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计算机控制技术论文:计算机控制技术课程教学改革论文
1课程教学中的问题
《计算机控制技术》这门课程在不同高校的课程设置有很大的不同。有的高校侧重于以计算机为主线，着重讨论直接数字控制系统、以及现场总线控制系统等计算机控制系统。有的高校侧重于硬件系统的设计和仿真，而对软件却是一带而过。有的高校针对的是计算机控制技术的数学描述及控制算法。应该说各个高校在教材的选取和教学环节的进行中都有自己的独到之处，但是对于针对本校学生的实际情况，这些是远远不够的。在经历了若干个环节的教学和实践中，我对计算机控制技术这门课程的教学改革的方法和实践有自己的一些认识。
2课程教学改革的方法和实践
2.1教学环节突出侧重点
针对本校学生的实际水平，在教学环节中突出侧重点。由于本课程的及时部分主要涉及计算机控制的基础知识、数学模型及控制原理和分析方法。这一部分内容在前期的自动控制原理、复变函数中都有所讲述，那么在本课程的学习中主要是针对课程内容进行复习和总结，而不作为重点内容进行讲授。而第二部分中，讲述的是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分是众多学科实践与应用的理论支撑，包括了经典控制算法如PID控制算法及其改进等，复杂控制算法如最少拍控制及达林算法等以及数字滤波等数据处理方法，同时包括了系统仿真算法。这一部分作为重点内容讲授。而第三部分是控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。该部分需要学生动手实践来完成，实际应用也很广泛，在讲授中同样以举例的方式让学生能亲身体会到软件方面的使用。
2.2教学与教材有机结合
针对《计算机控制技术》这门课程的特点，现有的高校教材可谓是形形色色，各有各的特点，那么如何使学生更好的学习课程内容而又不依赖于教材呢？或者说如何使学生更好的理解教材内容而更深入的学习课程知识呢？这就要求将教学与教材有机的结合起来。针对本校学生特点，不能拘泥于一本教材来学习本课程，因此，在教学过程中，及时部分内容也就是前期的计算机控制技术基础知识和数学模型等内容，主要针对学生现有教材以及自动控制原理等教材进行讲解，第二部分内容主要是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分的内容想对比较难，计算量大，因此既应用现有教材，还参考于海生等编著的《计算机控制技术》以及汤楠等编著的《计算机控制技术》等教材，针对算法的部分，结合不同教材的例题，使学生更好的理解算法的来源。第三部分即控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真，该部分更多的需要学生自己动手操作，那么在上课的过程中针对例题给学生通过多媒体演示的方法，引入知识点来提高学生学习的积极性。
2.3有效利用实验环节
《计算机控制技术》这门课程不但有独立的理论和方法，而且有相当强的实践性和应用性。因此，要学好这门课程，必须有效的充分的利用实验环节。本门课程安排在第六学期开设，该课程的实验的设置充分结合课堂内容，考虑以实际应用为主，主要安排了数字滤波器、数字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并为了提高学生的学习兴趣以及拓展学生的知识面，还安排了选做的步进电机控制、温度控制系统等现实中广泛应用的实验环节。
2.4重视教学中的考核方式
考核是评价学生学习、了解教师教学效果的一个重要杠杆。而仅仅通过期末考试的方法来对学生进行考核的话，有可能使学生平时不注重学习，期末搞突击，考后知识还给老师。我们把考核分为了4种：
①课堂作业。每次作业计10分，按照作业次数折合成满分10分的平时成绩。
②课堂表现。针对学生的课堂状态以及回答问题的正确率和积极性，计10分平时成绩。
③实验环节。针对各个实验中学生的预习情况、实验过程中的参与情况，实验结果的度来评价，满分计10分。
④期末考试。期末考试成绩折合成70%，再加上以上3项的成绩即为学生的总体考核成绩。这样分配更加合理，也充分调动了学生的积极性。
3结语
我在从事《计算机控制技术》这门课程的教学过程中，也深深的被该课程的魅力所吸引，同时也深感学生是蕴藏着极大的学习热情和潜能的，关键是要靠教师去挖掘。通过我对该课程的教学改革的一些方法进行了实践后，学生对该课程的掌握和实际应用能力均有了很大的提高，并且在课堂中，也明显感觉学生有了活力和动力。那么在今后的教学中，我将投入更大的精力在该课程的教学改革中，希望能用我的微薄之力使该课程的教学能更上一层楼。
作者：马智慧 田振宇 单位：沈阳工业大学
计算机控制技术论文:计算机控制技术互联网论文
1集中控制与集散控制的分析
计算机控制技术发展初期，是以集中控制的工作方式进行计算机系统控制的。集中控制系统会建立统一的控制中心，由控制中心负责信息的收集、处理、加工等工作。如果集中控制系统出现了任何问题都能够及时发现，有助于企业及时制定科学合理的解决方案，系统的控制效率也因此得到了大幅度提升。集中控制技术主要是将信息的输入或输出作为控制主体的，主要包括信号采集、信号运算、信息处理及信息反馈、状态显示等工作内容，以上工作内容主要是通过IPC（一种工业控制计算机）控制完成的。IPC会收集温度、PH值、压力等相关数据，并通过接口卡来接受经过处理而得到的信号。集中控制技术具有一定的缺陷，一旦出现控制失误的情况就会使整个系统的运行都会受到某种程度的影响。而且，随着控制系统的日益复杂化，一台计算机已经无法负责控制多种信号的处理工作。为解决以上缺陷问题，以集散控制工作方式为主的计算机控制技术随之发展起来，集散控制又被称为分布式控制系统，根据功能的不同，集散控制又被分成了上位机与下位机，集散控制系统将通信作为系统的核心。整个系统的集中监视工作主要由上位机负责，而下位机则负责控制分布在各现场的用于分布控制的个体，集散控制系统的上、下位机通过通讯互联网进行信息传递，保持信息通畅。集散控制系统具有较高的安全性、有效性及可拓展性。但许多厂家为实现经营垄断常常采用封闭形式的集散控制系统，阻碍了集散控制系统的推广和发展。
2封闭集散控制系统到工业现场中线的发展分析
封闭式的集散控制系统缺乏较好的兼容性和开发性，系统存在无法共享信息的局限。为增强集散控制系统的兼容性和开发性，在构建系统过程中必须采用标准化、网络化的网络协议，工业现场中线技术随之发展起来。由该技术构建的工业现场总线控制系统可以确保工业现场中智能化仪器、控制器、执行机构设备之间保持信息通畅。整个控制系统按照总线方式有条不紊的运行着。工业现场总线控制系统采用的是开放式的现场总线协议，以该协议方式进行现场所有支线工作的协调工作，不仅可以降低投资成本、维护资金，该系统还具有操作简单、经济实用、工作效率高的显著优势，用户的功能需求也可以得到更好地满足。工业现场总线控制系统是一种开放的、互联的分布式系统。该系统将工业现场作为中线，通过收集中线中的信号或信息，并根据所收集的信息对其进行有效控制，将分散控制管理与集中控制管理进行了有效结合，将系统危险分散开来，实现控制分离。
3现场控制到企业自动化控制发展分析
以太网工业协议作为一种开放式的网络协议，实现了多方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网，有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前，企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号，无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下，系统将大量的数据进行转移，使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中，最终实现信息的自动化控制，并提高控制效率。
4总结
基于互联网的计算机控制技术先后经历了集中控制到集散控制、封闭集散控制系统到工业现场总线控制系统、现场控制到企业自动化的几个过程，其技术越来越成熟、高效，计算机控制技术的自动化、智能化程度越来越高，为提高企业的生产效率、生产安全、产品质量提供了有力保障。
作者：党杰 单位：西安医学院
计算机控制技术论文:脉冲功率装置能源计算机控制技术
摘要 介绍一种多分布传式MARX发生器能源计算机监控系统．详细叙述了系统的硬件构成,计算机与各能源系统之间的通讯原理和通讯协议,以及系统的软件实现，同时简要说明了系统抗干扰解决办法。
关键词 MARX发生器 程控电源 RS485总线 Visual Basic
1 引言
脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用，通常使用数量较多，分布较广，同时周围电磁干扰较强，控制操作和参数测量都比较复杂，同时也需要较多的人力来维护。
随着计算机技术的发展，当今世界上基于PC的自动化方案已成为主流，PC在自动化领域的应用正迅速增长，通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上，通过人机界面可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化。
2控制系统硬件构成
整个系统有多台Marx需要控制，每台发生器由充电控制和触发两部分组成，需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等，通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起，构成一分布式控制系统，这里采用工业上广泛使用的RS485总线，RS485总线是美国电子工业协会（EIA）制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线，具有传输距离远、通讯速率高，抗干扰能力强，软硬件支持丰富与现场仪表接口简单，易于实现和扩展等特点，接口总线上可连接32个设备，加中继器后最多可达255个设备，因此满足该能源控制要求。控制系统框图如下：
图1 控制系统结构图
该系统由一台主控上位机PC和一系列MARX发生器充电电源设备构成，由于环境电磁干扰较为严重，在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式，通讯速率57.6kB/s，通讯距离可达1.2km，通过上位机（PC）发送参数及控制命令，给电容器充电到事先设定的电压值（0到100kV之间任意值）。在以上各子设备中，经常要用程控电源去控制MARX发生器的充电电压、充电速度。通过一台工控PC机灵活地控制多台充电电源，以达到控制各MARX发生器充电的目的。针对这一需要，采用带有RS485通信接口的具有线性升压功能的可编程交流电源，该电源内部自带单片机系统和看门狗定时器，每个电源赋予各自独立的地址码用以识别身份，同时它属于正弦波调压，可有效避免采用传统的采用可控硅调压方式时屡次损坏高压变压器的情况，使操作者能够方便灵活地对其进行控制。
每路Marx发生器充电部分包括程控电源、双极性高压变压器，分压器和接地装置等三部分，见图2 所示，程控电源给高压变压器初级提供缓慢上升的电压，变压器高压侧经整流后给MARX发生器充电，电压检测是通过10000：1的高压分压器将分压后的信号送给程控电源内部A/D转换，经内部单片机处理，并与设定的电压值进行比较，比较后的结果用来实现自停控制，这样可有效防止通讯故障所造成失控现象。
图2 Marx发生器能源部分线路图
3 MARX发生器能源制过程
① 程控电源接通供电电源时的输出为0伏，开关量输出为假（开路）。
②首先上位机发出各种设置参数到指定地址程控电源。如,上升时间、上升速度、保持时间、充电电压等。
③程控电源收到电压回传命令后，将两路模拟量的值传送到上位机。
④上位机发出启动指令后，指定地址程控电源的输出开始从0伏慢慢线性上升到设定值，保持到指定的时间后关断输出。当上位机发出所有电源都启动指令后，所有程控电源都启动。
⑤上位机发出立即停止指令后，指定地址程控电源的输出立即停止上升，保持到指定的时间后关断输出，当上位机发出所有电源都停止指令时，所有程控电源都立即停止。
⑥上位机发出接地打开指令后，指定地址程控电源的开关量输出为1，电磁铁吸合，当上位机发出所有程控电源的接地都断开命令时，所有程控电源的接地电磁铁都吸合。
⑦上位机发出接地指令后，指定地址程控电源的开关量输出为0，电磁铁释放，当上位机发出所有程控电源都接地时，所有程控电源的接地电磁铁都释放。
4 监控软件设计
软件采用Visual Basic6.0编程，作出十分直观的人机界面，采用RS-485通信标准和上述的问答方式进行数据通信，通过上位机向串口读写数据，并通过光纤485总线将各种控制信息传送到现场的每路MARX充电子系统，上位机就可以监控网络上任何一台MARX能源了，予置数值可以分别显示在PC机软件窗口和单片机系统的予置数字表头上。同时，现场实测电压信号也可以实时显示在PC机的界面上。此设计界面直观，而且利于对现场信号进行实时监测。因此，采用本系统，大大提高了现场信号予置精度，对实验操作人员来说人机界面良好，简单易懂。
根据系统功能的要求，上位机需发送2种类型的命令：（1）同期命令，它由定时器触发引起，每隔一个定时周期发送1次，例如发往各充电单元的数据和状态回传命令；（2）非周期性命令，它由操作者按动相应命令按钮引起，非周期性发送。所有命令均采用ASCII码方式传送，为了防止通讯错误，各子机正确收到上位机发来的命令后返回相应的确认字符。
在VB6.0中使用了MSCOMM控件，用来实现串行通信。MSComm控件有很多属性，其中最基本的有以下几个：
Commport属性 设置并返回通信端口号，用于指定使用PC机的哪一个串行端口。
Setting属性 以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位和停止位。
Portopen属性 设置并返回通信端口的状态，用于打开或关闭端口。
Output属性 用于发送数据，可以是文本数据或二进制数据。
Input属性 从接收缓冲区返回和删除字符，用于接收数据。
本系统VB程序初始化上位机通信程序如下：
mPort=2 ；选串行端口2
MSComm1.Settings=“57600，n，8，1” ' 设置通信参数
MSComm1.OutBufferSize=512 ' 设置发送缓冲区大小
MSComm1.OutBufferCount=0 ' 清除输出缓冲区
Mscomm1.Inputlen=0 ' 读入接收缓冲区全部字符
MSComm1.PortOpen=True ' 打开串行端口
由于数据是动态接收，所以数据的处理也是动态进行,程序中使用了一个Timer控件，其命令发出与数据的接收均在Timer控件的定时期间进行，在Timer控件的定时期间依次调用模拟量和状态量返回子过程，同时监视是否有命令按钮按下，当按下某操作命令按钮时调用命令处理子过程，部分程序如下：
Private Sub Timer1_Timer()
IF CmdPress=True Then Call SendCmd ' 当按下某操作命 令按钮时转入命令处理子过程
UpdateAI 更新各模拟量数据的显示
UpdateDI更新各状态量
End Sub
Private Sub sendCmd()
UpdateDO (Cmd) ' 输出控制开关量
………
End Sub
5 系统抗干扰问题
监控系统在工业中的应用越来越多，由于现场的电气环境比较复杂，容易形成各种干扰源，特别是在大电流、强脉冲实验环境中，因此研究解决系统抗干扰问题对确保系统的稳定运行有着非常的意义。
该系统中使用RS485总线，RS485总线是采用差分平衡电气接口，本身具有较强的抗电磁干扰能力，但在实际当中仍然会现一些问题，为此应注意以下几个方面：
（1）与远距离上位机通讯采用光纤传输，子机之间不方便采用用光纤传输时，应选择合理的网络拓扑结构。
（2）采用双绞线作为RS485传输线时，虽然对电磁感应噪声有较强的抑制能力，但对静电感应引起噪声的抑制能力较差，因此应选用带屏蔽的双绞线，同时双绞线的屏蔽层要正确接地。
（3）通过在总线两端加入匹配电阻的方法，解决信号反射问题
（4）系统的供电方式有两种：一种是集中供电方式，即电源都引自同一处，另一种是分布式供电，各子设备在安装位置附近取电源，从抗干扰效果的角度讲，应选择集中供电方式，这样可基本消除各处参考电位不等的情况。
6 结束语
本文提出的主从分布式多机通信系统硬件电路简单，控制灵活。与其他语言相比，用VB语言实现上位机数据传送的优点是可方便地控制通信对象的选择，具有较大的灵活性，且编程容易。此外，由于RS485总线的通讯方式仍属于串行通讯方式，在通讯速度上有些偏低，在操作上表现为数据刷新时间稍微偏长，当系统子设备较多时，其控制的实时性不很理想，此时需对控制系统作进一步的改进。
计算机控制技术论文:计算机控制技术在自动化生产线上的应用
计算机控制就是用计算机对一个设备动向全程操控。在电脑操控体系中,用计算数据系统替代传统的操作系统,他是替代常规的生产系统的一个新方向,它改变了人们对自动化的认识,是一种革新。
一、计算机控制系统的设计过程
计算机控制体系的软件和硬件的组织构造是根据它联系的设备不一样,有所改变的,他们的组织结构大致是一样地,可以涉及到系统设计,控制任务,软件设计等。
(一)系统方案设计
我们依据体系设计任务书进行总体方案设计,对体系的软件,硬件它们的构造再考察它的要求,推算出合适它的的系统,组成一个新的系统。再时间很紧张的时候可以拿现场的配件组合,再设计费用不到位的时候工作人员可以组织自己设计的模式,但是要注意化风好软件和硬件的价格及时间,控制体系结构它的概括微型的处理器、存储器、选择好接线口、传感器、硬件的设计与调试的基本内容。
(二)控制任务
我们要对超控设备进行调研,研究,了解工作程序是再体系设计1前应该做好的事,只有理解了它的要求,理解了它要接收的任务,涵盖体系的终极目标,数据流量还有度,现场的要求,时间的控制,我们要严格按照计划说明操控,实现整个系统操作。
(三)软件设计
计算机软件的设计要依据体系规划的总意见,确定体系下所要完成的各种功能及完成这些系统性能的推理和时差序关系,并用合理组成部件表格画出来。他们是根据体系组成表格不同的功能,分别规划出相应的控制体系所需要的软件。例如仿真的量输入和仿真量输出及数据处理还有互联和打字版处理格式等。每一种表格都可以单独进行实验调试,各种表格分别实验调试好以后,再按工作路线图推理和时间顺序关系将他们正确组合、互相连接、实验和调试。
(四)现场安装调试
首先要按设计计划合理组装装,对体系结构进行大体的演练和比较的演练,结合演练的结构数据重置体系的置和储存数据进行软硬件的调试,他们的构件组成都可以在演练数据下用对演练数据进行试研的办法同时进行,同时他们要进行统一的实验及推理,仿真物体是这个体系验证的最基本要求,而好的体系的数据调整实试要在现场进行。
(五)计算机的控制系统
计算机的操作控制体系的合成是有软硬两个部件合成的。而一个非常合理的计算机的操做控制体系应分好几个部分构成:被操作控制的物体及它的重要组成部件及图的外围装备和全自动的仪器和软件体系。
二、自动化生产线上应用与分析
工业机器手臂的自动化的冲压生产线运行循环路线可以简单概括为:上下料机构板材冲压。钢板物料的传送、线头板料清洗涂油、钢板板物料料位置校正、及时台压床冲压、下料机器手臂提取物料、压床再次冲压、依设计流程传到下一个工序、机器人收取物料并裁剪、把它输送到下一台压床、下一台机器人接着提取物料、把物料放到输送装置上,工人开始按规定型号堆积板材。用工业机器人的自动化的生产线,会更加符合现再经济发展的需求及技术方面的创新。机器人手自动的化生产线适用于现在大规模的生产的各个行业,也适合已有生产线实现全自动的业再次更新,工程机器人自动的生产线通过改变不同的软件,它可应用于很多车型生产,它的可控制性能很好,工业机器人体系组成包括上下料结构、清洗涂油机体系对各种型号的冲床兼上下料体系、物料输送体系。各个分体系连接间的电气化操控是按照统一操做控制和删减控制的原则,他们再不同附件的操控系统中,他们是应用了机械与构建操控的很有代表性的一个组成,他们每个级别都应用不一样的互联网工程和软硬件控制,以达到不同的设计效果实现自动化。各部分操控体系采用具有现场总线形式的PtC操控方法,他有独立操控和智能操控的特点。为确保控制体系正常运转,我们在车间总的线路全部采用西门子Proflbus总线及dj数字化的局域计算机网络的分布式包交换技术体系。每个监督控制结构的PiC之间及PiC与上一个机械间的联系全部采用了现代化的集成板的局域电脑互联网的分布式包交换技术,供监控体系相互联系时应用。冲床机的运动中枢应连接Ethetnet csrd与机器人的操控体系联网,操控体系与工业机器人的联系方式是通过Proflbus-DP的总路线连接的他们实现了信息的互换和连接。连接体系采用了HMI SIEMENS的触摸技术,在每一个可操控的部件上都放置一个显示屏,它应用了Proflbus 的数据连接。各个部件都安装了信息指示灯和紧急开关,屏幕可看到系统信息及显示错误出现在那里,与这个设备有联系的的 i\O 信号在HMi上显示,他们以红灯和黄灯区分。系统如果发现哪里有情况,将会鸣笛警报,显示屏上将会出现问题出现在那里,以便维修人员查找。这个体系还有演练数字场景的能力,在磨拟演练中,它的压力和转动速度可能会影响到生产还有可能会发生操作控制与机械运转不同步的可能,体系是通过机器人的离线程序控制的机器人的运行路线,来减少生产现场的实验休整周期。
机器人冲压设备再生产中使用面很广,他改变了传统的劳动模式,改善了劳动条件及强度,确保了生产的安全,提高生产的进度及产品的合格率,它不但材料的生产流程还减少了浪费,节约了时间,缩小了生产成本,随着生产线的制作、调试设备的周期设计时间不断提前,机器人自动化生产线越来越为汽车主机厂所接受,成为冲压自动化生产线的主流。
总之,随着计算机软件技术的逐渐发展,计算机的操作控制正逐步的进入到生产的各个领域。所以我们要不断创新改革,创作出一个更好的控制体系是非常有意义的。计算机的操作控制体系包括硬件还软件和控制算法三个方面,一个完整的设计还需要考虑系统的抗干扰性能,使系统能长期有效地运行,给以后控制系统进入各个行业实现生产自动化打下良好的基础。
计算机控制技术论文:谈计算机控制技术在自动化生产线上的应用
计算机控制就是用计算机对一个设备动向全程操控。在电脑操控体系中,用计算数据系统替代传统的操作系统,他是替代常规的生产系统的一个新方向,它改变了人们对自动化的认识,是一种革新。
一、计算机控制系统的设计过程
计算机控制体系的软件和硬件的组织构造是根据它联系的设备不一样,有所改变的,他们的组织结构大致是一样地,可以涉及到系统设计,控制任务,软件设计等。
(一)系统方案设计
我们依据体系设计任务书进行总体方案设计,对体系的软件,硬件它们的构造再考察它的要求,推算出合适它的的系统,组成一个新的系统。再时间很紧张的时候可以拿现场的配件组合,再设计费用不到位的时候工作人员可以组织自己设计的模式,但是要注意化风好软件和硬件的价格及时间,控制体系结构它的概括微型的处理器、存储器、选择好接线口、传感器、硬件的设计与调试的基本内容。
(二)控制任务
我们要对超控设备进行调研,研究,了解工作程序是再体系设计1前应该做好的事,只有理解了它的要求,理解了它要接收的任务,涵盖体系的终极目标,数据流量还有度,现场的要求,时间的控制,我们要严格按照计划说明操控,实现整个系统操作。
(三)软件设计
计算机软件的设计要依据体系规划的总意见,确定体系下所要完成的各种功能及完成这些系统性能的推理和时差序关系,并用合理组成部件表格画出来。他们是根据体系组成表格不同的功能,分别规划出相应的控制体系所需要的软件。例如仿真的量输入和仿真量输出及数据处理还有互联和打字版处理格式等。每一种表格都可以单独进行实验调试,各种表格分别实验调试好以后,再按工作路线图推理和时间顺序关系将他们正确组合、互相连接、实验和调试。
(四)现场安装调试
首先要按设计计划合理组装装,对体系结构进行大体的演练和比较的演练,结合演练的结构数据重置体系的置和储存数据进行软硬件的调试,他们的构件组成都可以在演练数据下用对演练数据进行试研的办法同时进行,同时他们要进行统一的实验及推理,仿真物体是这个体系验证的最基本要求,而好的体系的数据调整实试要在现场进行。
(五)计算机的控制系统
计算机的操作控制体系的合成是有软硬两个部件合成的。而一个非常合理的计算机的操做控制体系应分好几个部分构成:被操作控制的物体及它的重要组成部件及图的外围装备和全自动的仪器和软件体系。
二、自动化生产线上应用与分析
工业机器手臂的自动化的冲压生产线运行循环路线可以简单概括为:上下料机构板材冲压。钢板物料的传送、线头板料清洗涂油、钢板板物料料位置校正、及时台压床冲压、下料机器手臂提取物料、压床再次冲压、依设计流程传到下一个工序、机器人收取物料并裁剪、把它输送到下一台压床、下一台机器人接着提取物料、把物料放到输送装置上,工人开始按规定型号堆积板材。用工业机器人的自动化的生产线,会更加符合现再经济发展的需求及技术方面的创新。机器人手自动的化生产线适用于现在大规模的生产的各个行业,也适合已有生产线实现全自动的业再次更新,工程机器人自动的生产线通过改变不同的软件,它可应用于很多车型生产,它的可控制性能很好,工业机器人体系组成包括上下料结构、清洗涂油机体系对各种型号的冲床兼上下料体系、物料输送体系。各个分体系连接间的电气化操控是按照统一操做控制和删减控制的原则,他们再不同附件的操控系统中,他们是应用了机械与构建操控的很有代表性的一个组成,他们每个级别都应用不一样的互联网工程和软硬件控制,以达到不同的设计效果实现自动化。各部分操控体系采用具有现场总线形式的PtC操控方法,他有独立操控和智能操控的特点。为确保控制体系正常运转,我们在车间总的线路全部采用西门子Proflbus总线及dj数字化的局域计算机网络的分布式包交换技术体系。每个监督控制结构的PiC之间及PiC与上一个机械间的联系全部采用了现代化的集成板的局域电脑互联网的分布式包交换技术,供监控体系相互联系时应用。冲床机的运动中枢应连接Ethetnet csrd与机器人的操控体系联网,操控体系与工业机器人的联系方式是通过Proflbus-DP的总路线连接的他们实现了信息的互换和连接。连接体系采用了HMI SIEMENS的触摸技术,在每一个可操控的部件上都放置一个显示屏,它应用了Proflbus 的数据连接。各个部件都安装了信息指示灯和紧急开关,屏幕可看到系统信息及显示错误出现在那里,与这个设备有联系的的 i\O 信号在HMi上显示,他们以红灯和黄灯区分。系统如果发现哪里有情况,将会鸣笛警报,显示屏上将会出现问题出现在那里,以便维修人员查找。这个体系还有演练数字场景的能力,在磨拟演练中,它的压力和转动速度可能会影响到生产还有可能会发生操作控制与机械运转不同步的可能,体系是通过机器人的离线程序控制的机器人的运行路线,来减少生产现场的实验休整周期。
机器人冲压设备再生产中使用面很广,他改变了传统的劳动模式,改善了劳动条件及强度,确保了生产的安全,提高生产的进度及产品的合格率,它不但材料的生产流程还减少了浪费,节约了时间,缩小了生产成本,随着生产线的制作、调试设备的周期设计时间不断提前,机器人自动化生产线越来越为汽车主机厂所接受,成为冲压自动化生产线的主流。
总之,随着计算机软件技术的逐渐发展,计算机的操作控制正逐步的进入到生产的各个领域。所以我们要不断创新改革,创作出一个更好的控制体系是非常有意义的。计算机的操作控制体系包括硬件还软件和控制算法三个方面,一个完整的设计还需要考虑系统的抗干扰性能,使系统能长期有效地运行,给以后控制系统进入各个行业实现生产自动化打下良好的基础。
计算机控制技术论文:一种变频泵站节约能耗的计算机控制技术
摘要：怎样合理使用变频调速设备才节能，是本文讨论的问题。 重点讨论了并联泵合理搭配运行和调速策略的控制原理及实现控制的数学方法；采用力控组态软件+PLC+变频调速控制技术，确定泵站节能经济运行的量化问题。
关键词：组态软件 PLC 虚拟水泵
给水行业的配水、增压泵站进行变频调速节能技术改造后，经过运行，普遍发现在使用过程中存在以下问题：
1、 在满足用户的需水量及保障供水压力的情况下，开并联泵组时，水泵节电很少甚至不节电；一台调速泵运行时，节电很少或不节电。
2、当工况点、管网参数等情况发生变化后，且在泵站系统满足工况条件下，调速系统经常出现运行不稳定现象，从而造成节能效果不能保持低的单位电耗值。
针对供水行业的使用情况，许多人盲目的把变频调速设备当作节能设备来看待，实际上对变频技术根本不清楚，也没有确切衡量节电效果的尺度。对此，本文讨论在并联泵组中，机组如何合理搭配运行以及使用调速方式，采用力控组态软件+PLC控制技术，解决对泵站节能经济运行的量化问题。
一、能耗最小的并联泵组合理运行搭配及调速方式的控制理论
1 、控制原理
在泵站系统的工艺参数（流量、压力）、设备参数（水泵、电机、调速装置）等确定的情况下，采用最小二乘法理论找出H-Q之间的函数关系，运用并联泵组特性曲线拟合法，自动找出一套耗能最小的运行搭配和调速方式，即优化泵组合方案（运行搭配合理的泵组工况点稳定运行在高效区间内）。当然，该优化泵组合方案并不一定是每台水泵都能达到，在这里是指一个泵站内水泵优化组合后的总体效果，可以形象的说把整个泵站内已优化组合后的每一泵组合方案看作一台水泵，我们把泵组合方案称为虚拟水泵，而这一台虚拟水泵在一定压力和流量下，用最小二乘法理论计算出虚拟水泵的特性方程和特性曲线为标准，找出虚拟水泵高效区的范围。当“虚拟水泵”的工况点不在高效区内运行时，控制系统可根据水泵调速的相似定理和等效率原理，通过设定参数自动调整变频泵的运行工况点，使动态运行虚拟水泵的工况点处在高效区内，此时单位流量耗能最小（控制原理 示意见图1）。
欲使调速后的“虚拟水泵”方案工况点运行在高效区内，可根据相似定理和等效率原理，使“虚拟水泵”调速后的特性曲线经过设定的（流量、压力）参数点，此点就是“虚拟水泵”的工况点。
二、技术设计与实现
1、泵站的工艺流程及控制流程
1.1泵站的工艺流程
我公司董庄配水泵站采用直抽方式对一条DN800管道进行配水，最终配水流量为2100m3/h，出站压力为0.39MPa。主要设备有： 2台日本MITSUTISHI F系列变频器；4台离心式送水泵，每台送水泵配一台出水电动阀、一个吊水电磁阀；2台立式潜水泵(排水用)；2台真空泵(送水泵真空吊水用)。此外，设备还有与系统相关的自动化仪表等。从节能降耗的目标出发，配水泵站最终的泵组优化搭配及调速方案（表1）。
配水水泵在清水池水位有效水深1.8米以上时，为自灌式；1.8米以下需进行真空吊水。水泵开停台数，根据清水池的水位、服务压力和流量的参数自动优化组合，并把机泵的运行状态通过PLC 的I/O接口及时传送给力控组态软件实时数据库，使值班人员随时监控各机泵运行情况；排水泵根据集水坑水位、真空泵根据真空吊水要求自动确定开、停泵。在电气回路中，高、低压开关柜倒闸均为人工操作，电量和仪表数据记录自动传输，值班人员可从显示屏上及时看到每一台虚拟水泵的单位流量电耗值和其它参数。
1.2泵站的控制流程
泵站内的机泵控制，可采用现场手动控制方式、半自动控制方式、全自动控制方式，运行机泵出现故障时，备用机泵自动开启。
设定“虚拟水泵”的参数（流量、压力），显示屏上同时显示“虚拟水泵”的理论H-Q特性曲线和管网特性曲线(见图2)。根据每一台“虚拟水泵”对应的理论单位流量电耗值，选择“虚拟水泵”方案，并输出所选的方案。在机泵启动前，系统自动检测清水池水位状态、泵停止状态、泵非故障状态、泵运行状态、变频器非故障状态、阀门的位置状态信号是否正常，若不正常，停止开泵；若信号正常，依次启动调速泵、定速泵，自动打开对应出水阀门，“虚拟水泵”运行正常后，可从显示屏上监控“虚拟水泵”理论特性曲线与该“虚拟水泵”实际叠加后动态特性曲线的拟合情况，值班人员很快能知道“虚拟水泵”工况点是否运行在高效区，若“虚拟水泵”的实时单位流量电耗值超过理论单位流量电耗值，系统则发出声、光报警信号，及时通知值班人员，用本地控制方式由值班人员手动控制调节，使“虚拟水泵”的工况点运行在高效区内。若以上有任一信号不正确，管网压力和流量即使满足要求，也不能开泵，同时，发出报警信号。另外，每一台机泵的运行实时电流超过本身正常的额定电流，且延时8秒时，发出故障报警信号，并紧急停泵。水泵若未能按程序操作，则报警。每台水泵电机发生故障，都可以自动关闭对应阀门，并发出故障报警信号，同时备用泵自行投入运行。PLC接到关泵指令，先关闭对应出水阀门，水泵再停止运转。排水泵的控制逻辑和高、低压配电的监控参数由PLC单独控制。
2、软件的设计与实现
根据泵组合理运行搭配及调速理论、控制流程、，程序监控流程图（图3）为：
三、应用效果
2000年6月经过实测的数据统计分析，我们发现单独采用自控变频控制技术后，在并联泵组运行时，节能较少，跟没有使用变频设备差不多。2002年4月经过用组态软件+PLC+变频调速控制技术改造后，泵站系统在满足工况条件下，自动变频系统运行稳定，节能效果长期保持低的单位电耗值，比原来用变频设备改造后节约30%左右（见表2）。
四、结语
综上所述，在供水行业内，使用自控变频设备是否节能，经过实践，我们认为只有对应用环境、控制对象以及经理论测算有多大的节能潜力，然后采用什么样的自动控制方案改造节能潜力较大，且系统稳定，节能效果保持长期稳定，才是我们真正要达到的用当前信息工程技术改造传统控制过程的目的。
计算机控制技术论文:大型结构整体安装计算机控制技术
摘要：上海市机械施工公司是从事高层及大型结构吊装、隧道工程、公路工程、桥梁工程、给排水及污水处理工程、桩基及地下深基础、地下连续墙，以及建筑安装和市政工程总承包的国有大中型机械化施工企业，隶属于上海建工集团。公司现有职工1600余人，其中有职称的技术、管理人员300余人，4级以上技工1000余人，拥有固定资产原值1.46亿元，人均技术装备6.37万元，年施工产值4～5亿元。
关键词：整体安装 现场施工
一、 概述
钢结构安装是公司的主要业务之一。针对近年来高、重、大、特殊钢结构的不断涌现，传统的结构安装施工工艺与设备往往难以胜任，公司通过反复研究与实践，采用计算机、信息处理、自动控制、液压控制等高新技术与结构吊装技术相结合，自行开发了大型结构整体安装计算机控制技术，自行研制了大型结构整体安装计算机控制系统，完成了一系列重大工程，取得较好的经济效益和社会效益。同时也发展了我国钢结构施工技术，并使企业在国内大型、特殊钢结构施工领域保持了经验丰富地位。
二、 技术原理
大型结构整体安装计算机控制技术的原理是“钢铰线承载、计算机控制、液压千斤顶集群作业”。
1. 液压千斤顶集群作业
以液压千斤顶作为施工作业的动力设备。由于液压千斤顶可以灵活布置与组合，可以根据大型结构的特点和施工现场的条件，构成受力合理、动力足够的施工作业系统，因此可以用于各种大型、特殊、复杂的结构安装工程。
根据各作业点提升力的要求，将若干液压千斤顶与液压阀组、泵站等组合成液压千斤顶集群，大型结构整体提升时称为液压提升器，大型结构整体移位时称为液压牵引器。一般是1个作业点配置1套液压提升器或牵引器。液压千斤顶集群在计算机控制下同步作业，使提升或移位过程中大型结构的姿态平稳、负荷均衡，从而顺利安装到位。
2. 钢绞线承载
液压千斤顶通过集束的钢绞线提升或牵引大型结构。
3. 计算机控制
施工作业由计算机通过传感器和信息传输电路进行智能化的闭环控制。
计算机控制主要是3项作用，首先是控制液压千斤顶集群的同步作业，其次是控制施工偏差，再次是对整个作业进行监控，实现信息化施工。计算机控制具有智能化功能，可以在施工过程中自动对施工系统进行自适应调整，进行故障的自动检测与诊断，并能模仿与代替操作人员的部分工作，提高施工的安全性和自动化程度。
三、 控制系统
1. 系统功能
系统的主要作用是以液压作业方式进行大型结构的整体提升、整体移位等，并始终保持大型结构的合理姿态，使施工负载、稳定性、各项参数和偏差均符合设计要求。
控制系统的主要功能有千斤顶集群控制、作业流程控制、施工偏差控制、负载均衡控制、操作台实时监控，以及单点微调控制等。
2. 系统构成
大型结构整体安装计算机控制系统由控制和执行两部分组成。
a) 控制部分
控制部分包括计算机子系统和电气控制子系统。控制部分的核心是计算机控制，外层是电气控制。计算机子系统通过电气子系统驱动液压执行系统，并通过电气子系统采集液压系统状态和作业点工作数据，作为控制调节的依据。电气子系统还要负责整个施工作业系统的启动、停车、安全联锁，以及供配电管理。
计算机子系统由下列模块组成：
⑴ 顺序控制：进行千斤顶集群动作控制和施工作业流程控制。
⑵ 偏差控制：进行结构姿态(高度、水平度、垂直度)偏差控制和施工负载均衡控制。
⑶ 操作台控制：对施工作业进行操作和监控，并完成工作数据的采集、存储、打印输出等。
⑷ 自适应控制：对施工作业系统进行自适应控制、故障诊断与检测等。
电气控制子系统由总控台、电液控制台、总电气柜、作业点控制柜、泵站控制箱，以及传感检测电路、液压驱动电路等组成。
b) 执行部分
执行部分包括液压子系统和支承导向子系统。
液压子系统由下列部分组成：
⑴ 液压千斤顶集群：布置在各作业点，根据作业点要求，由若干台液压千斤顶、液压控制阀组构成。
⑵ 液压泵站：为液压千斤顶提供动力，一般1个或几个作业点配置1台液压泵站。
⑶ 钢铰线：采用高强度低松驰钢铰线。
支承导向子系统用于大型结构整体安装过程中的支承、导向或加固、稳定作用，例如整体提升中的提升柱、整体移位中的滑道、导轨，以及结构的临时加固设施等。
3. 系统的性能
a) 作业能力：施工作业系统的规模根据工程需要确定，通过组合液压千斤顶集群，作业能力可满足超大型工程的需要。已应用的工程中较大起重荷载3200吨，较大起重力6600吨，共使用86个液压千斤顶。
b) 作业点数：标准配置的系统最多可控制30个作业点(一般工程作业点为4～8个，迄今为止较大的工程中作业点为26个)。超过30个作业点时可以增设额外的控制模块来扩容。
c) 作业对象规模：原则上只受工程结构和施工现场条件限制。已应用的工程中，较大结构尺寸为150×90×20米，提升高度29米。
d) 控制策略：可同时控制作业对象的姿态偏差、速度偏差、压力(提升力或牵引力)偏差，并可根据各个工程的不同特点和要求，确定不同的多因素控制策略。
e) 控制精度：各作业点与基准点的高度或位移偏差可控制在2～3毫米以内。
f) 液压系统工作方式：液压千斤顶间歇伸缸和连续伸缸两种方式。前者用于垂直提升；后者用于水平牵引，优点是作业稳定性好、作业速度快，但是液压千斤顶的配置数量较大。
g) 操作方式：具有自动作业、半自动作业、单点调整、手动作业等多种操作方式。
h) 性、适应性：可以承受一般建筑施工现场的露天日晒、小雨、5级风、连续作业、电磁干扰、电网波动等工况。
四、 应用实例与效益
1. 东方航空公司双机位机库3200吨钢屋盖整体提升工程
钢屋盖网架的跨度150米，纵深90米，高18米，重量3200吨。采用“地面拼装、整体提升”的施工工艺，即在地面上将网架拼装好，然后整体提升到25高的砼柱顶上。不设临时的提升承载柱，利用机库26根长期结构柱的柱顶，设置液压千斤顶集群进行提升。由于机库东、西、北三面有柱，南面无柱，屋盖南端总量又占总重量三分之二，因此提升点分布和负载分布极不均匀，对网架变形控制和结构柱承载控制很不利，提升控制难度很大
1996年6月下旬，经过4天共32小时的提升作业，将3200吨的钢屋盖网架从地面整体提升25米，顺利完成安装工程。
在提升过程中做到了：⑴ 各吊点与基准点的高度差不超过5毫米，确保了网架的变形小于设计限定值；⑵ 各吊点动载始终保持均衡(静载悬殊达20倍)，确保了被用作提升承载柱的机库结构柱的荷载安全值；⑶ 屋架定位偏差小于2毫米，施工质量优良。
该工程节约施工费用710万元，并且创造了两项国内记录：⑴ 一次提升跨度较大：150米；⑵ 超大型屋盖整体提升不设辅助的提升承载柱。
2. 浦东国际机场航站楼钢屋盖区段整体移位施工
钢屋盖为连续三跨，跨度分别为80、42和48米，长度为412米，高30～39米，总重1.6万余吨。在钢屋盖安装之前，航站楼的现浇混凝土框架结构已先期完成，因而起重机无法进入跨内施工，难以用常规方法吊装，故采用“屋架节间地面拼装、柱梁屋盖跨端组合，区段整体纵向移位”的施工方案，即在地面拼装屋架，再将屋架和柱、梁等吊到砼结构楼面的边端组合成屋盖区段，然后应用本系统将区段向楼面中央水平移位到安装位置。
1998年2-8月钢屋盖安装完成，其中钢屋盖区段移位14次(每次距离50-200m，重量1200-1400吨)，累计移位重量2万余吨，累计移位距离2200m，累计移位时间400小时。
在牵引过程中做到了：⑴ 屋盖滑移速度控制良好，加速度值小于设计限定值；⑵ 各牵引点与基准点的位移差不超过10毫米，确保了屋盖滑移中的正确姿态，杜绝了“卡轨”可能性。
由于采用以屋盖水平滑移为主要特点的新工艺，钢屋盖的安装工程节约了建设投资1000万元。
3. 南阳鸭河口电厂干煤棚网架整体展开提升工程
网架横向跨度108米、纵向深度90米，高度约39米，重量505吨，提升高度约29米。该网架结构分为铰接的5块，地面拼装后呈折叠状，通过整体提升，使它展开为无柱拱形网架。这种结构与施工方法在国内尚无先例，是一项重大创新。它首先由设计单位提出，得到业主和施工总包单位的支持，并由我公司采用本系统予以实施。2001年5～6月经过5天共40小时的提升，顺利地将网架提升到位。提升过程中各提升点高度差控制在3毫米以内，施工偏差控制和安装定位质量均符合设计要求，在国内空间结构和钢结构行业有效大影响。
计算机控制技术论文:脉冲功率装置能源计算机控制技术
摘要 介绍一种多分布传式MARX发生器能源计算机监控系统．详细叙述了系统的硬件构成,计算机与各能源系统之间的通讯原理和通讯协议,以及系统的软件实现，同时简要说明了系统抗干扰解决办法。
关键词 MARX发生器 程控电源 RS485总线 Visual Basic
1 引言
脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用，通常使用数量较多，分布较广，同时周围电磁干扰较强，控制操作和参数测量都比较复杂，同时也需要较多的人力来维护。
随着计算机技术的发展，当今世界上基于PC的自动化方案已成为主流，PC在自动化领域的应用正迅速增长，通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上，通过人机界面可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化。
2控制系统硬件构成
整个系统有多台Marx需要控制，每台发生器由充电控制和触发两部分组成，需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等，通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起，构成一分布式控制系统，这里采用工业上广泛使用的RS485总线，RS485总线是美国电子工业协会（EIA）制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线，具有传输距离远、通讯速率高，抗干扰能力强，软硬件支持丰富与现场仪表接口简单，易于实现和扩展等特点，接口总线上可连接32个设备，加中继器后最多可达255个设备，因此满足该能源控制要求。控制系统框图如下：
图1 控制系统结构图
该系统由一台主控上位机PC和一系列MARX发生器充电电源设备构成，由于环境电磁干扰较为严重，在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式，通讯速率57.6kB/s，通讯距离可达1.2km，通过上位机（PC）发送参数及控制命令，给电容器充电到事先设定的电压值（0到100kV之间任意值）。在以上各子设备中，经常要用程控电源去控制MARX发生器的充电电压、充电速度。通过一台工控PC机灵活地控制多台充电电源，以达到控制各MARX发生器充电的目的。针对这一需要，采用带有RS485通信接口的具有线性升压功能的可编程交流电源，该电源内部自带单片机系统和看门狗定时器，每个电源赋予各自独立的地址码用以识别身份，同时它属于正弦波调压，可有效避免采用传统的采用可控硅调压方式时屡次损坏高压变压器的情况，使操作者能够方便灵活地对其进行控制。
每路Marx发生器充电部分包括程控电源、双极性高压变压器，分压器和接地装置等三部分，见图2 所示，程控电源给高压变压器初级提供缓慢上升的电压，变压器高压侧经整流后给MARX发生器充电，电压检测是通过10000：1的高压分压器将分压后的信号送给程控电源内部A/D转换，经内部单片机处理，并与设定的电压值进行比较，比较后的结果用来实现自停控制，这样可有效防止通讯故障所造成失控现象。
图2 Marx发生器能源部分线路图
3 MARX发生器能源制过程
① 程控电源接通供电电源时的输出为0伏，开关量输出为假（开路）。
②首先上位机发出各种设置参数到指定地址程控电源。如,上升时间、上升速度、保持时间、充电电压等。
③程控电源收到电压回传命令后，将两路模拟量的值传送到上位机。
④上位机发出启动指令后，指定地址程控电源的输出开始从0伏慢慢线性上升到设定值，保持到指定的时间后关断输出。当上位机发出所有电源都启动指令后，所有程控电源都启动。
⑤上位机发出立即停止指令后，指定地址程控电源的输出立即停止上升，保持到指定的时间后关断输出，当上位机发出所有电源都停止指令时，所有程控电源都立即停止。
⑥上位机发出接地打开指令后，指定地址程控电源的开关量输出为1，电磁铁吸合，当上位机发出所有程控电源的接地都断开命令时，所有程控电源的接地电磁铁都吸合。
⑦上位机发出接地指令后，指定地址程控电源的开关量输出为0，电磁铁释放，当上位机发出所有程控电源都接地时，所有程控电源的接地电磁铁都释放。
4 监控软件设计
软件采用Visual Basic6.0编程，作出十分直观的人机界面，采用RS-485通信标准和上述的问答方式进行数据通信，通过上位机向串口读写数据，并通过光纤485总线将各种控制信息传送到现场的每路MARX充电子系统，上位机就可以监控网络上任何一台MARX能源了，予置数值可以分别显示在PC机软件窗口和单片机系统的予置数字表头上。同时，现场实测电压信号也可以实时显示在PC机的界面上。此设计界面直观，而且利于对现场信号进行实时监测。因此，采用本系统，大大提高了现场信号予置精度，对实验操作人员来说人机界面良好，简单易懂。
根据系统功能的要求，上位机需发送2种类型的命令：（1）同期命令，它由定时器触发引起，每隔一个定时周期发送1次，例如发往各充电单元的数据和状态回传命令；（2）非周期性命令，它由操作者按动相应命令按钮引起，非周期性发送。所有命令均采用ASCII码方式传送，为了防止通讯错误，各子机正确收到上位机发来的命令后返回相应的确认字符。
在VB6.0中使用了MSCOMM控件，用来实现串行通信。MSComm控件有很多属性，其中最基本的有以下几个：
Commport属性 设置并返回通信端口号，用于指定使用PC机的哪一个串行端口。
Setting属性 以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位和停止位。
Portopen属性 设置并返回通信端口的状态，用于打开或关闭端口。
Output属性 用于发送数据，可以是文本数据或二进制数据。
Input属性 从接收缓冲区返回和删除字符，用于接收数据。
本系统VB程序初始化上位机通信程序如下：
mPort=2 ；选串行端口2
MSComm1.Settings=“57600，n，8，1” ' 设置通信参数
MSComm1.OutBufferSize=512 ' 设置发送缓冲区大小
MSComm1.OutBufferCount=0 ' 清除输出缓冲区
Mscomm1.Inputlen=0 ' 读入接收缓冲区全部字符
MSComm1.PortOpen=True ' 打开串行端口
由于数据是动态接收，所以数据的处理也是动态进行,程序中使用了一个Timer控件，其命令发出与数据的接收均在Timer控件的定时期间进行，在Timer控件的定时期间依次调用模拟量和状态量返回子过程，同时监视是否有命令按钮按下，当按下某操作命令按钮时调用命令处理子过程，部分程序如下：
Private Sub Timer1_Timer()
IF CmdPress=True Then Call SendCmd ' 当按下某操作命令按钮时转入命令处理子过程
UpdateAI 更新各模拟量数据的显示
UpdateDI更新各状态量
End Sub
Private Sub sendCmd()
UpdateDO (Cmd) ' 输出控制开关量
………
End Sub
5 系统抗干扰问题
监控系统在工业中的应用越来越多，由于现场的电气环境比较复杂，容易形成各种干扰源，特别是在大电流、强脉冲实验环境中，因此研究解决系统抗干扰问题对确保系统的稳定运行有着非常的意义。
该系统中使用RS485总线，RS485总线是采用差分平衡电气接口，本身具有较强的抗电磁干扰能力，但在实际当中仍然会现一些问题，为此应注意以下几个方面：
（1）与远距离上位机通讯采用光纤传输，子机之间不方便采用用光纤传输时，应选择合理的网络拓扑结构。
（2）采用双绞线作为RS485传输线时，虽然对电磁感应噪声有较强的抑制能力，但对静电感应引起噪声的抑制能力较差，因此应选用带屏蔽的双绞线，同时双绞线的屏蔽层要正确接地。
（3）通过在总线两端加入匹配电阻的方法，解决信号反射问题
（4）系统的供电方式有两种：一种是集中供电方式，即电源都引自同一处，另一种是分布式供电，各子设备在安装位置附近取电源，从抗干扰效果的角度讲，应选择集中供电方式，这样可基本消除各处参考电位不等的情况。
6 结束语
本文提出的主从分布式多机通信系统硬件电路简单，控制灵活。与其他语言相比，用VB语言实现上位机数据传送的优点是可方便地控制通信对象的选择，具有较大的灵活性，且编程容易。此外，由于RS485总线的通讯方式仍属于串行通讯方式，在通讯速度上有些偏低，在操作上表现为数据刷新时间稍微偏长，当系统子设备较多时，其控制的实时性不很理想，此时需对控制系统作进一步的改进。
7 参考文献
1. 曾伟民、邓勇刚等 Visual Basic 6.0高级实用教程 电子工业出版社1999.10
2. 蔡祥荣. RS-485总线应用中的几个问题. 力源电子工程，2001
计算机控制技术论文:一种变频泵站节约能耗的计算机控制技术
摘要：怎样合理使用变频调速设备才节能，是本文讨论的问题。 重点讨论了并联泵合理搭配运行和调速策略的控制原理及实现控制的数学方法；采用力控组态软件+PLC+变频调速控制技术，确定泵站节能经济运行的量化问题。
关键词：组态软件 PLC 虚拟水泵
给水行业的配水、增压泵站进行变频调速节能技术改造后，经过运行，普遍发现在使用过程中存在以下问题：
1、 在满足用户的需水量及保障供水压力的情况下，开并联泵组时，水泵节电很少甚至不节电；一台调速泵运行时，节电很少或不节电。
2、当工况点、管网参数等情况发生变化后，且在泵站系统满足工况条件下，调速系统经常出现运行不稳定现象，从而造成节能效果不能保持低的单位电耗值。
针对供水行业的使用情况，许多人盲目的把变频调速设备当作节能设备来看待，实际上对变频技术根本不清楚，也没有确切衡量节电效果的尺度。对此，本文讨论在并联泵组中，机组如何合理搭配运行以及使用调速方式，采用力控组态软件+PLC控制技术，解决对泵站节能经济运行的量化问题。
一、能耗最小的并联泵组合理运行搭配及调速方式的控制理论
1 、控制原理
在泵站系统的工艺参数（流量、压力）、设备参数（水泵、电机、调速装置）等确定的情况下，采用最小二乘法理论找出H-Q之间的函数关系，运用并联泵组特性曲线拟合法，自动找出一套耗能最小的运行搭配和调速方式，即优化泵组合方案（运行搭配合理的泵组工况点稳定运行在高效区间内）。当然，该优化泵组合方案并不一定是每台水泵都能达到，在这里是指一个泵站内水泵优化组合后的总体效果，可以形象的说把整个泵站内已优化组合后的每一泵组合方案看作一台水泵，我们把泵组合方案称为虚拟水泵，而这一台虚拟水泵在一定压力和流量下，用最小二乘法理论计算出虚拟水泵的特性方程和特性曲线为标准，找出虚拟水泵高效区的范围。当“虚拟水泵”的工况点不在高效区内运行时，控制系统可根据水泵调速的相似定理和等效率原理，通过设定参数自动调整变频泵的运行工况点，使动态运行虚拟水泵的工况点处在高效区内，此时单位流量耗能最小（控制原理 示意见图1）。
欲使调速后的“虚拟水泵”方案工况点运行在高效区内，可根据相似定理和等效率原理，使“虚拟水泵”调速后的特性曲线经过设定的（流量、压力）参数点，此点就是“虚拟水泵”的工况点。
二、技术设计与实现
1、泵站的工艺流程及控制流程
1.1泵站的工艺流程
我公司董庄配水泵站采用直抽方式对一条DN800管道进行配水，最终配水流量为2100m3/h，出站压力为0.39MPa。主要设备有： 2台日本MITSUTISHI F系列变频器；4台离心式送水泵，每台送水泵配一台出水电动阀、一个吊水电磁阀；2台立式潜水泵(排水用)；2台真空泵(送水泵真空吊水用)。此外，设备还有与系统相关的自动化仪表等。从节能降耗的目标出发，配水泵站最终的泵组优化搭配及调速方案（表1）。
配水水泵在清水池水位有效水深1.8米以上时，为自灌式；1.8米以下需进行真空吊水。水泵开停台数，根据清水池的水位、服务压力和流量的参数自动优化组合，并把机泵的运行状态通过PLC 的I/O接口及时传送给力控组态软件实时数据库，使值班人员随时监控各机泵运行情况；排水泵根据集水坑水位、真空泵根据真空吊水要求自动确定开、停泵。在电气回路中，高、低压开关柜倒闸均为人工操作，电量和仪表数据记录自动传输，值班人员可从显示屏上及时看到每一台虚拟水泵的单位流量电耗值和其它参数。
1.2泵站的控制流程
泵站内的机泵控制，可采用现场手动控制方式、半自动控制方式、全自动控制方式，运行机泵出现故障时，备用机泵自动开启。
设定“虚拟水泵”的参数（流量、压力），显示屏上同时显示“虚拟水泵”的理论H-Q特性曲线和管网特性曲线(见图2)。根据每一台“虚拟水泵”对应的理论单位流量电耗值，选择“虚拟水泵”方案，并输出所选的方案。在机泵启动前，系统自动检测清水池水位状态、泵停止状态、泵非故障状态、泵运行状态、变频器非故障状态、阀门的位置状态信号是否正常，若不正常，停止开泵；若信号正常，依次启动调速泵、定速泵，自动打开对应出水阀门，“虚拟水泵”运行正常后，可从显示屏上监控“虚拟水泵”理论特性曲线与该“虚拟水泵”实际叠加后动态特性曲线的拟合情况，值班人员很快能知道“虚拟水泵”工况点是否运行在高效区，若“虚拟水泵”的实时单位流量电耗值超过理论单位流量电耗值，系统则发出声、光报警信号，及时通知值班人员，用本地控制方式由值班人员手动控制调节，使“虚拟水泵”的工况点运行在高效区内。若以上有任一信号不正确，管网压力和流量即使满足要求，也不能开泵，同时，发出报警信号。另外，每一台机泵的运行实时电流超过本身正常的额定电流，且延时8秒时，发出故障报警信号，并紧急停泵。水泵若未能按程序操作，则报警。每台水泵电机发生故障，都可以自动关闭对应阀门，并发出故障报警信号，同时备用泵自行投入运行。PLC接到关泵指令，先关闭对应出水阀门，水泵再停止运转。排水泵的控制逻辑和高、低压配电的监控参数由PLC单独控制。
2、软件的设计与实现
根据泵组合理运行搭配及调速理论、控制流程、，程序监控流程图（图3）为：
三、应用效果
2000年6月经过实测的数据统计分析，我们发现单独采用自控变频控制技术后，在并联泵组运行时，节能较少，跟没有使用变频设备差不多。2002年4月经过用组态软件+PLC+变频调速控制技术改造后，泵站系统在满足工况条件下，自动变频系统运行稳定，节能效果长期保持低的单位电耗值，比原来用变频设备改造后节约30%左右（见表2）。
四、结语
综上所述，在供水行业内，使用自控变频设备是否节能，经过实践，我们认为只有对应用环境、控制对象以及经理论测算有多大的节能潜力，然后采用什么样的自动控制方案改造节能潜力较大，且系统稳定，节能效果保持长期稳定，才是我们真正要达到的用当前信息工程技术改造传统控制过程的目的。
计算机控制技术论文:大型结构整体安装计算机控制技术
摘要：上海市机械施工公司是从事高层及大型结构吊装、隧道工程、公路工程、桥梁工程、给排水及污水处理工程、桩基及地下深基础、地下连续墙，以及建筑安装和市政工程总承包的国有大中型机械化施工企业，隶属于上海建工集团。公司现有职工1600余人，其中有职称的技术、管理人员300余人，4级以上技工1000余人，拥有固定资产原值1.46亿元，人均技术装备6.37万元，年施工产值4～5亿元。
关键词：整体安装 现场施工
一、 概述
钢结构安装是公司的主要业务之一。针对近年来高、重、大、特殊钢结构的不断涌现，传统的结构安装施工工艺与设备往往难以胜任，公司通过反复研究与实践，采用计算机、信息处理、自动控制、液压控制等高新技术与结构吊装技术相结合，自行开发了大型结构整体安装计算机控制技术，自行研制了大型结构整体安装计算机控制系统，完成了一系列重大工程，取得较好的经济效益和社会效益。同时也发展了我国钢结构施工技术，并使企业在国内大型、特殊钢结构施工领域保持了经验丰富地位。
二、 技术原理
大型结构整体安装计算机控制技术的原理是“钢铰线承载、计算机控制、液压千斤顶集群作业”。
1. 液压千斤顶集群作业
以液压千斤顶作为施工作业的动力设备。由于液压千斤顶可以灵活布置与组合，可以根据大型结构的特点和施工现场的条件，构成受力合理、动力足够的施工作业系统，因此可以用于各种大型、特殊、复杂的结构安装工程。
根据各作业点提升力的要求，将若干液压千斤顶与液压阀组、泵站等组合成液压千斤顶集群，大型结构整体提升时称为液压提升器，大型结构整体移位时称为液压牵引器。一般是1个作业点配置1套液压提升器或牵引器。液压千斤顶集群在计算机控制下同步作业，使提升或移位过程中大型结构的姿态平稳、负荷均衡，从而顺利安装到位。
2. 钢绞线承载
液压千斤顶通过集束的钢绞线提升或牵引大型结构。
3. 计算机控制
施工作业由计算机通过传感器和信息传输电路进行智能化的闭环控制。
计算机控制主要是3项作用，首先是控制液压千斤顶集群的同步作业，其次是控制施工偏差，再次是对整个作业进行监控，实现信息化施工。计算机控制具有智能化功能，可以在施工过程中自动对施工系统进行自适应调整，进行故障的自动检测与诊断，并能模仿与代替操作人员的部分工作，提高施工的安全性和自动化程度。
三、 控制系统
1. 系统功能
系统的主要作用是以液压作业方式进行大型结构的整体提升、整体移位等，并始终保持大型结构的合理姿态，使施工负载、稳定性、各项参数和偏差均符合设计要求。
控制系统的主要功能有千斤顶集群控制、作业流程控制、施工偏差控制、负载均衡控制、操作台实时监控，以及单点微调控制等。
2. 系统构成
大型结构整体安装计算机控制系统由控制和执行两部分组成。
a) 控制部分
控制部分包括计算机子系统和电气控制子系统。控制部分的核心是计算机控制，外层是电气控制。计算机子系统通过电气子系统驱动液压执行系统，并通过电气子系统采集液压系统状态和作业点工作数据，作为控制调节的依据。电气子系统还要负责整个施工作业系统的启动、停车、安全联锁，以及供配电管理。
计算机子系统由下列模块组成：
⑴ 顺序控制：进行千斤顶集群动作控制和施工作业流程控制。
⑵ 偏差控制：进行结构姿态(高度、水平度、垂直度)偏差控制和施工负载均衡控制。
⑶ 操作台控制：对施工作业进行操作和监控，并完成工作数据的采集、存储、打印输出等。
⑷ 自适应控制：对施工作业系统进行自适应控制、故障诊断与检测等。
电气控制子系统由总控台、电液控制台、总电气柜、作业点控制柜、泵站控制箱，以及传感检测电路、液压驱动电路等组成。
b) 执行部分
执行部分包括液压子系统和支承导向子系统。
液压子系统由下列部分组成：
⑴ 液压千斤顶集群：布置在各作业点，根据作业点要求，由若干台液压千斤顶、液压控制阀组构成。
⑵ 液压泵站：为液压千斤顶提供动力，一般1个或几个作业点配置1台液压泵站。
⑶ 钢铰线：采用高强度低松驰钢铰线。
支承导向子系统用于大型结构整体安装过程中的支承、导向或加固、稳定作用，例如整体提升中的提升柱、整体移位中的滑道、导轨，以及结构的临时加固设施等。
3. 系统的性能
a) 作业能力：施工作业系统的规模根据工程需要确定，通过组合液压千斤顶集群，作业能力可满足超大型工程的需要。已应用的工程中较大起重荷载3200吨，较大起重力6600吨，共使用86个液压千斤顶。
b) 作业点数：标准配置的系统最多可控制30个作业点(一般工程作业点为4～8个，迄今为止较大的工程中作业点为26个)。超过30个作业点时可以增设额外的控制模块来扩容。
c) 作业对象规模：原则上只受工程结构和施工现场条件限制。已应用的工程中，较大结构尺寸为150×90×20米，提升高度29米。
d) 控制策略：可同时控制作业对象的姿态偏差、速度偏差、压力(提升力或牵引力)偏差，并可根据各个工程的不同特点和要求，确定不同的多因素控制策略。
e) 控制精度：各作业点与基准点的高度或位移偏差可控制在2～3毫米以内。
f) 液压系统工作方式：液压千斤顶间歇伸缸和连续伸缸两种方式。前者用于垂直提升；后者用于水平牵引，优点是作业稳定性好、作业速度快，但是液压千斤顶的配置数量较大。
g) 操作方式：具有自动作业、半自动作业、单点调整、手动作业等多种操作方式。
h) 性、适应性：可以承受一般建筑施工现场的露天日晒、小雨、5级风、连续作业、电磁干扰、电网波动等工况。
四、 应用实例与效益
1. 东方航空公司双机位机库3200吨钢屋盖整体提升工程
钢屋盖网架的跨度150米，纵深90米，高18米，重量3200吨。采用“地面拼装、整体提升”的施工工艺，即在地面上将网架拼装好，然后整体提升到25高的砼柱顶上。不设临时的提升承载柱，利用机库26根长期结构柱的柱顶，设置液压千斤顶集群进行提升。由于机库东、西、北三面有柱，南面无柱，屋盖南端总量又占总重量三分之二，因此提升点分布和负载分布极不均匀，对网架变形控制和结构柱承载控制很不利，提升控制难度很大
1996年6月下旬，经过4天共32小时的提升作业，将3200吨的钢屋盖网架从地面整体提升25米，顺利完成安装工程。
在提升过程中做到了：⑴ 各吊点与基准点的高度差不超过5毫米，确保了网架的变形小于设计限定值；⑵ 各吊点动载始终保持均衡(静载悬殊达20倍)，确保了被用作提升承载柱的机库结构柱的荷载安全值；⑶ 屋架定位偏差小于2毫米，施工质量优良。
该工程节约施工费用710万元，并且创造了两项国内记录：⑴ 一次提升跨度较大：150米；⑵ 超大型屋盖整体提升不设辅助的提升承载柱。
2. 浦东国际机场航站楼钢屋盖区段整体移位施工
钢屋盖为连续三跨，跨度分别为80、42和48米，长度为412米，高30～39米，总重1.6万余吨。在钢屋盖安装之前，航站楼的现浇混凝土框架结构已先期完成，因而起重机无法进入跨内施工，难以用常规方法吊装，故采用“屋架节间地面拼装、柱梁屋盖跨端组合，区段整体纵向移位”的施工方案，即在地面拼装屋架，再将屋架和柱、梁等吊到砼结构楼面的边端组合成屋盖区段，然后应用本系统将区段向楼面中央水平移位到安装位置。
1998年2-8月钢屋盖安装完成，其中钢屋盖区段移位14次(每次距离50-200m，重量1200-1400吨)，累计移位重量2万余吨，累计移位距离2200m，累计移位时间400小时。
在牵引过程中做到了：⑴ 屋盖滑移速度控制良好，加速度值小于设计限定值；⑵ 各牵引点与基准点的位移差不超过10毫米，确保了屋盖滑移中的正确姿态，杜绝了“卡轨”可能性。
由于采用以屋盖水平滑移为主要特点的新工艺，钢屋盖的安装工程节约了建设投资1000万元。
3. 南阳鸭河口电厂干煤棚网架整体展开提升工程
网架横向跨度108米、纵向深度90米，高度约39米，重量505吨，提升高度约29米。该网架结构分为铰接的5块，地面拼装后呈折叠状，通过整体提升，使它展开为无柱拱形网架。这种结构与施工方法在国内尚无先例，是一项重大创新。它首先由设计单位提出，得到业主和施工总包单位的支持，并由我公司采用本系统予以实施。2001年5～6月经过5天共40小时的提升，顺利地将网架提升到位。提升过程中各提升点高度差控制在3毫米以内，施工偏差控制和安装定位质量均符合设计要求，在国内空间结构和钢结构行业有效大影响。
计算机控制技术论文:计算机控制技术在智能建筑自动化的作用
摘要：智能建筑物可以解释为把计算机应用技术同控制技术配合网络技术以及建筑艺术紧密结合在一起的科学成果。目前智能建筑是发展一个国家，一个地区科学技术与经济水平有力整体体现智能建筑水平是城市现代化发展水平的重要标志之一。计算机控制技术在该领域起到协调各个子系统，检测、协调、控制其它智能设备的作用。
关键词：智能建筑物；控制技术；自动化；计算机
智能建筑是“将计算机技术”“控制技术和网络技术”和“建筑艺术”等综合技术的产物，目前智能建筑的规模，已经是一个国家或者是一个地区科学技术以及经济水平的良好体现，智能建筑的发展水平是城市现代化水平的最显著标志之一。伴随着信息时代的来临和信息产业的勃勃兴起跟随着人们对生活环境，居住条件要求地不断提高。建筑智能化的理念现己深入到了建筑物的灵魂中，并成为了衡量现代科技价值的“金标准”。建筑物的智能化成为了提高居民生活条件。是城市未来发展的主流方向。现今“物联网时代”已经到来，智能建筑的每个“子系统”将向着大规模、分散控制以及集中管理等方向发展。一般，智能化建筑中大多包括有多个子系统以及诸多设备的互联。于是就要通过对信息的综合和资源的利用，以便来统一协调监视“智能建筑”的状况便显得非常重要。通常一般情况下，每个分系统大多都选自不同的生产厂家所提供的；在“数据类型”“接口种类”和“信息储存方式”等诸多方面都很难答到共通。因此可能会严重影响了子系统在物理层面上以及功能上的互操作性以及开放性，为整栋智能楼宇的综合信息采集造成了非常大的困难。网络技术的不断进步，对建筑物内的信息监测的方式也不断更新，先已在经不再单纯是客户与服务器之间的资料信息共享。现在可以对系统监控或远程控制监测等诸多方式也日渐成熟。并且已经成为了系统当中非常必要组成部分。
1智能建筑的功能
一个可以被有效控制利用各种资源的建筑才能成为智能建筑，还需要具备有关的系统运营环境。同时生态系统上应满足能源与服务还有排污的综合需求，实现各个层面的协同运行和有机的结合。智能建筑的‘计算机控制技术’在建设设计最初时，应考虑到4个其最基本的功能：
1.1能源的管理
通过使用设计能源监控与管理的方式来达到有效节约能源的目标，减少其建筑物在周期内的资源消耗与浪费同时提高了建筑物的利用率。
1.2空间的管理
优化控制空间结构，掌握了解空间的使用等情况，合理分配不同应用空间提高空间使用率。
1.3设施的管理
掌握控制建筑物内各不同功能，不同类型设备运行的情况，并可以实施有效的管理利用，有效的延长设施使用周期。
1.4服务的管理
建筑的智能化应尊徐恩这以人为本的原则并不断地为住户提供具有一定个性化的品质服务服务，从而达到满足提升不同用户对生活的感受。但也不许考虑到降低用户的使用成本。
2供电
建筑在只能化的过程当中需要使用很多不同的应用设备来为其提供具有一定相当的针对性、个性化的智能服务。所以，为其提供保障的自动化装置与自动化办公设备以及通讯等，都会给供其共电保障、用电提出了难题。因此进行智能的建筑物内的供电设计时，必须应该要对供电系统中安全性与性及稳定性还有灵活性加打重视。由于智能建筑物中的用电设备较多，用电负也荷比较大，进行设计时需要对其负荷进行分析评估，并对负荷的级别，进行合理划分。必要时可以根据设备需要的用电情况，个性化的具体选择所供电的系统，较大限度的避免造成浪费。同时应要考虑到供电的性以及电源质量的要求，根据用电负荷，动态的确定其针对性个性化的供电方式。
3照明
照明系统的智能能化，不但可以保障建筑物内使用者的安全，也既要满足其基本生活。又要能应该具备或者达到其环保与外观的需要。智能化的照明系统应用原则为“安全与经济和适用与美观”的并存。安全是任何系统的必要最基本的条件。要通过正确选择灯具的种类、安装的位置安装数量与灯具功率还有照度控制等方面。进行合理设计，提供生活与工作舒适的光度。一方面，要通过采取先进的采光技术，从而发挥照明系统地实际效益。在保障照明效果基础上减少费用开支。另一方面，要从我国实际电力供应与设备生产的水平出发，选择合理照明设备，来提升智能建筑中的照明系统的经济性。体现建筑内的空间立体感与装饰表现感，要注意色彩的协调，同时要避免出现眩光，根据工作与学习和生活的需要给予合理布置照明的亮度。
4计算机辅助系统集成化
4.1集成化服务程序
主要的功用是把，自动化的各种不同用途种类的办公设备互通互用的问题，实现信息共享。它主要负责完成，从每子系统应用的服务器上采集相关数据且同时向子系统下达相关控制指令，且实现与各个子系统之间的联动和控制功能。因此，此部分是，‘计算机控制技术’在‘建筑自动化应用’智能化的过程中的系统中关键所在。
4.2Web应用程序
大多采用B／S模式设计为主，主要是为了实现信息集成化，方便管理以及应用和在开发。Web服务器使用“Windows2003Server”操作系统，开发维护工具采用“MicrosoftVisualStudio2005”；以“C语言”为开发维护语言，配合数据采集与设备监控和故障诊断还有趋势曲线以及综合智能判断等，图文一体显示的人机交互功能。智能建筑是将“建筑技术”与“计算机应用技术”“网络通信技术”“和“计算机（控制\监控）技术”等多种技术集成的载体。，必须重视各个自动化设备之间地集成配合。自动化设备的集成化的是为了：搭建建设智能化的应用管理，通过对自动化化设备的自动控制把“信道通信技术”、“安全防范技术”以及“多媒体技术”等进行整合，从而达到实现智能化的目的。
5总结
智能建筑在计算机控制管理系统是把在不改变原来的自动化设备基础之上，将建筑内个各种不同应用设备网络控制与构建网络的每个应用程序。对独立的应用设备高度集成。进而形成更高的自动化综合监控与智能化的管理系统，从而就为建筑内得用户搭建了更高级的服务平台。“计算机控制技术”在智能建筑自动化应用系统的核心就是要实现不同应用设备的综合运用。必须要解决各个层面的设备、数据互访，改变各个层面设备的独立运行状况。实现自动化设备系统之间的联动控制。提高其运行的效率；在信息共享中心将数据分析后进行诊断，最终达到能源的化和维护设备安全平稳运行的重要目的。
作者：邹平吉 单位：兰州职业技术学院人事处
计算机控制技术论文:工业自动化控制中计算机控制技术的运用
摘要：伴随着时代的进步和科技的发展，工业生产已经逐渐摆脱了以人力、机器为主力的生产方式，实现了自动化和智能化产，减少了人力的工作量，也减少了生产成本，提高了生产效益。计算机技术和网络技术是实现现代化工业生产的技术保障，它在有效提高业生产效率的同时，也为工业的自动化和智能化发展奠定了基础。该文在简单概述自动化技术和计算机控制技术的基础上，分析了计算机控制系统的工作原理以及运用的特点，并重点论述了工业自动化控制中计算机控制技术的运用。
关键词：工业自动化控制；计算机控制技术；应用路径；网络技术
作者简介：吴高杰（1991,4—）,男，江苏江阴人，本科，学员，研究方向：计算机控制其他机器工作
在市场经济快速发展的今天，工业企业面临着巨大的市场竞争，因此，对于工业制造企业而言，如何在确保产品质量的基础上，较大限度提高企业生产效率，已经逐渐成为了工业制造企业所普遍面临的难题。工业自化已经成为了行业发展的趋势，而计算机控制技术则在其中发挥着重要的作用，NC、PLC等先进技术的使用成为了计算机控制系统在工业自动化控制中应用的键，其自身的发展也逐渐向着精密化、灵活化、开放化的方向发展。
1工业自动化技术概述
石油、石化、建材、冶金等都属于工业生产，它所涵盖的范围广泛，可以是指一台生产的设备或是一条生产线，也可以指一间厂或是一家企业。在工业制造行业中，工业自动化技术指的是一项综合性技术，它强调的是在综合利用计算机技术、电子设备、控制理论以及相关的仪器仪表的基础上，实现对工业生产制造全过程的动态化、智能化监测和控制。在这个过程中，实现对生产工艺的优化、生产资料的合理配置，并为决策者的决策行动提供参考，其最终目的是提高产品质量和生产效率，降低生产消耗和成本，减少对环境的污染。总体而言，工业自动化技术包含了三个部分，分别是硬件系统、软件系统和系统技术。硬件系统中包含了各项控制设备和仪器，以及执行命令的执行器等。系统技术则包含了各项集成技术，具体包括硬件集成技术、软件集成技术、软件和硬件集成技术等。而各类软件则属于软件系统，在工业自动化系统中，包括了管理软件、控制软件和测量软件等。这三个部分的内司其职，又相互配合，共同实现了工业的自动化生产和控制。将自动化技术应用于工业生产制造行业，对提高企业员工素质、提高企业生产制造能力具有重要意义，同时，这也是优化工业行业产业结构，避免“三高”的重要举措。
2计算机控制技术概述
计算机控制技术质是以计算机技术为核心的一项技术，其主要的目标是采集和控制生产过程中的各项参数，并以计算机硬件系统为依托，利用相应的控制软件，实现对工业生产过程的自动化控制。换而言之，工业自动化控制系统的实现需要以计算机控制系统为基础。计算机控制系统由软件控制算法、硬件系统和上位机操控软件三个部分构成。在这个系统中，计算机拥有高速的计算能力和数据处理能力，因此被运用于各项命令的执行，通过对被控对象的控制，达到工业自动化控制的目的。事实上，从很大程度上来说，对计算机的控制也需要借助一些辅助部件。上位机操控软件的主要作用是现人机的交互，其较大的作用在于实现程序和数据的输入和输出，同时承担数据库构建的任务，以便于实现对工业生产过程的控制，在发现异常状况时能够发出警报。在辅助工业控制系统运行过程中，计算机控制系统需要进行经常性的信息交互，通常情况下，信息交互能够采用有线通讯和无线通讯两种方式。总而言之，计算机控制系统的要目的一方面在于实现对运动过程的控制；另一方面是实现被操控对象的优化。
3计算机控制系统的工作原理
硬件系统和软件系统是计算机控制系统两个重要组成部分，要想实现计算机控制系统的控制功能，需要采取专门的数字、模拟转换设备。在实际工业自动化控制过程中，通常会采用实时控制方式，大多数控制过程计算机运行的性要求较高，但是对其运算速度并无硬性要求，只强调其必须能够响应及时。计算机控制系统实现工业自动化控制的工作原理主要分为三个步骤：及时，数据采集。通过对被控制目标的瞬时值进行检测，实现对相关数据的收集，随后将相关数据传输至工业自动化控制计算机中。第二，实时决策。通过计算机中的特定软件，对所采集到的数据的状态进行计算和分析，根据预定的控制规则，执行下一步控制计划。第三，完成控制任务。计算机所做出的决策会发送给控制系统，控制系统以控制信号为依据，对相关任务进行分配，并执行相关的控制动作，完成自动化控制的任务。在实际控制工作中，三个控制过程不断重复循环，确保系统能够按照相应的要求进行工作，且能够处理一些设备自身和控制对象的异常情况。
4工业自动化控制中计算机控制技术的运用
工业生产过程中，计算机控制技术在自动化控制系统中的应用路径可从数字控制、可编程逻辑控制器、分布式控制系统、计算机传感器等五个方面进行分析。
4.1数字控制
数字控制（NC）是自动化方法的一种，指的是借助符号和数字等对工业生产过程进行编程控制，因此，也简称为“数控”。要实现数字控制，需借助专门的计算机设备，将操作命令以数字的状态发送给设备，使得设备能够依据原先设计好的程序运行。在数字控制系统中软件技术是核心和关键所在，对设备的自动化控制具有重要影响，良好的数字控制技术是提高设备自动化运行能力的重点。在诊断设备故障和设备维修的过程中，数字控制能够诊断出AI故障，运用计算机网络技术，还可实现远程诊断和远程监控。另外，通过已建立的数据库功能，还可对系统进行检修和维护，修复相关故障，并在漏洞扩大之前实现零件的更换，较大限度提高数控系统的安全性、性和稳定性。
4.2可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器（PLC）从本质上而言是一台计算机，其主要是为工业生产而专门研发的。数字运算操作是其基础性工作，而编程存储器则是其核心，模型和数字是其输入或输出的主要方式，通过这种数字或模型的输入和输出实现对工业生产过程和机械设备的自动化控制。可编程逻辑控制器在被运用于工业生产制造后，其工作内容也被分为个部分，主要是数据采集和输入、命令程序的执行、结果的输出和刷新，这三部分的工作内容共同形成了一个扫描周期。可编程逻辑控制器工业自动化控制中的使用较为广泛，归根结底是因为其自身在性能方面拥有诸多优势。首先，它具有使用便捷、操作简单的特点。其次，它的功能较为强大，设施设备齐全，表现出良好的性价比。再次，它的运行性高，能够适应各种不同的生产制造环境，且抗干扰能力强。，它具有维护和检修方便的特点，能够实现相关程序的在线修改。
4.3分布式控制系统
工业自动化控制系统中分布式控制系统从本质和功能上来讲，就是一个中型的计算机控制系统。这个分布式的控制系统，能够通过计算机技术实现对生产过程中相关数据的收集、处理和分析，进而实现对生产过程的控制。这种多级计算机控制系统的运用是以计算机运行速度的提高和微型计算机的使用为基础的，它的出现使得自动化技术中计算机控制技术的使用更加科学，其出现和发展与计算机技术的发展有着密不可分的联系。集散型计算机控制系统的主要工作则是实现对自动化生产工程中相关数据的分析，并将分析所得信息反馈给计算机，在这个分析和反馈的过程中，中央计算机只负责系统的集中管理和分散控制工作，使得工业自动化控制系统工作的性大大增强。场控器是分布式控制系统的基础，通常情况下场控器中包含了I/0部件，通过该部件分布式控制系统可实现对数据的采集和控制、执行，再经由人机接口，实现执行命令的，再通过网络通讯设备，实现对数据信息的传递。在现场控制器中，又包含了控制回路等，回路控制中的相关算法预先存储于运行内存中，在实际操作中，能够依据自动控制需求，进行组态。
4.4计算机传感器
在工业自动化控制中计算机控制技术的运用和实现需要依赖于网络通信技术、软件技术和传感设备的支持，在这其中传感设备发挥了至关重要的作用，它是实现工业自动化控制中自动化监测的重要条件。传感设备具有数字化、智能化、系统化和精密化的特点，其相关性能从某种程度上来说决定着工业企业自动化生产的产品的品质。计算机控制系统通过传感器的使用，实现对相关数据信息的收集和整理，进而获取设备运行的状态信息，实现对设备各项参数的动态化监测和控制，确保自动化控制设备运行状态安全，最终达到提高工业产品质量的目的。现阶段，计算机传感器的使用正处于发展阶段，在未来的发展过程中，其运行的性和性都将得到有效的提高，最终向着更高级的智能化和更低的能源消耗方向发展，其综合性能将得到大大提升。
4.5自动化生产中的现场总线应用
现场总线指的是数字化通信的检测和控制系统，其被广泛运用于工业自动化制造行业中。现场总线拥有专门的处理器，将这个处理器与测量控制器连接后，可实现计算和通信的能力。它使用双绞线作为通信的媒介，能够实现计算机网络与测量控制器的多个对等连接，自动化生产的现场总线能够将分散的测量控制器变成网络探测的节点，实现联机式的自动控制。现场总线的使用为自动控制设备和系统之间的信息交互和数据分析提供了保障，再通过计算机网络的作用，能够及时时间发现设备运行的异常状况，并实现异常状况的及时排除，使得工业企业的自动化生产过程中信息沟通更加便捷。现场总线在信息交互、数据更新和信息显示等方面都表现出了强大的优势，因此，在自动化技术未来的发展中，现场总线技术的使用是其必然的发展趋势。
5计算机控制系统的应用特点
计算机控制技术在工业生产领域使用广泛，其运用涉及到网络通讯技术、传感技术、控制软件、自动控制技术等。近些年来，伴随着计算机技术和工业产业的发展，工业自动化控制中计算机控制技术的应用水平越来越高，其科技含量也越来越高，有效加快了企业的现代化进程，其应用的优势主要表现在以下几个方面：
（1）开放性特点。相对而言计算机自动化控制系统具有公开性和开放性的特点，其开放性特点主要表现在能够实现所有设备和系统的连接，确保各项设备正常运转。在实际操作中，工业企业可根据自身的实际需求，选择接入的系统和设备，表现出极大的灵活性和便捷性。
（2）交互性和可操作性特点。计算机控制系统中的各项设备能够相互连接，共同构成一个数据传递的系统，因此，在这个系统中各项设备是可以相互替换和代替的。
（3）智能化特点。计算机控制下的自动化系统的总线具有智能化的特点，现场总线通过传感设备，能够实现对现场各设备的分析和监控，并在此基础上，实现对设备的自动化控制，确保其能够实时监测设备运行状态，及时处理系统故障。
（4）性高。相对于一般调节器而言，计算机控制系统具有超强的数值运算能力，能够较大限度缩小和控制偏差，确保其控制精度不会受到元件老化、噪音等因素的影响。
6结语
总之，工业企业的自动化生产是一个复杂的过程，尤其是在这其中还掺杂了许多大型设备和先进技术的使用，大大增加了自动控制的难度。计算机技术在工业自动化控制中的使用，为其提供了强有力的技术支持，为其进步和发展奠定了基础，也为企业进一步降低生产成本，提高生产效率提供了可能。在未来的发展过程中，必须加强对计算机控制技术的研究，除了不断完善现有的技术之外，还应该加强对新技术的研发，使计算机控制技术能够更好地服务于工业自动化控制技术，促使我国工业产业健康、稳定、可持续发展。
作者：吴高杰 单位：装甲兵工程学院
计算机控制技术论文:互联网时代的计算机控制技术
摘要：互联网技术的迅猛发展不仅在信息传播方面改变了世界，也在计算机控制技术领域带来了革命性的变化；工业现场总线与工业以太网的结合将个工业控制带入了网络信息化控制时代。本文将分析工业现场总线与工业以太网技术为代表的计算机控制技术的应用。
关键词：工业现场总线；工业以太网
随着现代工业技术的发展，特别是微处理器应用技术、网络技术的发展，计算机控制技术已经从最开始的单机控制向着自动化生产线控制、自动化生产车间控制与智能化工厂系统控制的方向发展。本文将分析归纳在这一技术进程中计算机控制技术的发展状况，并给出作为一名自动化工程师今后在这个领域将要从事的工作。
一、从集中控制发展为集散控制
最早的计算机控制采用集中控制方式工作，所有的信号采集、分析运算、反馈实时控制、运行状态显示等任务都由一台工业控制计算机（IPC Industrial PC）完成。图（1）给出了某水处理装置的控制系统图，IPC通过模拟数据采集卡采集系统压力、温度、流量、pH值等各类参数，通过I/O接口卡接收各种开关信号并输出各种控制信号。随着控制系统复杂程度的迅速提高，一台计算机已经无法胜任对多路信号的采集与处理，于是出现了以集中管理、分散控制为核心思想的分布式控制系统（Distributed Control System DCS），也称为集散控制系统。在集散控制系统中，根据每台计算机完成的功能分为上位机与下位机。上位机用于集中监视管理，多台下位机分散到现场实现分布式控制功能，上下位机之间通过一定的通讯互联实现信息传递。
集散式控制系统的关键是通讯，作为DCS的神经系统，数据通路的拓扑结构、传输介质决定了DCS系统的有效性、安全性、灵活性和可扩展性。DCS在早期发展过程中所遇到的较大问题是系统的开放性不够。一些DCS厂家出于垄断经营的目的而对其控制通讯网络采用专用的封闭形式，不同厂家的DCS系统之间难以实现网络互联和信息共享，造成了DCS系统的局限性。
二、从封闭系统发展为工业现场总线
为了使DCS系统具有开放性与兼容性，就必须将DCS系统的通讯网络协议标准化、公开化，为此在自动化控制领域引入了工业现场总线技术。工业现场总线控制系统FCS（Filedbus control system），将数据的传输从“点到点”发展为采用“总线”方式，整个控制系统就像是一台巨大的“计算机”按总线方式运行，所有的设备作为一个“总线单元”平行地挂在总线上，按照公开、规范的通讯协议在智能设备与远程计算机之间实现数据传输和信息交换，从而实现控制与管理一体化的综合自动控制系统。与DCS系统相比，FCS系统顺应了用户要求，采用了开放的现场总线协议将现场的各种控制器和仪表设备相互连接，一种设备，只要支持相应的现场总线协议就可以接入该系统，降低了系统成本和维护费用。因此FCS系统实质上是一种开放的、可以互连的分布式控制系统。图（1）给出了现场总线系统组成结构图。
图（1）.FCS系统组成结构示意图
现场总线技术实现了“分散控制，集中管理”，目的是使“危险分散，控制分散”。在系统中，现场的智能仪表完成诸如数据采集、数据处理、控制运算和数据输出大部分现场功能，上位机只完成一些现场仪表无法完成的高级控制功能。
现场总线技术从上世纪80年代开始发展，在发展过程中现场总线标准一直是世界上各大工业国家与大厂商争夺的焦点。目前，在中国自动控制领域具有影响的总线标准是Profibus与CAN。PROFIBUS标准1996年进入我国，经过10多年的推广应用，在我国工业领域有了广泛应用。2006年国家标准化技术委员会了“GB/Z20540-2006 PROFIBUS规范”，使PROFIBUS成为个现场总线技术国家标准。目前在制造业自动化与过程自动化领域，PROFIBUS总线应用广泛，配套的智能设备、智能仪表、总线桥产品种类齐全，是自动化系统集成的，是车间级总线标准。与此同时，CAN总线则在机电设备控制系统得到了广泛应用，在汽车电子、工业机械手控制、高速印刷机控制系统中CAN已经成为设备级总线标准。可以说，Profibus是自动化工程师的，CAN则是电子工程师的。
三、从现场控制发展为企业自动化
EtherNet/IP是基于以太网传输的协议标准，全称为“以太网工业协议”。现在这个协议受到三大组织的支持：ControlNet International（CI），the Industrial Ethernet Association（IEA），the Open DeviceNet Vender Association（ODVA）。这个协议旨在应用层建立一个开放的网络协议，以构建开放式的工业控制网络。工业以太网是指技术上与商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在产品设计时，在器件的选用、产品的性、适应性与实时性、抗干扰性等方面提高品质以满足工业现场的需要。
工业控制网络必须满足控制作用对实时性的要求，即信号传输要足够快并满足信号的确定性，实时控制要求对变量的数据定时刷新。传统以太网采用CSMA/CD碰撞检测方式，在网络负荷较大时网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求。而工业以太网是快速以太网并采用了新的以太网交换技术，解决了普通以太网的非确定性问题。例如EtherNet目前的传输速率已经达到1000M、10G，这就意味着网络传输延时减少，网络阻塞几率下降。在网络拓扑结构上采用双工星形网络拓扑结构和EtherNet交换技术保障了通讯的实时性与确定性。
工业以太网技术的意义在于实现了“信息化工厂”，信息化工厂是指在工厂的生产、管理、经营过程中，通过现代信息基础设施，采用现代信息处理的手段，实现信息的采集（传感器及仪器仪表）、信息的传输（通信）、信息的处理（计算机）以及信息的综合应用（自动化、管理、经营等功能）等。工业以太网络就是生产中自动化控制的神经网络，负责工业现场与管理、经营层之间的数据传输。
在“信息化工厂”模式下，可以使企业内部信息畅通，起到减少内耗、增加活力，提高对市场的反应能力，提高工作效率的作用。所以工业以太网已经逐渐成为现代企业企业管理、经营、生产不可缺少的部分。
图（2）是一个典型的工业以太网在企业中的应用，从图中可以看到现场控制器通过设备级网络（如Profibus）采集现场检测信号并控制执行元件，然后现场控制器通过以太网接入企业信息化管理网络，从而实现所谓的“总工程师直接了解现场”、“数据库直接存储运行状态”的全新的控制方式。
EtherNet/IP控制网络基本性能包括：决定性控制、具有应用需要的性能、故障容错和故障措施、远程配置、数据收集和诊断、低成本器械连接、总线支持设备、内部安全（针对某些应用）和开放式网络标准等。其价值在于：对于商业企业整合简单，把生产规划和控制、质量控制、可追踪性、维持系统等融为一体；它是高速度、高带宽网络，便于实现网络融合，驳接区域更广的连接设备；通过现成专家服务、远程专家诊断、部署低成本通用硬件等手段实现应用的经济与便捷；通过无线、智能供配电、TCP/IP应用等推进技术持续发展。
目前很多现场设备都开始支持EtherNet/IP协议，因此EtherNet/IP可以直接连接下层设备，变频器、分布式IO都可以挂到EtherNet/IP上，中间采用工业以太网交换机相连接，构成与普通数据网可以实现信息交互的系统，因此有人说工业以太网是“总工程师读传感器数据的网”。与现场总线相比，工业以太网具有与普通数据网无缝对接的优势。通过国际互联网，工程师可以远在千里之外直接控制挂接在工业以太网上的设备。
综述：计算机工业控制技术从集中控制发展为分布式控制，从封闭式的企业自定的通讯协议发展为通用的现场总线标准，从控制现场自动化发展为企业自动化，代表了计算机控制技术的发展方向。应用层面的核心技术是工业现场总线与工业以太网应用技术，这两项技术的应用将是自动化工程师的主要工作方向。
