。
關鍵詞：網絡與通信技術；計算機控制；應用；發(fā)展
計算機網絡技術與通信技術之間的結合使得信息通信的質量逐漸提高。是現(xiàn)代信息通信的主要特征之一。隨著我國移動網絡使用人數(shù)增多，網絡速度和安全性的提高成為一種必然。對計算機的發(fā)展而言，網絡的發(fā)展是滯后的，它應以計算機為基礎。目前，我國網絡通信已經達到了一個很高的水平。筆者將二者之間的關系以及網絡與通信技術在計算機控制中的運用進行了具體的分析。
1計算機網絡和通信技術相關概述
網絡技術是計算機與通信技術二者之間的結合，網絡技術對各個領域均有積極的影響。將不同區(qū)域的計算機通過設備天線進行連接，可以實現(xiàn)網絡資源的共享。網絡系統(tǒng)分為通信網絡與資源網絡量部分，包括電纜、無線通信和電話線通信等相關內容。通過一系列的線路和設備就可以保證節(jié)點之間的無障礙通信，硬件、軟件和數(shù)據庫均可以共享。在計算機網絡中，常見的設備包括網管、網橋、中繼器、路由器和交換器。交換方式包括電路交換、報文交換和分組交換三種，信息在計算機之間的信息共享與傳輸多是依靠通信協(xié)議來完成，計算機協(xié)議可以在不同計算機之間使用，信息共享更加方便。
2網絡與通信技術在計算機控制中的發(fā)展過程
2．1聯(lián)機時期特征。聯(lián)機是指通過中央處理器將不同區(qū)域的計算機連接在一起，共同發(fā)揮作用，聯(lián)機時期是計算機控制的第一階段，信息的交換需要核心處理器的指揮與預算，同時中心處理器要具有數(shù)據的儲存和收集功能。但是隨著計算機接入的增多，核心處理器的工作量增大，處理速度就會下降，最終不能滿足運行需求。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)據處理器的速度因此得到基本保證。但是此階段還不能實現(xiàn)全面的網絡連接。2．2互聯(lián)網時期?；ヂ?lián)網時代的到來是隨著互聯(lián)網的快速發(fā)展，是指將不同的計算機之間互聯(lián)形成統(tǒng)一的網絡系統(tǒng)?；ヂ?lián)網時代的信息的共享和交換成為一種必然。互聯(lián)網可以將信息進行收集和存儲，同時也可以完成通信系統(tǒng)信息的交換和控制，具有獨立性，并且封閉性較好，可以很好的避免的網絡風險，資源共享的效果不如從前，網絡之間互通存在困難。2．3標準化網絡時期。標準化網絡時代始于上世紀80年代，這一時期隨著集成電路和微處理器的使用，計算機網絡更加合理化，既可以實現(xiàn)獨立的運行，又能夠保證信息運行的共享和互聯(lián)。計算機的體積也逐漸縮小，逐漸接近現(xiàn)代我們所見的微型計算機。在計算機的運行速度上，較以往有很大的提高。網絡的安全性極大的提高，并且局域網是通過路由器等設備連接，實現(xiàn)信息的傳輸與共享。2．4高速網絡和互聯(lián)時期。隨著我國網絡與世界接軌，信息高速公路這一概念提出。高速的網絡開始出現(xiàn)，信息傳輸和處理速度達到了空前新高。尤其是在網絡通信上，基于互聯(lián)網的信息高速公路已經在世界范圍內建立，信息資源共享十分方便。
3計算機控制中的主要網絡與通信技術
3．1以太網以太網是計算機控制技術的典型網絡，具有較多的優(yōu)點。隨著計算機網絡速率的提高，其應用也不斷的增加，這一技術的成本較低，通信速率低，且影響因素較少。以太網已經在各個地區(qū)開始使用，但是還具有較大的開發(fā)空間。對于以太網的研究，應集中于資源的開發(fā)上，我們知道以太網包含了大量的資源，如何將其正確的應用于計算機控制中，是下一階段的主要任務。以太網已經在商業(yè)和工業(yè)領域具有廣泛的應用，并且其特點明顯，以太網不僅注重信息通信共享，還對信息共享起著主宰作用。3．2現(xiàn)場總線技術現(xiàn)場總線技術是計算機控制的主要方式之一，其應用可以保證現(xiàn)場設備的正常運行，將網絡有效的連接?，F(xiàn)場總線技術將基帶傳輸作為基本方式，具有較高的安全性和較強的抗干擾能力。新廠總線采用獨立的功能模塊，相互之間不造成影響，這使得維護變得方便。另外該技術的開放式互聯(lián)則實現(xiàn)了各個層次之間的練習，在通信協(xié)議的約束下，信息可以統(tǒng)一?，F(xiàn)場總線技術在近年來的應用較多，其兼容性、安全性和可靠性成為其廣泛應用的主要原因，但是其運行中依然存在一些問題，比如傳輸速度不高，總線較為復雜，其設計與以太網之間存在較大的差別，對于網絡的傳輸而言，以太網的優(yōu)勢更加明顯。在現(xiàn)階段，依然需求兩種技術相互配合。將兩種技術聯(lián)合使用的優(yōu)勢在于，第一，能源消耗減少，并且可以對數(shù)據進行全面的分析，共享能力增強，通過終端設備可以輕松的獲得網絡區(qū)域的計算機的聲音、圖像和數(shù)據信息，減少多次輸入的麻煩，減少成本使用。通過網絡通信技術進行遠程教學，是文化得到傳播。衛(wèi)星通信已經成為現(xiàn)代遠程授課的一種方式，這一技術深入到教育行業(yè)，并在該領域取得了不錯的成就。第二，在網絡通信過程中，遠程技術的覆蓋能力逐漸增大，對傳統(tǒng)的學校教育起到了很好的補充作用。尤其使教學的開放性與教育的覆蓋面積更加廣泛。第三，對于現(xiàn)代通信而言，計算機控制已經在廣播、電視等方面取得了很高的成就，基于網絡通信的廣告業(yè)發(fā)展，也使得本國文化與不同民族之間的聯(lián)系更加頻繁。對世界各國之間的網絡交流而言，合作是必然的，在民主發(fā)展過程，民主藝術則是通過通信技術快速的傳播，針對不同的民族特點，網絡通信技術則應從繼承和發(fā)展開始。網絡通信技術的應用能夠將這些特有的文化傳統(tǒng)進行很好的保護和繼承，防止其被破壞。第四：網絡與通信技術在氣象報道上具有積極作用，可以準確的報道氣象狀況，現(xiàn)代人已經可以輕松獲得天氣信息，方便行動。3．3應用實例網絡與通信技術在我國計算機控制中的運用十分廣闊，比如上海的模擬呼吸系統(tǒng)就是我國建立的首個模擬尋呼系統(tǒng)，數(shù)字呼吸系統(tǒng)也是計算機控制系統(tǒng)的代表。對于網絡技術的發(fā)展來說，計算機需要接收端和發(fā)射端共同作用，集成電路在這一過程中會發(fā)揮積極的作用。近年來，對網絡與通信技術的發(fā)展對于計算機交換機設備的研發(fā)提出了新的要求，隨著以太網也不能適應網絡的快速發(fā)展，對交換機和用戶的分析與維護就成為計算機控制中的主要任務。需要改變以往的預先控制方法，實現(xiàn)程序化，并對存儲器進行信息的保存。交換機執(zhí)行后，可以通過使用換號碼的方式實現(xiàn)相關程序，對計算機的變革使得網絡通信進一步發(fā)展，在我國計算機控制已經深入到工業(yè)、服務業(yè)等多個領域，對新的網絡模式而言，計算機變革將進一步進行。
4總結
對于移動通信網絡的發(fā)展而言，經歷了幾個階段。我目前我國網絡通信技術已經空前先進，對于計算機控制起到積極作用。通過計算機控制來影響其他領域或行業(yè)，要進一步明確其積極作用，筆者將網絡與通信技術的應用過程進行了具體的分析，闡述了不同時期的計算機網絡與通信技術的發(fā)展與應用。以便于推進我國計算機控制的發(fā)展以及其在各個領域中的作用。
作者:李景純 單位:廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司
摘要：詳細闡述了汽車綜合性能檢測站計算機控制系統(tǒng)的問題預防和維護工作，以期能為相關人員提供有益的參考和借鑒。
關鍵詞：汽車；綜合性能；檢測站；控制系統(tǒng)
汽車綜合性能檢測站是以計算機為核心的測量和控制系統(tǒng)。因此，計算機控制系統(tǒng)的正常運行對汽車綜合性能檢測站有著重要的作用，我們要做好計算機控制系統(tǒng)的維護工作。
1計算機控制系統(tǒng)可靠性問題的預防
1.1供電的可靠性
電源是整個系統(tǒng)的命脈，會在很大程度上影響系統(tǒng)的可靠性。制動檢驗臺電動機的啟停、底盤測功機渦流機的運行等都會造成供電網絡電壓大幅漲落，從而導致電壓不穩(wěn)，給計算機控制系統(tǒng)造成很大的干擾。實踐表明，在計算機控制系統(tǒng)外部干擾引起的故障中，80%以上是由電源干擾引起的。計算機控制系統(tǒng)的供電原則是：①空調、照明等動力設施與計算機、工位機應分別供電；②工位機采用穩(wěn)壓電源，以保證AC220V的穩(wěn)定；③服務器和計算機要采用不間斷電源（UPS）供電，以防信息丟失；④三相負載要均衡；⑤工位機內交、直流電源線分開線槽走線，信號線與地線、電源線盡量不交叉，以減小交流電源對直流電源線和信號線的感應干擾。正確接地也是計算機控制系統(tǒng)抑制干擾的重要手段，接地原則是：工位機和設備采用串聯(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，然后連接到接地母線；接地裝置最好埋在距檢測車間10～15m處。
1.2線路的可靠性
在自動檢測線上，每個工位的模擬量、開關量的輸入和輸出是必不可少的。電氣設備漏電、接地系統(tǒng)不完善或傳感器絕緣性能不高等都會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，則各線路會通過電磁感應相互干擾，尤其是將－12～12V的信號線和交流380V、220V電源線綁扎在一起，其干擾更為嚴重——輕則使弱電信號出現(xiàn)誤差，重則會覆蓋住傳感器等的弱電信號。在安裝計算機控制系統(tǒng)時，要按信號類別將信號線與電源線、強電線與弱電線、模擬量線與開關量線、交流線與直流線等分開線槽走線，以減少各種耦合干擾；不同類型的信號要分別用不同電纜傳輸，信號電纜應按信號種類分別布置傳輸，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號，避免信號線與動力電纜靠近并平行布置；要對傳感器信號線和光電開關信號線采取屏蔽措施，將正確接地與屏蔽結合起來抑制干擾；對于模擬信號線，一律采用屏蔽電纜走線方式，同時穿鋼管屏蔽保護，將屏蔽層接地，以減少靜電干擾。另外，較短的信號線可以采用雙絞線，雙絞線上產生的大小相等、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、設備控制柜的設計采用模塊化、通用化的方式，以便故障查詢和更換。對于硬件電路，特別是主控板，要在其關鍵點上設計LED指示燈和報警裝置，以便維護。比如控制舉升器升降的繼電器吸合電路可用LED指示燈來標識其工作狀態(tài)；I/0通道中光電開關信號采用光電耦合器隔離，傳感器信號采用隔離放大的方法來抑制干擾。硬件濾波電路是計算機控制系統(tǒng)中的重要組成部分。傳感器信號在接入放大器前，可在信號線與地間并接電容，以減少共模干擾，并在信號兩極間加裝濾波器，以減少差模干擾。將常用RC濾波器接在一些低頻信號的傳輸電路中，例如側滑檢驗臺的差動變壓器輸出端，可以有效削弱各類高頻干擾信號。為保證整個計算機控制系統(tǒng)在局部發(fā)生故障時也能夠正常工作，可以在工位機里設置一些備用部件。一旦發(fā)生故障，就啟動備用部件。
1.4軟件設計的可靠性
對整個計算機控制系統(tǒng)而言，軟件抗干擾技術是防止計算機控制系統(tǒng)受到可預知干擾或當計算機控制系統(tǒng)受到干擾后使其恢復運行，或輸入、輸出信號受到干擾后，使計算機能去偽存真的一種軟件支持技術。開發(fā)計算機控制系統(tǒng)時，可通過軟件提高其可靠性，同時降低生產成本，減少維修時間。干擾信號是隨機的，可以利用計算機控制系統(tǒng)的自檢與診斷、軟件陷阱、軟件濾波和中斷處理等提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性，特別是非周期性的隨機干擾信號，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，得到一個轉換的數(shù)據系列，通過某種處理后，得到一個可信度較高的結果。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。在軟件設計時，可使系統(tǒng)具備掉電保護功能，以提高其可靠性。例如進行現(xiàn)場保護，即保存當時重要的狀態(tài)參數(shù)，當電源恢復正常時，計算機重新復位，恢復現(xiàn)場，繼續(xù)完成未完成的工作。
2計算機控制系統(tǒng)可靠性的維護
計算機控制系統(tǒng)可靠性的維護可以從以下幾個方面入手：①注意服務器、各工位機以及設備周圍的環(huán)境、溫度、濕度和灰塵等狀況，一定要采取通風、防塵等措施，避免陽光直射。②定時用毛刷、吸塵器等清除工位機機柜和計算機控制柜內的灰塵。檢測車間的空氣中含有大量灰塵、煙粒和粉末，一旦它們落在計算機控制系統(tǒng)內工位機、計算機控制柜的印制線路或元器件上，就會引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導致元器件和印制線路損壞。③經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、通風是防止服務器、計算機和工位機過熱的重要手段。為此，工作人員應每天檢查各冷卻風扇運轉是否正常，每半年或一個季度檢查風道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象。如果過濾網上灰塵積聚過多，則應及時清理，否則計算機控制柜內的溫度就會升高（一般不允許超過55℃）。⑤盡量少開工位機機柜的門。有的檢測站在夏天打開柜門散熱，這種方法不可取，因為這會導致計算機控制系統(tǒng)加速損壞。正確的方法是降低計算機控制系統(tǒng)的外部環(huán)境溫度。因此，應該嚴格規(guī)定，除非進行必要的調整和維修，否則不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時敞開柜門。⑥利用Windows維護工具定期整理硬盤、備份數(shù)據庫，并且只有具有一定權限的人才可以訪問數(shù)據庫。計算機要定期査、殺毒，殺毒軟件也要及時更新。
3結束語
綜上所述，為了確保汽車綜合性能檢測站的正常運行，我們要重視和做好計算機控制系統(tǒng)可靠性的問題預防和維護的工作，并要采取有效措施保障計算機控制系統(tǒng)的可靠性，從而促進汽車綜合性能檢測站工作的開展。
作者:鄒夏驍 單位:惠州市汽車運輸集團有限公司
1高等職業(yè)教育實踐教學中存在的問題
教育部在《關于加強高職高專人才培養(yǎng)工作的若干意見》中明確指出：“人才培養(yǎng)模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業(yè)性，實驗、實訓、實習是三個關鍵環(huán)節(jié)?！盵1]實驗、實訓、實習等實踐教學是培養(yǎng)學生職業(yè)技能、鍛煉學生職業(yè)意識、實現(xiàn)高職培養(yǎng)目標的主體教學環(huán)節(jié)之一。高等職業(yè)院校的教師開展實踐教學活動，要以培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力為主，以職業(yè)的典型工作任務為導向，鍛煉企業(yè)所期望的工作能力，增強職業(yè)意識，強調教學過程的實踐性和職業(yè)性。但目前職業(yè)教育實踐教學中的幾個問題需引起我們的注意。第一，現(xiàn)有實驗設備制約著學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。目前，實驗設備大多采用以實驗模塊為基本單元的實驗箱形式，往往以最基本的認知性和驗證性實驗為主，綜合性、創(chuàng)造性實驗很難實施。對于這樣的實驗，學生是被動的，是為完成任務而做實驗，因而無積極性可言。第二，傳統(tǒng)的實踐教學過程大多圍繞硬件實物，在實驗室、實訓室或企業(yè)車間等場所實施，因其直觀易感性和接近生產實際，向來都是高職實踐課程的主流教學方式。然而這種教學方式存在先天不足，因其投入大、適應性差且難于開放，往往使實踐教學過程面臨窘境[2]。對沒有實踐經驗的學生來說，設計過程中容易造成器件和儀器儀表的損壞，故開展實踐教學需要購置的元器件數(shù)量增多，開支增大。第三，實踐性很強的專業(yè)課程學時有限，而設計型的實踐項目要求學生在學習原理圖的基礎上設計出實物來，若原理圖不正確會影響實物設計，延長學生的設計時間，又影響學習進度。
2虛擬仿真技術的優(yōu)勢
伴隨著計算機軟件和硬件技術的發(fā)展，各種虛擬仿真系統(tǒng)為實際系統(tǒng)的開發(fā)提供了可靠的保證，運用虛擬仿真技術進行實踐教學有以下優(yōu)勢：(1)培養(yǎng)學生職業(yè)技能。圍繞模擬和仿真條件開發(fā)的虛擬實驗實訓項目，是參考專業(yè)技術領域有關生產要素及崗位能力要求而開發(fā)的。通過訓練，可增強學生實踐技能，提高創(chuàng)新能力和就業(yè)競爭力。(2)教學成本低?；谟嬎銠C軟件的虛擬仿真技術實踐教學模式，在多媒體機房或專業(yè)實訓室安裝計算機仿真軟件即可開展實踐教學活動，維護、維修和管理工作量小，節(jié)約了教學成本。
(3)提升綜合效益。借助Matlab，Proteus等軟件強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行先期的軟硬件調試，再利用儀器儀表的輸入輸出功能對實驗結果進行檢測，待仿真結果基本理想時再進行實際的硬件調試。這樣，一方面學生了解應用系統(tǒng)硬件電路結構，鍛煉了編程技術，也學習了儀器儀表的使用，提高了設計水平；另一方面開發(fā)過程高效，損失減少，解決了實驗室資源緊張的問題[3]。
3計算機控制系統(tǒng)虛擬實驗室的建設
充分利用現(xiàn)代信息技術，圍繞具有模擬和仿真條件的校內多媒體實驗機房或實訓室，著力開發(fā)其虛擬實驗、實訓項目，充分發(fā)掘其教學功能，為實訓操作前理論與實踐結合的教學提供有效途徑。開發(fā)的計算機控制系統(tǒng)虛擬實踐教學項目舉例見表1，并以項目三為例，證明虛擬實驗室可以鍛煉學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輔助設計與仿真
電阻爐是一個具有自平衡能力的對象，可以近似為帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)。根據被控對象實驗數(shù)據，可確定被控對象的純滯后時間τ＝72s和對象時間常數(shù)Tp=2min，其比例τ/Tp＞0.5，故采用帶有Smith預估器的數(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預估器的數(shù)字PID控制系統(tǒng)仿真模型根據被控對象時間長短并結合工程經驗，確定采樣周期為1s，調試比例系數(shù)kp、積分系數(shù)ki，使系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定，沒有超調，使單位階躍響應輸出曲線的上升時間滿足設計要求，可得仿真結果(如圖2，圖3所示)。由圖2可知，引入Smith預估器后，閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應曲線無超調，只是在時間上滯后τ＝72s；由圖3可知，控制系統(tǒng)單位階躍響應輸出曲線的上升時間小于6s。采用帶有Smith預估器的數(shù)字PID控制算法可實現(xiàn)對電阻爐溫度的純滯后補償控制。圖2Smith預估控制系統(tǒng)仿真結果圖3Smith預估控制系統(tǒng)仿真結果局部放大圖經此虛擬設計，學生可結合對電阻爐溫度對象的控制，學習smith預估控制器的設計原理及參數(shù)調試方法、技巧，為實際對象的控制及控制方法的合理選擇積累經驗。
3.2輸入溫度檢測信號Proteus輔助設計與仿真
電阻爐的溫度檢測采用鎳鉻－鎳硅熱電偶，經信號調理電路轉換成單片機方便識別的電壓信號，再經A/D轉換器輸入單片機。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，經編譯后向CPU(AT89C51)加載源程序，仿真運行、調試?？傻玫捷斎霚囟刃盘枌?位二進制電壓值，再經顯示電路顯示對應的溫度值，同時根據實際情況輸出對應的控制信號，達到控制溫度的目的。圖4模擬量輸入通道的仿真運行與觀測經此虛擬設計，學生可學習A/D芯片ADC0809轉換性能及編程方法，掌握A/D轉換器與單片機接口軟硬件設計方法。
3.3項目報告
每一個項目，學生都要寫出包括項目研究概論、方法與手段、查閱資料情況、完成形式、得失經驗等內容的總結報告，將理論教學和工程訓練有機結合，將企業(yè)真實的“崗位任務”轉換成職業(yè)院校的“學習任務”[5]。這樣，既能提高學生學習的主動性、參與性，又可提高學生對設計全過程的理解和掌握，改變以往實驗只走簡單操作過程的驗證性實驗形式，提高學生對具體問題進行深入探索的主動性，從而培養(yǎng)學生一定的科研思維能力。
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(1)Matlab，Proteus等仿真軟件在計算機控制系統(tǒng)教學中的應用，提高了學生的學習興趣和創(chuàng)新能力，對學生職業(yè)能力的培養(yǎng)具有現(xiàn)實意義。
(2)利用虛擬仿真軟件替代價格昂貴的實驗設備和測試儀器，可在課堂上進行仿真分析，便于學生深入理解和掌握概念；同時，實驗結果可用來指導實際系統(tǒng)的設計，減少實物實驗調試和耗材，既提高教學效率，又節(jié)約教學成本。
(3)仿真不能完全代替實物，在利用Matlab，Proteus等軟件進行仿真分析的基礎上將其應用于實物系統(tǒng)，才能真正將校內實踐教學與企業(yè)實際工作崗位需求有機銜接與融通。
本文依據某洗煤廠提供的洗煤廠計算機控制系統(tǒng)設計參數(shù)及技術性能要求設計。目前原設備生產能力為150萬t/a，技術改造后為200萬t/a，結合該礦建設標準，地面生產系統(tǒng)主要工藝裝備均采用生產效率高、運行可靠的先進設備，但不具備遠程管理監(jiān)控功能，無法實現(xiàn)集中管理。本文是在此基礎上實現(xiàn)全自動監(jiān)控系統(tǒng)的改造。
1洗煤廠計算機控制系統(tǒng)的類型確定
當前分布式計算機控制的類型有：集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和網絡控制系統(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，實現(xiàn)功能上和地理上的分布控制，同時通過高速數(shù)據通道把各個分散點的信息集中起來，進行集中監(jiān)視和操作，實現(xiàn)了復雜的控制和優(yōu)化。DCS的設計原則是分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協(xié)調；
（2）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FieldbusControlSystem-FCS）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是20世紀80年代中期在國際上發(fā)展起來的新一代分布式控制系統(tǒng)結構。它采用了不同于DCS的“工作站-現(xiàn)場總線-智能儀表”結構模式，降低了系統(tǒng)總成本，提高了可靠性，且在統(tǒng)一的國際標準下可實現(xiàn)真正的開放式互連系統(tǒng)結構，因此它是新一代的分布式計算機控制系統(tǒng)；
（3）網絡控制系統(tǒng)NCS（NetworkControlSystem）網絡控制系統(tǒng)是通過網絡形成的反饋控制系統(tǒng)。在網絡控制系統(tǒng)中，被控制對象與控制器以及控制器與驅動器之間是通過一個公共的網絡平臺連接的。它是一種空間分布式系統(tǒng)，通過網絡將分布于不同地理位置的傳感器、執(zhí)行機構和控制器連接起來，形成閉環(huán)的一種全分布式實時反饋控制系統(tǒng)。它具有信息資源共享、易于擴展、連接線數(shù)減少、效率高、易于維護、性能可靠等優(yōu)點。盡管NCS比傳統(tǒng)的計算機控制方式具有許多優(yōu)點，但由于數(shù)據在網絡中傳輸，使數(shù)據包在傳送的過程中不可避免地會產生排隊或碰撞，導致數(shù)據傳輸延遲，從而使控制系統(tǒng)產生時滯，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其跟隨性。因此本系統(tǒng)根據現(xiàn)場的條件，選擇了基于工業(yè)以太網的現(xiàn)場總線控制方式。某洗煤廠生產工藝流程如圖1所示。圖1洗煤廠生產工藝流程圖根據圖1可知，該選煤廠具有車間分散、設備分散，生產連續(xù)，各環(huán)相扣，數(shù)據多，處理量大的工藝流程特點，因而采用了基于光纖環(huán)網冗余的工業(yè)以太網+PROFIBUS現(xiàn)場總線+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洗煤廠計算機控制系統(tǒng)的網絡組建
通過圖1對洗煤廠生產工藝的研究，統(tǒng)計出需要控制的系統(tǒng)包括集控樓集控室、動篩車間、洗選車間、壓濾車間、篩分車間、原煤配電室和西泵房等幾個系統(tǒng)。系統(tǒng)采用1臺總配電柜+1臺工作站+3套西門子S7-3003152DPPLC主站+3套ET200S分站+PROFIBUS現(xiàn)場總線+ROFINET總線+工業(yè)以太網控制?？紤]數(shù)據遠距離傳輸?shù)臏蚀_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)以太網通訊方式和冗余系統(tǒng)形成選煤廠環(huán)形工業(yè)以太網，系統(tǒng)提供豐富的模塊多樣化設計，可支持熱插拔。
2.1現(xiàn)場總線PROFIBUS
PROFIBUS是一種不依賴于設備生產商的國際化、開放式現(xiàn)場總線標準，用于現(xiàn)場設備層或工廠自動化車間級監(jiān)控的數(shù)據通信與控制的現(xiàn)場總線技術。可實現(xiàn)現(xiàn)場設備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網絡，從而為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設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層是面向網絡的，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)場設備級控制）、PROFIBUS－PA（ProcessAutomation該總線具有本征安全規(guī)范，適合于本質安全的場合，可使傳感器和執(zhí)行機構聯(lián)在一根總線上，為過程自動化而設計）、PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification，該總線是一個令牌實時多主網絡的結構，用于車間級監(jiān)控網絡）。PROFIBUS傳送速度可在9.6kbit/s~12Mbit/s任意選擇，因此PROFIBUS可適應于不同控制對象和通信速率等要求，開放性好并且技術成熟，所以在該洗煤廠的車間級采用了PROFIBUS現(xiàn)場總線作為現(xiàn)場設備級的分散的I/O通信。根據要求，在篩分車間配電室及原煤配電室設立一個ET200S遠程I/O站，實現(xiàn)遠程控制，ET200S是西門子PLC的遠程模塊，通過西門子的PROFIBUS-DP總線將該ET200S作為子站掛靠在動篩車間PLC控制分站，通過總線的形式將采集的現(xiàn)場信號和對現(xiàn)場的控制信號由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，在西泵房設計一個ET200M遠程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)場總線接口,并通過工業(yè)以太網交換機接入管控中心。
2.2工業(yè)以太網
雖然PROFIBUS的協(xié)議結構是以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)場總線之間雖可通過網關進行互換，但設備和裝置之間的操作性和互換性就幾乎不存在；現(xiàn)場總線的數(shù)據吞吐能力只適合于底層應用層，對管理層因其對實時性要求非常高，現(xiàn)場總線滿足不了要求，因此采用功能更強大的工業(yè)以太網將洗煤廠現(xiàn)場控制系統(tǒng)聯(lián)接起來組成環(huán)形自愈網，提高系統(tǒng)的數(shù)據傳輸速度及可靠性。所謂工業(yè)以太網就是結合以太網技術和TCP/IP技術開發(fā)出來的一種工業(yè)通信網絡。洗煤廠的工業(yè)以太網設計如下：（1）基本類型按照以太網傳輸速率大致可分為4種：10Mbit/s工業(yè)以太網、100Mbit/s工業(yè)以太網、1Gbit/s工業(yè)以太網、10Gbit/s工業(yè)以太網，根據現(xiàn)場及需方要求采用1Gbit/s工業(yè)以太網。（2）網絡硬件①傳輸介質傳輸介質主要根據網絡連接距離、數(shù)據安全、傳輸速率來確定，在工業(yè)以太網中常用的傳輸介質有屏蔽雙絞線（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，因此在本設計中采用光纖作為傳輸介質；②工業(yè)以太網交換機在本系統(tǒng)中由于采用OLM光纖環(huán)網的拓撲結構，以及數(shù)據的檢測采用載波偵聽多路復用的方式，使系統(tǒng)傳輸延時，可靠性降低，采用工業(yè)以太網交換機可有效地改善系統(tǒng)的特性。本設計采用了MIER系列的以太網交換機。MIER-5428系列自愈環(huán)光纖交換機是由24個10/100Base–TX或10/100Base-FX/BX端口以及4個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)時冗余倒換時間小于300ms，另可提供1個1000M以上聯(lián)口與核心交換機上聯(lián)。MIER-5428支持MR-Ring自愈環(huán)，適合用作中心端交換機，最大的特點是支持多組自愈環(huán)網，可由用戶自行設定自愈環(huán)的環(huán)路端口，與MIE-5210自愈環(huán)光纖交換機組成多個自愈環(huán)網，而4個千兆口可以將多臺MIER-5428組成千兆自愈環(huán)，保證多個中心交換機之間的千兆鏈路安全；③通信處理器工業(yè)以太網通信處理器包括用在3臺S7-300站上的處理器CP343-1、PC機上的網卡CP1613，它們均提供了ITP、RJ45、AUI等以太網接口，以1000Mbit/s的速度將3臺PLC和PC連接至工業(yè)以太網上。
2.3PROFINET
PROFIBUS作為現(xiàn)場總線的一種，已經在我國得到認可，并廣泛應用在各種場所，將TCP/IP技術應用在現(xiàn)場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)以太網技術的現(xiàn)場總線，并得到了國際電子委員會（IEC）的認可。采用PROFINET將集控室和現(xiàn)場聯(lián)系起來，實現(xiàn)了管控一體化。PROFINET的物理層采用快速以太網的物理層、數(shù)據鏈路層（IEEE802.3標準），網絡層和傳輸層采用IP/TCP/UDP技術。洗煤廠計算機控制系統(tǒng)中既有對實時性沒有特別要求的過程參數(shù)設定值（如PID控制器的KP、KI、KD等參數(shù)設定），又有必須滿足實時性要求的過程采樣值，PROFINET對不同的應用要求使用相應的通信方案，解決了在同一個系統(tǒng)里有不同實時通信要求的問題。這是因為PROFINET采用IRT技術解決同步數(shù)據通信問題、采用SRT技術解決苛求時間數(shù)據通信問題、采用IP/TCP/UDP技術解決無苛求時間數(shù)據通信問題。
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、高度可擴展性的優(yōu)勢使其廣泛應用于各種工業(yè)控制場合。使用SIMATICS7-400/300控制器和ET200系列遠程I/O所構成的基于PROFIBUS-DP或PROFINET現(xiàn)場總線的解決方案，目前已經成為眾多工程項目的經典選擇。ET200S是一款防護等級為IP20，具有豐富的信號模塊，同時支持電機啟動器，變頻器，PROFIBUS和PROFINET網絡的分布式I/O系統(tǒng)。SIMATICET200S同時支持PROFIBUS和PROFINET現(xiàn)場總線；擁有CPU314功能的集成PROFIBUSDP通訊口的IM151-7CPU和具有3個PROFINET接口的IM151-8PN/DPCPU接口模塊；可以擴展最大7.5kW的電機啟動器和最大4.0kW的變頻器；擁有豐富的診斷功能，包括斷線、短路和通道級的診斷功能；對于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，使得在運行情況下也可以輕松完成模塊的更換；同時提供包括集成光纖接口的PROFIBUS和PROFINET接口模塊；洗煤廠的計算機控制系統(tǒng)的網絡結構如圖2所示。
3結語
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、PROFIBUS、PROFINET的特點，組建了關于環(huán)形以太網洗煤廠的FCS系統(tǒng)；提高了系統(tǒng)的數(shù)據傳輸速度及系統(tǒng)的穩(wěn)定性，完善了系統(tǒng)的功能，使操作更加方便、透明；為洗煤廠的計算機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了一定的參考。
計算機控制技術是自動化專業(yè)的必修課。該課程是在自動化技術、計算機技術、控制技術，通信技術和網絡技術及管理信息系統(tǒng)的基礎上發(fā)展和建立起來的，它是實現(xiàn)綜合自動化的核心技術，是一門綜合性和實踐性較強的課程［1－2］。
目前計算機控制技術課程設計多數(shù)是以圍繞單片機或8088微處理器為控制核心的實驗平臺開展的，還有部分設計是要求運用仿真軟件驗證控制算法的正確性。上述要求很可能導致學生所掌握的知識與工廠實際設備脫節(jié)。由于學生對計算機控制相關硬件設備沒有感性認識，所以導致學生經過學習，還是對計算機控制技術的內容不能合理、科學、自如地運用。利用P／T數(shù)字轉臺作為課程設計的平臺，首先，可以使學生對計算機控制技術有最初的感性認識，其次，由于該設備采用的是工業(yè)級運動控制板卡，學生在熟悉相關資料的基礎上能夠進一步理解計算機控制系統(tǒng)的構成原理及計算機控制應用程序的設計，達到將綜合專業(yè)基礎知識與工程實際有機結合，從而培養(yǎng)學生的工程實踐能力。通過資料搜集、方案分析、系統(tǒng)設計與報告撰寫的整個過程，學生可以得到科學研究工作的初步訓練。
1P／T數(shù)字轉臺實驗系統(tǒng)介紹
1．1轉臺電機控制系統(tǒng)
轉臺電機控制系統(tǒng)主要由運動控制器、具有PCI插槽的PC機、具有增量式編碼器的伺服電機、伺服電機驅動器、驅動器電源、原點開關和正／負限位開關等6個部分組成控制伺服電機時，控制器輸出＋／－10V數(shù)字電壓控制信號。采用GT系列運動控制器組成的控制系統(tǒng)典型連接如圖1所示。
1．2運動控制器
固高公司生產的GT系列運動控制器，可以同步控制4個運動軸，實現(xiàn)多軸協(xié)調運動。其核心由AD－SP2181數(shù)字信號處理器和FPGA組成，可以實現(xiàn)高性能的控制計算。它適用于廣泛的應用領域，包括機器人、數(shù)控機床、木工機械、印刷機械、裝配生產線、電子加工設備、激光加工設備等。GT系列運動控制器以IBM－PC及其兼容機為主機，提供標準的PCI總線產品。運動控制器提供C語言函數(shù)庫和Windows動態(tài)連接庫，實現(xiàn)復雜的控制功能。用戶能夠將這些控制函數(shù)與自己控制系統(tǒng)所需的數(shù)據處理、界面顯示、用戶接口等應用程序模塊集成在一起，建造符合特定應用要求的控制系統(tǒng)，以適應各種應用領域的要求。
1．3視頻采集
除運動控制以外，P／T數(shù)字轉臺還配備了Matrox的圖像采集卡和攝像頭，圖像采集卡具有16MB內存，支持模擬視頻的實時捕捉或JPEG2000壓縮／解壓縮功能。
2P／T數(shù)字轉臺實驗系統(tǒng)可實現(xiàn)的內容
2．1轉臺控制
此部分主要是對轉臺軸電機的轉動控制，在對轉臺控制編程時首先對控制卡進行初始化，在初始化過程中完成中斷屏蔽字、限位開關有效狀態(tài)、伺服濾波器零點偏移值、運動模式等設置。設定選定軸為當前軸，設置運動模式、速度參數(shù)、加速度參數(shù)，然后刷新當前參數(shù)，當速度參數(shù)發(fā)生變化時轉臺開始動作。
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臺提供的Matrox采集卡、攝像頭為平臺，通過編寫高級語言程序可以實現(xiàn)以下功能：將攝像頭捕獲的圖像顯示出來、對圖像進行處理、利用處理后圖像像素的不同查找到目標物體、求出目標物體的質心坐標［3－6］。當目標物體移動時，控制轉臺跟隨其轉動。
3題目的設計
根據實驗平臺的特點，課程設計的內容與轉臺的控制、視頻圖像的采集和圖像處理相關。為學生提供的參考資料包括固高運動控制卡使用手冊、編程手冊、圖像采集卡使用手冊以及相關函數(shù)庫，要求學生采用C＋＋或其他高級語言編制程序?？梢愿鶕W生的個體差異，設計難易程度不同的題目?！癈語言程序設計”在工科院校作為必修課開設，有了這個基礎，學生再學習C＋＋或其他的高級語言就能很快掌握。根據課程設計要求，教師可以有針對性地對圖像處理和工業(yè)控制板卡方面的編程方法進行專門的輔導，要求學生查閱相關的書籍和材料。學生在教師的指導下掌握高級語言的基本知識和操作，學會對界面和圖像編程，并學會程序的編譯、調試和執(zhí)行。“團隊協(xié)作”也是新時期對科技人才素質的要求。由于課程設計一般在2周之內完成，為了培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，可以將3人分為一個小組，然后出一些較為復雜的題目，每個學生可以根據自己的興趣選擇同一題目下的不同內容。組員間進行分工協(xié)作，共享知識信息，共同商討、論證問題的解決方案，通過相互配合、互相幫助，達到互相促進、共同提高的目的［7－10］。例如“目標跟蹤系統(tǒng)設計”，要求學生采用C＋＋或其他高級語言編制程序，實現(xiàn)視頻圖像的采集、圖像的簡單處理、控制轉臺跟蹤預先確定的目標。具體內容可以分為3個部分：第一部分要求完成界面的設計，要求界面友好、操作簡單，達到工業(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先確定的目標；第三部分要求完成轉臺的運動控制，要求加入控制算法和電機加減速控制。3部分由3個學生完成，最后通過聯(lián)調實現(xiàn)目標跟蹤的功能。
4結束語
在整個課程設計過程中，讓學生通過了解工業(yè)控制板卡和圖像采集板卡而激發(fā)了他們的學習興趣，對工業(yè)控制的方法和實際應用有了一定了解。在強調基礎理論學習的同時也提高了學生的工程意識和團隊協(xié)作能力，為以后的工作和進一步的科研打下了良好的基礎，從而取得了良好的教學效果。
