计算机控制论文

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计算机控制论文: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

前言

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优质服务服务，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可靠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，最大限度的避免造成浪费。同时应要考虑到供电的可靠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。安全是任何系统的绝对必要最基本的条件。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，最终达到能源的最优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

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，最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，其最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可靠性要求较高，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：第一，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，最大限度提高数控系统的安全性、可靠性和稳定性。

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，它的运行可靠性高，能够适应各种不同的生产制造环境，且抗干扰能力强。最后，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可靠，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可靠性大大增强。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，其运行的可靠性和精确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，能够第一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）精确性高。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，能够最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，实现了全方位的自动化控制。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

计算机控制论文:计算机控制中网络通信论文

1基于计算机的控制系统

在工业生产领域，计算机控制系统中包括了工业用计算机与各种工业对象。相较于普通控制系统，基于计算机的控制系统，包括了开环系统与闭环系统。现在，工业领域中主要采用闭环系统，主要是由于该类控制系统为一种最基本的控制方式。根据常用的计算机控制系统，其硬件主要包括了计算机、各种外设、输入和输出通道，以及各种工业操作台等。具体如图1中所示。根据控制系统所采用控制方式的不同，则可以将其划分成：操作指导控制系统、直接数字控制系统、计算机监督系统以及分级计算机控制系统等。

2基于计算机的远程网络通讯

在远程网络通信中，由于信息传输方向的不同，可以将该过程中所采用的通讯技术分为双工通讯、半双工通讯与单工通讯等几种类型。顾名思义，双工通讯就是通过比较复杂的通信结构与线路，确保通讯双方的信息都能够向着两个方向传送；而半双工通信则可以理解为信息虽然能够在两个方向传输，但是这种传输过程不是实时的，因为每次传输都只有单个方向的数据在传输；单工通信则更加简单，就是只有一个固定方向的信息能够被传送。在实际的应用环境中，远程网络通信中所采用的通讯方式主要为半双工方式，也就是人们常说的四线制传输方式，而在不同计算机之间的通信中，则主要采用单工通信方式，这样，就可以在满足各种实际要求的情况下，使得通信系统中所采用的线路能够得到更大程度的简化。在基于计算机的远程网络通讯系统中，其硬件构成根据不同的功能主要包括计算机终端、网络主机、各种网络数据交换设备、网络数据传输线路等。

在这些硬件设备中，计算机终端的作用主要为对各个企业用户的网络数据通讯量和信息规模等进行控制；数据交换设备则可以实现对各种网络传输数据的分类、归档、处理与存储等操作过程；在网络主机中，则又可以具体分为微型计算机和小型计算机，其中，我们常用的计算机可以作为微型计算机来使用；网络数据传输线路又可以划分成多种不同的线路，比如常见的电话线路、光纤线路以及微波线路等，在这些线路中，人们最常用的就是光纤线路，这主要是由于光纤的速度非常快。在整个网络通讯链路中，计算机终端、主机等硬件设备，主要通过数据传输线路完成下路连接，而各种终端设备则需要通过数据交换设备来接入网络，接着，远程网络通讯系统各种计算机终端，则能够通过实现制定的网络协议来实现对网络终端的控制过程。对于基于计算机的远程网络通讯系统中所采用的连接方式，根据现代计算机网络技术的发展现状，可以划分为分支式、多路复用、集线式以及点到点等多种方式。在这几种方式中，点到点方式最为常用，因为这种连接方式主要以计算机为核心，然后再通过各种传输线路和数据交换设备来实现网络数据的交换与传输。

3计算机网络通信的发展方向

3.1朝着网络化方向发展。在现代计算机技术和网络技术发展的双重推动下，各种基于计算机网络的控制系统得到广泛应用，且应用范围和规模也不断扩展，给传统回路控制系统中所展现出来的特性造成了根本性的变化，主要是在网络技术推动下，逐渐形成了控制系统的网络化发展趋势，而这也是现代网络技术的成功应用所带来的必然结果。基于现代网络技术，可以将网络中的各种接口连接到仪表单元，从而使得网络化条件中的仪表单元具备了直接通讯的能力。正是由于网络技术的推动，才使得网络能够逐步延伸和发展到各个控制系统的末端，然后在与原有控制系统的结构相结合的基础上，则可实现从控制任务的最基底层，到实现整个调度工作的最高层之间的网络优化与连接过程。对于整个控制系统中的各个仪表单元，其可以作为控制网络中的最小实现环节来使用，而这些仪表单元的网络化则是在对这些仪表单元的数字化的基础上才完成的；在完成原有仪表单元的数字化之后，才能添加必要的网络通讯单元，从而构成完整的总线系统。在现有的网络化控制系统与现场总线控制系统中，整个控制过程的实现与完成已经不再仅通过传统意义上的控制系统来执行，而是通过各种仪表单元在对各自工作独立完成的及基础上，进而通过网络来实现不同单元之间信息交互，最终完成程序和应用环境所赋予的各种控制任务。

3.2朝着扁平化的方向发展在各种功能不同的网络结构中，特别是在基于分布式的计算机控制系统中，整个控制系统可以通过网络来划分成不同的层次，进而将计算机通过网路来连接。考虑到在网络中所存在的不同层次之间的独立性，信息在网络交互过程中，将会受到计算机的影响，这也是信息或者数据在网络交互过程中，需要考虑的一些问题。同时，由于分布式控制系统的网络本身所体现的数据结构的封闭性，会给不同厂家产品的交互带来影响。

4结束语

基于现代计算机技术的控制技术得到了飞速发展，各个领域对控制系统所体现的控制技术水平的要求也逐渐提高，使得现有的控制技术水平朝着更高层次的方向发展。文中通过对计算机系统结构中控制系统的简介，阐述了常用计算机控制系统的构成和组件，对控制技术在网络通信中的应用进行分析。

作者：孙福成 单位：甘肃畜牧工程职业技术学院

计算机控制论文:油脂生产领域中工业计算机控制系统的运用

摘要：根据油脂加工工艺要求，选取了基于WinCCV6．2的上位机和S7－300系列PLC控制器构成的工业计算机控制系统进行结构设计分析和功能模拟。针对该控制系统在过程控制、实时监测、数据记录和查询功能进行了验证。结果表明：采用工业计算机控制系统大大提高了油脂生产过程中的自动化水平，实现了油脂生产过程的集成化和柔性化，对于保障油脂产品品质和工业生产安全意义重大。

关键词：油脂生产；工业计算机；自动控制；PLC

近年来，油脂市场需求不断扩大，油脂产品竞争日益激烈，技术也在不断的发展，传统以单一自动控制的技术手段已经不能满足大型油脂加工工厂的技术要求。当前，基于大中型集散计算机控制系统（DCS）结合可编程控制器（PLC）的工业计算机控制系统在电力、石油、化工等领域获得了广泛推广和应用［1］。但油脂行业的生产管理依然还是以PLC控制系统为主［2］。采用工业计算机控制系统将分散的控制室集成到一个主控台上进行管理操作，实现了油脂生产过程的集成化和柔性化，在提高产品质量，降低能源消耗的同时，改善了生产者的工作环节和劳动强度，对于保障油脂工业安全生产的意义重大［3］。因而，基于自动控制技术的工业计算机成为各油脂加工厂提高市场竞争力、降本增效的重要手段，并成为衡量现代化油脂企业的一个标志。

1油脂生产工艺流程

现代油脂制取工艺一般包括：对油料除杂、去皮、破碎、分离、烘干等预处理，为油脂的制取提供满足出油率要求的料坯；利用压榨技术（一次压榨法、二次压榨法、预榨浸出法、冷榨法）得到毛油；对毛油进一步精炼加工，得到符合质量标准的成品油。该制备过程中，若采用传统的人工控制，或者基于单一局部的控制技术很难满足现代化油脂大规模生产需求，如在油脂生产尾气压力、浸出器存料箱料位、毛油液位等关键点调节中［4］，利用操作经验或单循环回路控制技术很难达到工艺要求。而通过组态软件设置PID智能自控模式，利用PLC主控器对关键点的全自动控制，能大大提高传统单回路控制的关联性和可靠性。

2工业计算机控制系统结构分析

工业计算机控制系统即利用工业控制软件和上位机组态软件，结合系统设计人员工业控制经验、系统软件水平和现场操作人员实际工作经验来达到油脂生产的自动化管理和控制效果。整个油脂制取工业计算机控制系统由上位机监控系统和下位机控制系统组成（见图1），通过上位机接口向设备发出指令，利用PLC进行系统数据信息和指令的采集和控制，在人机交互界面上动态显示系统运行状态信息。

2．1上位机监控系统

油脂制取自控系统中，上位机监控系统是用户和计算机间的交互点。监控人员通过交互性的人机界面实现对整个生产现场的实时监视，一旦出现异常，系统发出故障报警，满足操作人员对系统的控制。同时，操作人员通过上位机监控系统与PLC、系统设备进行信息交流，向PLC、控制设备发出指令，PLC也可利用通信模块将设备运行数据信息反馈给上位机，从而满足监视人员对现场工况的实时了解和数据查询、归档。

2．2PLC控制器

油脂生产工艺现场环境较为恶劣，存在较大干扰信号，为保证控制系统的可靠性和安全稳定性，采用PLC作为整个油脂生产流程的核心控制部件。PLC执行压力、温度、液位、流量等仪器设备现场信号的采集，阀门的启闭，各电机设备启停操作。现场采集的模拟／数字信号通过内置通信模块实现与PLC的数据交互，满足对油脂生产的自动化控制。图3为采取循环扫描工作方式的PLC流程图，一次循环扫描将实现对输入／输出信号的采集和刷新。

2．3PLC与上位机通信系统

PLC与上位机以及PLC与执行机构、测试仪表等的数据传输是保证信息传输和指令下达的关键。油脂生产中常见的通信方式有串行通信、现场总线、多主站通信、工业以太网等几种类别［5］，本文针对SIMATICNETCP343－1通讯卡进行功能分析。采用自备处理器的SIMATICNETCP343－1通讯卡，能有效缓解中央处理器的通讯任务［6］。CP343配备的RJ45接口能够连接工业以太网，能同时独立处理工业以太网上发生的数据拥堵情况，从而保证油脂生产过程中庞大的数据采集量和下达指令能得到及时响应，满足远距离、多用户的访问连接。集成S5在通讯方面的兼容器，在不需要编程器的条件下进行现场调试，满足了油脂生产过程中复杂环境下设备维护更新的灵活性。

2．4PLC的I／O资源配置

PLC的I／O配置要满足现场传感器、一次仪表和现场控制设备相连接，便于数据信息的传输。根据油脂生产工艺特征和现场工况，现场信号包括对罐体液位、温度、压力检测信号，电机、油泵启停信号，电磁阀、流量阀、蒸汽阀的开度调节信号，蒸汽流量、温度调节信号，变频器频率调节等，因此整个系统应设置多路数字量输入／输出信号和模拟量输入／输出信号。

2．5现场设备和仪表

现场采集设备和仪器主要是针对油料预处理、压榨浸出、精炼等操作过程的温度、压力、料位和流量进行数据采集和控制，采集现场温度、压力、料位等模拟信号或数字信号，如压力变送器、温度变送器、速度变送器、雷达式料位器。系统的执行机构和电子元件，包括各类气动、电动调节阀门，蝶阀、变频器等，通过布置在设备上的仪器来采集变化的信号。

3系统的功能模拟

油脂生产中工业计算机控制系统控制对象包括了现场各类电机设备启停，各类阀门启闭；各储存罐液位控制等。交互界面上显示对象包括各储存罐、管道、阀门的温度、压力、流量等元素。通过界面监控各阀门开关、储存罐参数的变化，并调取变量的历史曲线等。交互系统画面组成包括主操作界面、监控界面、系统报警界面、数据浏览界面等。操作人员通过鼠标和键盘执行各项操作任务，并在不同画面之间进行切换，监控各运行程序的具体情况。组态软件通过现场I／O设备获得各系统的实时数据，对数据进行加工后以图像形式在显示终端显示，另外，根据操作指令和组态要求将输入指令传输到对应的I／O设备，控制执行机构改变运行参数或运行方式。对需要存储的数据写入到历史数据库中，当接收到历史数据的查询指令时，将从数据库中调取数据在终端显示。当设备运行触动报警值时，系统以图像、声音的方式反馈给操作员，同时存取报警信息，以备缺陷的反馈追踪。

3．1运行状态的实时监测及显示利用控制系统

对设备实时运行状况进行监控，对脱溶机、提升机、负压尾部风机等重要设备进行状态监测，一旦出现异常状况，传感器接收故障信号并通过控制器进行处理，系统人机界面发出声光报警，控制系统自动改变运行方式或运行参数调整来避免故障的扩大，与此同时，通知现场人员迅速采取措施进行调整。油料预处理阶段，通过工业计算机控制系统来实时监控油料储存仓。利用安装在料仓底部的料位传感器保证油料的正常供应，确保油料的正常损耗率以及最大限度避免由于空仓而造成的效率降低问题。同时，监控设备上的显示屏显示各电机、泵、阀门的运行工况，便于操作员针对工况做出预判，避免可能存在的故障发生。

3．2运行参数的调整

通过PLC主控制器设定温度控制范围，对参数报警值和报警记录设定；对系统压力、真空度控制值和变化曲线设定，对参数变化范围和报警值进行设定；对系统流量值进行设定并监控等。油脂制取过程中浸出器内部需维持一定的负压避免溶剂挥发而出现事故，要求浸出器存料箱和落料斗料位维持一定高度；为满足工艺要求，提高脱溶效果，要求蒸脱机料层稳定在一定高度范围；为保证第二蒸发器的温度值，避免温度过高或过低而造成的翻罐或不利于混合油蒸发的问题。利用工业计算机控制系统控制浸出器负压、蒸脱机料位、蒸发器温度，有效解决了人工控制存在的误差，满足了工艺要求。通过布置在设备上的测量容器负压、料位、蒸发温度，经过信号处理传输到控制器，控制器根据预先设定的参数对信号进行比较分析后，向电气执行元件发出指令调整运行方式，保证运行参数在设定范围内。

3．3历史数据的查询系统

实时显示和记录现场监测数据，并提供设定时段的数据报表打印功能。各设备的瞬时负荷值、设备故障时间、报警响应、故障参数的时间报表，生产过程的压力、流量、蒸发量等状况报表，结合人机交互界面提供选定参数的历史曲线，生产打印报表［6］。系统数据库存入各类参数信息，以便后续统计分析。工业计算机系统能够实时反映设备和工艺的运行数据，并及时将数据信息自动保存。一旦发生故障，操作员可通过应用界面调取相应时间点的参数信息，对故障进行分析和调整，保证安全生产需求和工艺品质标准。因此，相较于传统的人工摘录记事本的文本记录方式，采用计算机自动控制系统提供的数据记录和故障分析工具，提高了实时监测效率，且避免了人工记录和时间的制约。

3．4传动装置的启停控制

根据油脂制取工艺，在组态软件的支持下，通过交互界面实现对设备的启停控制，并对设备过流、过载、空载、故障停车控制处理，结合设定的逻辑控制单元和报警设置对生产过程进行全面跟踪监控，满足工艺需求。在浸出工艺中，负压蒸发中的尾气风机对真空度的要求非常高，尾气风机转速过高，则容易带出溶剂，转速过慢，则真空度下降，压力可能转为正值，影响安全生产。采用人工控制难度较大，而通过工业计算机控制则能很好解决。利用安装在尾气风机上的压力变送器获得相应的真空度信号和压力值，控制器对接收到的信号对比分析，向变频器发出指令，改变风机的转速，保证尾气风机压力和真空度保持在微小负压范围。

4结束语

随着生产力的发展，科学技术的进步，油脂加工行业所面临的市场竞争也愈发激烈，具备先进的加工工艺、优良的设备配给，卓越的自控系统将是油脂加工企业实现大吨位高度集成生产链的追求目标，基于PLC可编程控制器结合大中型集散计算机控制系统（DCS）的工业计算机控制系统，对油脂生产加工全过程进行工艺监控和信息管理，符合现代化油脂加工厂家的自动化控制理念，也是提高油脂生产品质的必然趋势。

作者：徐毅 单位：西北政法大学

计算机控制论文:网络与通信技术在计算机控制中的作用

摘要：随着先进的生产力的不断发展，信息化时代成为了时展的大趋势。信息化时代主要以网络信息技术为主体，是以创造知识与开发知识为首要目的。如今，网络与通讯技术已经成为现代社会发展的重要手段，它在计算机的领域中起着非常重要的作用。本文就对网络与通信技术在计算机控制中的运用进行分析阐述。

关键词：网络与通信技术；计算机控制；运用

在现代科学技术不断更新换代的社会里，全球的通信技术迅猛发展，在全球信息化的大潮流中，光线通信、广播电视网、国际互联网、电话网等通信互联网的建设也不断得到技术上的革新，网络人性化发展的趋势越来越明显。通信技术与网络成为了社会快速发展的基本要素，也为推动经济的发展做出了巨大的贡献。接下来就结合网络与通信技术，谈一谈在计算机控制中的运用。

1通信技术与计算机控制技术的有效结合

在计算机控制技术中，有一种技术是将通信技术与计算机网络技术两者完美地进行了结合，那就是今天所说的现场总线技术。可能大部分的普通群众对现场总线技术并不是很了解，不像以太网这些网络计算机技术一样，因为现场总线技术通常只是被用于微机化的测量与控制的设备方面，以及对生产现场进行一个有效的信息传输，目的是能够在建立一个高效开放的监督生产过程的信息数字化传输系统。现场总线技术具有很强的稳定性，对信号的抗干扰能力也很强，因为它主要是通过数据传输的方式进行基带传输，这样会使它的功能模块就被分解成几个部分，这不仅会增加它的性能方面的安全性，还能为以后的后续维护工作的实施提供了很大的方便。现场总线技术的技术是比较成熟和完善的，但是也会存在着不足的地方，那就是在传输数据的时候速度会较慢，以及一旦出现问题会因为总线比较复杂而导致问题不易找到和控制。

2网络技术在计算机控制技术的具体应用

网络技术在计算机控制技术的应用中最广泛和典型的就是以太网的应用。以太网在计算机控制技术中具有明显的应用优势，因为以太网的通信传输的速度非常快，而且网络成本的费用非常低，所以它的应用范围是非常广的，自身条件也不存在现场总线的标准复杂的问题。所以在普通家用和办公的计算机控制中，以太网比起其他的网络在计算机控制的应用中能够更好地实现通信和网络的信息传输以及资源共享。以太网是最具有市场发展的潜力的，它甚至还涉及到了工业领域上，它的兼容性的强大使信息在传输过程中不容易受到其他因素的影响。其中，以太网存在的缺点就是以太网在安全性上不如现场总线技术可靠。所以，在现实生活中的实际应用，人们常常会将这两种技术在计算机控制中进行有效融合，使它们之间能够更好地取长补短，各自发挥优势，以达到网络通信效率的最大化。

1、网络通信技术在计算机控制中的运用网络通信技术在计算机控制中的运用具体体现在人们的日常生活中，例如人们可以通过手机、计算机等终端设备对计算机的图像与信息数据进行保存与读取，可以提高资源的有效利用率，还可以加大网络信息的共享资源的效益，继而大大提高了信息的流通，使人们更加快速、方便地在一定时间内就能获取到有用的信息资源，节省了许多资源成本的消耗，提高了人们的生活水平与工作效率。

2、教学方面的运用网络通信技术还对教学方面有着非比寻常的重要性，对于教学改革来说，起着强有力的推动作用。教师可利用计算机网络技术对学生进行授课，借助网络通信技术还可以与学生进行视频远程教学，这样的教学途径改变了传统的教学形式，教师与学生不必局限于必须面对面地上课才能传授和接收知识，通过网络通信技术在计算机控制技术方面的有效运用，师生之间可以进行高效率的教学模式，不仅可以缩短多余的时间，还可以为教师与学生双方提供庞大的资源库，教师拥有大量的资源方便索取，学生这方面也拥有着海量的学习资源可以提供挑选，有效地实现了师生之间的资源共享，也为师生提供了便捷有效的教学途径。网络通信技术对于我国的教育可谓是创造了一个新的发展空间，同时也是扩大了文化教育与素质教育的覆盖范围。

3、气象方面的运用在气象预测上，通信网络技术更加发挥着重要的作用。通过通信网络技术进行对天气的卫星探测，能够更加及时、更加准确地将气象的变化情况通过计算机控制技术的传播。例如可以通过电台技术、广播技术以及电视等终端设备将天气预报传送到人们身边，有效帮助人们对未来天气做好预防工作，对于恶劣天气的预测，可以有效提醒人们提前对自身进行一个保护措施。网络与通信技术在计算机控制中的运用，对社会甚至是世界的发展是必不可少的，甚至还会呈现出越来越重要的趋势，因为它可以使国家与国家之间的文化、经济、政治等方面进行便捷有效的交流，使国家之间的资源进行互通有无，促进了世界各国的合作与发展。

作者：唐晓旸 单位：河北省任丘市华北油田第三中学

计算机控制论文:计算机控制中通信技术的应用

【摘要】

进入新世纪以来，网络和通信技术伴随我国经济的高速增长开始了几何式惊人发展。目前我国在计算机网络与通信技术的融合发展上，逐步推出计算机自动控制系统，且被多个领域广泛认可和接受。本文主要探析计算机控制中网络与通信技术的应用，以为相关工作和研究人员的工作和研究，提供有用参考。

【关键词】

计算机；网络技术；通信技术；应用

伴随现代科技的进步和发展，网络和通信技术正在逐步走向融合发展的轨道，而这一发展趋势也推动了通讯质量和效率的快速提升，进而刺激了信息通讯业的高速发展［1］。现代信息通讯业的不断创新和发展，把传统通讯技术和数字交换技术融合为数字通信技术，形成信息单一传送到多元信息同步传输的跨越式发展。现代信息通信技术的发展，不仅满足了人们生活场景中更多信息沟通需求的，而且为我国社会经济的发展起到了强劲的推动作用［2］。

1计算机网络与通信技术概述

1．1网络技术网络技术兴起于上世纪90年代中叶，是一种基于计算机的数字信息交换技术，其将互联网上分散的数据资源信息整合后，全面共享和高效协调这些信息资源的呈现，使互联网用户可以方便的获取和使用该信息资源［3］。网络技术提供的信息资源在具体提供过程中实际上需要调动大量设备资源和互联网资源，该过程需要调动的各项资源主要包括传感器、网络、大型数据库、专家资源、知识资源、信息资源、数据库资源、存储资源、高性能计算机等。目前的网络技术，处在互联网发展的第三阶段，互联网的功能主要在于信息资源共享。应用网络技术，可以方便的构建小型社区网络、企业内部网络、家庭网络等多种级别的局域网。互联网的根本特征就是资源共享，运用网络技术的最终目的就是消除资源孤岛，因此网络技术的应用并不强调网络规模，而是更加注重技术效果的实现。

1．2通信技术通信技术还被称作通信工程，也有叫信息工程或电信工程的，其是电子工程的重要分支技术，也是当前使用价值极大的基础学科之一。信息技术主要关注通信中信息传递与信号处理原理与应用。通常认为，计算机通信是两个或两个以上计算机间设置专门设备进行信息交换与传输的整个过程。通信技术，最开始采用模拟信号作为传输载体进行信息传递，如今其后则以数字信号作为信息传输载体进行数字信息传输，如今则以数据信号为载体进行数据通信。其中数据通信又分为报文、数据、电力三种数据交换方式。数据通信通常是借助网络协议完成计算机间信息资源传输与共享。网络协议就是计算机间通用的计算机通信语言，通常在不同计算机间设置相同的网络通信协议，也正是这个网络通信协议让多个计算机上的信息资源完成了传输和共享。

2计算机控制中通信与网络技术的应用剖析

2．1现场总线技术应用剖析上世纪80、90年代现场总线技术在国际上逐渐发展成形，该技术主要用在楼宇自动化、制造自动化、过程自动化等方面的现场智能设备的通信网络。现场总线技术为工厂提供基础数字通信网络，连接工厂现场生产过程和控制设备、高级管理设备间沟通，因此其还是开放的全分布控制系统。现场总线技术具有较为分散的功能性模块，该结构能够有效增强其通信稳定性，同时有利于现场总线设备的后期维护保养。现场总线技术的主要内容包括数字通讯、计算机、控制、智能传感等技术，是一项综合性的通信与网络技术，是自动化技术发展的热点技术，目前在世界范围内被广泛应用，且因此引起自动化系统结构与设备发生革命性变化。当前很多极具实力的知名企业都在致力于现场总线技术的研发和相关产品推广。现场总线设备通常设在过程设备底层，用来提供工厂用设备级基础通讯网络，其具有成本低廉、安全性好、通信协议简单、容错能力强等特点。具体应用中，现场总线技术还要求很高的实时性和时间确定性，同时还有信息交换频繁、多进行短帧通信、负载稳定性好的特点。总体而言现场总线技术具有安全性高、稳定性好、兼容度宽、技术成熟的多项优势，基于自身因素存在的技术弊端主要在于共享资源和传输数据的速度相对缓慢，该技术用于计算机间通信相对弱势，具体而言总线标准复杂度高，发生问题后防控难度较大。

2．2以太网应用剖析以太网是一种广为应用且技术优势显著的计算机控制技术，其优势在于网络通信成本低、通信数据传输速度极快、不存在总线标准的复杂协议问题且具有极为广泛的应用范围。采用以太网进行数据传输和共享，能够实现高质量的网络通信、信息传输、资源共享效果。以太网具有极为惊人的市场发展潜力，目前被网络和通信技术的相关市场广泛认可和看好其发展前景。目前，以太网已经将其应用范围扩展到工业应用领域。以太网在具体应用上，和现场总线技术不同，其在传播速度和效率上远远超过现场总线技术。以太网在应用领域中有着远超现场总线技术的超宽兼容度，应用实践中信息传递的整个过程能够表现出更高的稳定性。但在具体应用场景中，以太网传输信息的安全性和可靠性要远弱于现场总线技术，简单而言以太网对现场设备控制比之现场总线技术相对弱势，其在远距离的信息传输上更具优势。

2．3网络和通信技术的综合应用分析目前，网络和通信技术已经广泛应用在互联网和通信领域中，例如电子数据业务、个人移动通信、电子信箱、即时通信等多个领域。计算机控制中应用网络与通信技术的主要作用有:(1)降低能耗，高效推动信息资源互联共享。借助智能信息终端，方便存储和获取互联网上存储的数据、图像、声音等目标信息资料。网络与通信技术的广泛应用可以提升信息传输效率，降低数据重复输入的次数，减少数据存储管理占用的人财物资源，提升了信息的供给效率。(2)可实现远程教学，推动文化交流与传播。当前教学活动中比较流行的慕课和微课教学都是采用了互联网远程教学方式进行网络教学，该类教学方式能够更好的分享优质教学资源，对传统教学模式是一个很好的教学形式补充，并有利于推动成人教育、职业教育和终身教育的发展。借助网络和通信技术实现远程教学在技术上的瓶颈突破，为教育资源传播的开放性和公平性做好了技术支撑，有利于提升社会文化资源交流的频密度和传播的远度。(3)在气象领域得到广泛应用。我国发射的风云系列卫星，通过网络和通信技术广泛传播气象资讯，有效的保护了我国人民的日常生产和生活行为，为人们安全出行和安全生产提供了良好的防范预报。

3结语

现代社会经济高度发展和繁荣的今天，通信与网络技术的应用几乎在人们的日常生产和生活中占据不可分割的重要地位。通信和网络技术的多样化应用让工业生产更加高效和便捷，让普通民众的生活更加的丰富多彩。在计算技术控制中网络和通信技术的应用实践上，总线技术和以太网各具优势和缺陷，在具体选用时还需要根据应用场景的特点来匹配适合的技术方案。

作者：石建茂 单位：公诚管理咨询有限公司

计算机控制论文:计算机控制中通信技术的应用

【摘要】

进入新世纪以来，网络和通信技术伴随我国经济的高速增长开始了几何式惊人发展。目前我国在计算机网络与通信技术的融合发展上，逐步推出计算机自动控制系统，且被多个领域广泛认可和接受。本文主要探析计算机控制中网络与通信技术的应用，以为相关工作和研究人员的工作和研究，提供有用参考。

【关键词】

计算机；网络技术；通信技术；应用

伴随现代科技的进步和发展，网络和通信技术正在逐步走向融合发展的轨道，而这一发展趋势也推动了通讯质量和效率的快速提升，进而刺激了信息通讯业的高速发展［1］。现代信息通讯业的不断创新和发展，把传统通讯技术和数字交换技术融合为数字通信技术，形成信息单一传送到多元信息同步传输的跨越式发展。现代信息通信技术的发展，不仅满足了人们生活场景中更多信息沟通需求的，而且为我国社会经济的发展起到了强劲的推动作用［2］。

1计算机网络与通信技术概述

1．1网络技术网络技术兴起于上世纪90年代中叶，是一种基于计算机的数字信息交换技术，其将互联网上分散的数据资源信息整合后，全面共享和高效协调这些信息资源的呈现，使互联网用户可以方便的获取和使用该信息资源［3］。网络技术提供的信息资源在具体提供过程中实际上需要调动大量设备资源和互联网资源，该过程需要调动的各项资源主要包括传感器、网络、大型数据库、专家资源、知识资源、信息资源、数据库资源、存储资源、高性能计算机等。目前的网络技术，处在互联网发展的第三阶段，互联网的功能主要在于信息资源共享。应用网络技术，可以方便的构建小型社区网络、企业内部网络、家庭网络等多种级别的局域网。互联网的根本特征就是资源共享，运用网络技术的最终目的就是消除资源孤岛，因此网络技术的应用并不强调网络规模，而是更加注重技术效果的实现。

1．2通信技术通信技术还被称作通信工程，也有叫信息工程或电信工程的，其是电子工程的重要分支技术，也是当前使用价值极大的基础学科之一。信息技术主要关注通信中信息传递与信号处理原理与应用。通常认为，计算机通信是两个或两个以上计算机间设置专门设备进行信息交换与传输的整个过程。通信技术，最开始采用模拟信号作为传输载体进行信息传递，如今其后则以数字信号作为信息传输载体进行数字信息传输，如今则以数据信号为载体进行数据通信。其中数据通信又分为报文、数据、电力三种数据交换方式。数据通信通常是借助网络协议完成计算机间信息资源传输与共享。网络协议就是计算机间通用的计算机通信语言，通常在不同计算机间设置相同的网络通信协议，也正是这个网络通信协议让多个计算机上的信息资源完成了传输和共享。

2计算机控制中通信与网络技术的应用剖析

2．1现场总线技术应用剖析上世纪80、90年代现场总线技术在国际上逐渐发展成形，该技术主要用在楼宇自动化、制造自动化、过程自动化等方面的现场智能设备的通信网络。现场总线技术为工厂提供基础数字通信网络，连接工厂现场生产过程和控制设备、高级管理设备间沟通，因此其还是开放的全分布控制系统。现场总线技术具有较为分散的功能性模块，该结构能够有效增强其通信稳定性，同时有利于现场总线设备的后期维护保养。现场总线技术的主要内容包括数字通讯、计算机、控制、智能传感等技术，是一项综合性的通信与网络技术，是自动化技术发展的热点技术，目前在世界范围内被广泛应用，且因此引起自动化系统结构与设备发生革命性变化。当前很多极具实力的知名企业都在致力于现场总线技术的研发和相关产品推广。现场总线设备通常设在过程设备底层，用来提供工厂用设备级基础通讯网络，其具有成本低廉、安全性好、通信协议简单、容错能力强等特点。具体应用中，现场总线技术还要求很高的实时性和时间确定性，同时还有信息交换频繁、多进行短帧通信、负载稳定性好的特点。总体而言现场总线技术具有安全性高、稳定性好、兼容度宽、技术成熟的多项优势，基于自身因素存在的技术弊端主要在于共享资源和传输数据的速度相对缓慢，该技术用于计算机间通信相对弱势，具体而言总线标准复杂度高，发生问题后防控难度较大。

2．2以太网应用剖析以太网是一种广为应用且技术优势显著的计算机控制技术，其优势在于网络通信成本低、通信数据传输速度极快、不存在总线标准的复杂协议问题且具有极为广泛的应用范围。采用以太网进行数据传输和共享，能够实现高质量的网络通信、信息传输、资源共享效果。以太网具有极为惊人的市场发展潜力，目前被网络和通信技术的相关市场广泛认可和看好其发展前景。目前，以太网已经将其应用范围扩展到工业应用领域。以太网在具体应用上，和现场总线技术不同，其在传播速度和效率上远远超过现场总线技术。以太网在应用领域中有着远超现场总线技术的超宽兼容度，应用实践中信息传递的整个过程能够表现出更高的稳定性。但在具体应用场景中，以太网传输信息的安全性和可靠性要远弱于现场总线技术，简单而言以太网对现场设备控制比之现场总线技术相对弱势，其在远距离的信息传输上更具优势。

2．3网络和通信技术的综合应用分析目前，网络和通信技术已经广泛应用在互联网和通信领域中，例如电子数据业务、个人移动通信、电子信箱、即时通信等多个领域。计算机控制中应用网络与通信技术的主要作用有:(1)降低能耗，高效推动信息资源互联共享。借助智能信息终端，方便存储和获取互联网上存储的数据、图像、声音等目标信息资料。网络与通信技术的广泛应用可以提升信息传输效率，降低数据重复输入的次数，减少数据存储管理占用的人财物资源，提升了信息的供给效率。(2)可实现远程教学，推动文化交流与传播。当前教学活动中比较流行的慕课和微课教学都是采用了互联网远程教学方式进行网络教学，该类教学方式能够更好的分享优质教学资源，对传统教学模式是一个很好的教学形式补充，并有利于推动成人教育、职业教育和终身教育的发展。借助网络和通信技术实现远程教学在技术上的瓶颈突破，为教育资源传播的开放性和公平性做好了技术支撑，有利于提升社会文化资源交流的频密度和传播的远度。(3)在气象领域得到广泛应用。我国发射的风云系列卫星，通过网络和通信技术广泛传播气象资讯，有效的保护了我国人民的日常生产和生活行为，为人们安全出行和安全生产提供了良好的防范预报。

3结语

现代社会经济高度发展和繁荣的今天，通信与网络技术的应用几乎在人们的日常生产和生活中占据不可分割的重要地位。通信和网络技术的多样化应用让工业生产更加高效和便捷，让普通民众的生活更加的丰富多彩。在计算技术控制中网络和通信技术的应用实践上，总线技术和以太网各具优势和缺陷，在具体选用时还需要根据应用场景的特点来匹配适合的技术方案。

作者：石建茂 单位：公诚管理咨询有限公司

计算机控制论文:通风空调计算机控制技术分析

1主要控制功能需求

1.1变配电系统

1.1.1遥测、遥信对象附楼配电室技术屏低压I段主供回路、附楼配电室技术柜低压II段备供回路、附楼配电室动力屏低压供电回路、新闻网配电柜低压I段主供回路、新闻网配电柜低压II段备供回路、动力站新闻网低压I段送电回路、动力站新闻网低压II段送电回路、动力站全台网低压I段送电回路、动力站全台网低压II段送电回路。

1.1.2遥测信号每个供电回路线电压：Uab、Ubc、Uca；相电流:Ia、Ib、Ic；电源频率:PF；功率因数:cosφ；有功功率:P3；视在功率:S3；无功功率Q3；有功电度kWh；无功电度kVarh。

1.1.3遥信信号每个供电回路分闸信号、合闸信号。

1.2通风空调风机控制系统

1.2.1遥信、遥控对象排风机1#、排风机2#、排风机、1#回风机（备用）、2#回风机（备用）、3#送风机、3#回风机、4#送风机、4#回风机、5#送风机、5#回风机、1#送风机、2#送风机、1#回风机、2#回风机、1#送风机（备用）。

1.2.2遥信信号允许自动信号、停止/运行信号、热继电器故障信号、起动故障信号。

1.2.3遥控信号起动信号、停止信号。

1.3遥控信号发出当遥控信号发出后，风机实际未动作，经过延时后，发出操作故障信号，弹出报警窗口。

1.4日报表功能每日每小时记录一次所有供配电回路负荷情况，并附报表打印输出。

1.5供电回路负荷历史数据查询以历史趋势图形式查询，可按10min，任意时间段进行历史负荷查询。

1.6风机控制记录查询以历史趋势图形式查询，可按10min，任意时间段查询风机运行状态。

1.7报警事件查询热继电器故障信号、起动故障信号查询。

1.8操作事件查询对操作事件情况进行查询。

2控制系统开发

2.1色彩选择金属灰为背景，蓝色、黑色为字体主色，红色为强调。

2.2操作以菜单为主，按钮为辅，主系统图设置人性化开关点击等灵活多样的操作方式。

2.3主要画面设置低压配电系统图、低压系统遥测、日报表、风机控制、风机控制记录、事件查询、报警查询、用户管理、登陆、注销、退出。开发主界面如图2。

3主要控制界面开发

3.1低压配电系统图不带电状态下为绿色，带电状态下为红色；在画面上显示相电流：Ia、Ib、Ic；所有开关柜断路器位置均设置有透明按钮，点击后打开各开关详细的遥测画面；所有开关柜均判断开关分闸/合闸状态，并根据判断情况进行红绿色显示（如图3）。

3.2低压遥测画面主要显示每一开供电负荷的实时数据，包括线电压：Uab、Ubc、Uca，相电流：Ia、Ib、Ic，频率PF，功率因数cosφ，有功P3，无功Q3，视在功率S3，有功电度kWh，无功电度kVarh及断路器状态；用棒图形象显示负荷情况；用历史趋势图显示负荷情况（如图4）。

3.3日报表查询每天每小时记录一次三相负荷电流形成日报表，并计算一天中的最大值、最小值、平均值。可查询每一天的日报表，达到900操作权限可对报表进行打印、删除等操作。

3.4风机控制达到800操作权限，可进入风机控制画面。画面设置16台风机操作功能区；当就地/集中操作开关处于就地操作时，计算机不进行集中操作，但可对其运行状态进行遥测；当就地/集中操作开关处于集中操作时，计算机可进行集中起动/停止操作，并对其运行状态进行遥测。

3.5风机控制记录采用历史趋势图，对风机运行状况进行记录，可查询每台风机的运行状况，进行10min查询，参数查询，定义记录笔查询。

4总结

本项计算机控制技术的成功运用，使云南广电局动力站大大提高了供电可靠性，降低了工作人员的劳动强度，起到了节约劳动成本，提高劳动生产率的良好效果。特别是精细的供电监控方式，以DCS控制理论，实现了通风空调送风机、排风机通过PLC进行计算机监控，用户对此给予了很高的评价。

作者：张静单位：云南建工安装股份有限公司

计算机控制论文:网络与通信技术在计算机控制的运用

摘要：随着科技的发展，计算机控制逐渐渗透到各个领域，并且发挥着积极的作用。我国进入二十一世纪以来，计算机技术和通信技术的结合始于上世纪，并且经历了几十年的发展历程。据此，通过对网络通信技术与计算机控制的介绍，阐述了通信技术的重要作用及其计算机控制中的作用。

关键词：网络与通信技术；计算机控制；应用；发展

计算机网络技术与通信技术之间的结合使得信息通信的质量逐渐提高。是现代信息通信的主要特征之一。随着我国移动网络使用人数增多，网络速度和安全性的提高成为一种必然。对计算机的发展而言，网络的发展是滞后的，它应以计算机为基础。目前，我国网络通信已经达到了一个很高的水平。笔者将二者之间的关系以及网络与通信技术在计算机控制中的运用进行了具体的分析。

1计算机网络和通信技术相关概述

网络技术是计算机与通信技术二者之间的结合，网络技术对各个领域均有积极的影响。将不同区域的计算机通过设备天线进行连接，可以实现网络资源的共享。网络系统分为通信网络与资源网络量部分，包括电缆、无线通信和电话线通信等相关内容。通过一系列的线路和设备就可以保证节点之间的无障碍通信，硬件、软件和数据库均可以共享。在计算机网络中，常见的设备包括网管、网桥、中继器、路由器和交换器。交换方式包括电路交换、报文交换和分组交换三种，信息在计算机之间的信息共享与传输多是依靠通信协议来完成，计算机协议可以在不同计算机之间使用，信息共享更加方便。

2网络与通信技术在计算机控制中的发展过程

2．1联机时期特征。联机是指通过中央处理器将不同区域的计算机连接在一起，共同发挥作用，联机时期是计算机控制的第一阶段，信息的交换需要核心处理器的指挥与预算，同时中心处理器要具有数据的储存和收集功能。但是随着计算机接入的增多，核心处理器的工作量增大，处理速度就会下降，最终不能满足运行需求。在信息收集和获取上，核心处理器同样面临巨大的压力，要保证中央处理器的效率，就需要在处理器和通信线路之间安装前端处理器。这就是我们所说的通信控制器，数据处理器的速度因此得到基本保证。但是此阶段还不能实现全面的网络连接。2．2互联网时期。互联网时代的到来是随着互联网的快速发展，是指将不同的计算机之间互联形成统一的网络系统。互联网时代的信息的共享和交换成为一种必然。互联网可以将信息进行收集和存储，同时也可以完成通信系统信息的交换和控制，具有独立性，并且封闭性较好，可以很好的避免的网络风险，资源共享的效果不如从前，网络之间互通存在困难。2．3标准化网络时期。标准化网络时代始于上世纪80年代，这一时期随着集成电路和微处理器的使用，计算机网络更加合理化，既可以实现独立的运行，又能够保证信息运行的共享和互联。计算机的体积也逐渐缩小，逐渐接近现代我们所见的微型计算机。在计算机的运行速度上，较以往有很大的提高。网络的安全性极大的提高，并且局域网是通过路由器等设备连接，实现信息的传输与共享。2．4高速网络和互联时期。随着我国网络与世界接轨，信息高速公路这一概念提出。高速的网络开始出现，信息传输和处理速度达到了空前新高。尤其是在网络通信上，基于互联网的信息高速公路已经在世界范围内建立，信息资源共享十分方便。

3计算机控制中的主要网络与通信技术

3．1以太网以太网是计算机控制技术的典型网络，具有较多的优点。随着计算机网络速率的提高，其应用也不断的增加，这一技术的成本较低，通信速率低，且影响因素较少。以太网已经在各个地区开始使用，但是还具有较大的开发空间。对于以太网的研究，应集中于资源的开发上，我们知道以太网包含了大量的资源，如何将其正确的应用于计算机控制中，是下一阶段的主要任务。以太网已经在商业和工业领域具有广泛的应用，并且其特点明显，以太网不仅注重信息通信共享，还对信息共享起着主宰作用。3．2现场总线技术现场总线技术是计算机控制的主要方式之一，其应用可以保证现场设备的正常运行，将网络有效的连接。现场总线技术将基带传输作为基本方式，具有较高的安全性和较强的抗干扰能力。新厂总线采用独立的功能模块，相互之间不造成影响，这使得维护变得方便。另外该技术的开放式互联则实现了各个层次之间的练习，在通信协议的约束下，信息可以统一。现场总线技术在近年来的应用较多，其兼容性、安全性和可靠性成为其广泛应用的主要原因，但是其运行中依然存在一些问题，比如传输速度不高，总线较为复杂，其设计与以太网之间存在较大的差别，对于网络的传输而言，以太网的优势更加明显。在现阶段，依然需求两种技术相互配合。将两种技术联合使用的优势在于，第一，能源消耗减少，并且可以对数据进行全面的分析，共享能力增强，通过终端设备可以轻松的获得网络区域的计算机的声音、图像和数据信息，减少多次输入的麻烦，减少成本使用。通过网络通信技术进行远程教学，是文化得到传播。卫星通信已经成为现代远程授课的一种方式，这一技术深入到教育行业，并在该领域取得了不错的成就。第二，在网络通信过程中，远程技术的覆盖能力逐渐增大，对传统的学校教育起到了很好的补充作用。尤其使教学的开放性与教育的覆盖面积更加广泛。第三，对于现代通信而言，计算机控制已经在广播、电视等方面取得了很高的成就，基于网络通信的广告业发展，也使得本国文化与不同民族之间的联系更加频繁。对世界各国之间的网络交流而言，合作是必然的，在民主发展过程，民主艺术则是通过通信技术快速的传播，针对不同的民族特点，网络通信技术则应从继承和发展开始。网络通信技术的应用能够将这些特有的文化传统进行很好的保护和继承，防止其被破坏。第四：网络与通信技术在气象报道上具有积极作用，可以准确的报道气象状况，现代人已经可以轻松获得天气信息，方便行动。3．3应用实例网络与通信技术在我国计算机控制中的运用十分广阔，比如上海的模拟呼吸系统就是我国建立的首个模拟寻呼系统，数字呼吸系统也是计算机控制系统的代表。对于网络技术的发展来说，计算机需要接收端和发射端共同作用，集成电路在这一过程中会发挥积极的作用。近年来，对网络与通信技术的发展对于计算机交换机设备的研发提出了新的要求，随着以太网也不能适应网络的快速发展，对交换机和用户的分析与维护就成为计算机控制中的主要任务。需要改变以往的预先控制方法，实现程序化，并对存储器进行信息的保存。交换机执行后，可以通过使用换号码的方式实现相关程序，对计算机的变革使得网络通信进一步发展，在我国计算机控制已经深入到工业、服务业等多个领域，对新的网络模式而言，计算机变革将进一步进行。

4总结

对于移动通信网络的发展而言，经历了几个阶段。我目前我国网络通信技术已经空前先进，对于计算机控制起到积极作用。通过计算机控制来影响其他领域或行业，要进一步明确其积极作用，笔者将网络与通信技术的应用过程进行了具体的分析，阐述了不同时期的计算机网络与通信技术的发展与应用。以便于推进我国计算机控制的发展以及其在各个领域中的作用。

作者:李景纯 单位:广东海格怡创科技有限公司

计算机控制论文:汽车综合性能检测站计算机控制系统分析

摘要：详细阐述了汽车综合性能检测站计算机控制系统的问题预防和维护工作，以期能为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：汽车；综合性能；检测站；控制系统

汽车综合性能检测站是以计算机为核心的测量和控制系统。因此，计算机控制系统的正常运行对汽车综合性能检测站有着重要的作用，我们要做好计算机控制系统的维护工作。

1计算机控制系统可靠性问题的预防

1.1供电的可靠性

电源是整个系统的命脉，会在很大程度上影响系统的可靠性。制动检验台电动机的启停、底盘测功机涡流机的运行等都会造成供电网络电压大幅涨落，从而导致电压不稳，给计算机控制系统造成很大的干扰。实践表明，在计算机控制系统外部干扰引起的故障中，80%以上是由电源干扰引起的。计算机控制系统的供电原则是：①空调、照明等动力设施与计算机、工位机应分别供电；②工位机采用稳压电源，以保证AC220V的稳定；③服务器和计算机要采用不间断电源（UPS）供电，以防信息丢失；④三相负载要均衡；⑤工位机内交、直流电源线分开线槽走线，信号线与地线、电源线尽量不交叉，以减小交流电源对直流电源线和信号线的感应干扰。正确接地也是计算机控制系统抑制干扰的重要手段，接地原则是：工位机和设备采用串联屏蔽接地方式，用一根大截面铜线（至少10mm2）连接各装置的中心接地点，然后连接到接地母线；接地装置最好埋在距检测车间10～15m处。

1.2线路的可靠性

在自动检测线上，每个工位的模拟量、开关量的输入和输出是必不可少的。电气设备漏电、接地系统不完善或传感器绝缘性能不高等都会造成通道中传入很高的共模或差模电压。如果各通道的线路绑扎在一起，则各线路会通过电磁感应相互干扰，尤其是将－12～12V的信号线和交流380V、220V电源线绑扎在一起，其干扰更为严重——轻则使弱电信号出现误差，重则会覆盖住传感器等的弱电信号。在安装计算机控制系统时，要按信号类别将信号线与电源线、强电线与弱电线、模拟量线与开关量线、交流线与直流线等分开线槽走线，以减少各种耦合干扰；不同类型的信号要分别用不同电缆传输，信号电缆应按信号种类分别布置传输，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠近并平行布置；要对传感器信号线和光电开关信号线采取屏蔽措施，将正确接地与屏蔽结合起来抑制干扰；对于模拟信号线，一律采用屏蔽电缆走线方式，同时穿钢管屏蔽保护，将屏蔽层接地，以减少静电干扰。另外，较短的信号线可以采用双绞线，双绞线上产生的大小相等、方向相反的电磁干扰可以相互抵消。

1.3硬件电路的可靠性

工位机、设备控制柜的设计采用模块化、通用化的方式，以便故障查询和更换。对于硬件电路，特别是主控板，要在其关键点上设计LED指示灯和报警装置，以便维护。比如控制举升器升降的继电器吸合电路可用LED指示灯来标识其工作状态；I/0通道中光电开关信号采用光电耦合器隔离，传感器信号采用隔离放大的方法来抑制干扰。硬件滤波电路是计算机控制系统中的重要组成部分。传感器信号在接入放大器前，可在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰，并在信号两极间加装滤波器，以减少差模干扰。将常用RC滤波器接在一些低频信号的传输电路中，例如侧滑检验台的差动变压器输出端，可以有效削弱各类高频干扰信号。为保证整个计算机控制系统在局部发生故障时也能够正常工作，可以在工位机里设置一些备用部件。一旦发生故障，就启动备用部件。

1.4软件设计的可靠性

对整个计算机控制系统而言，软件抗干扰技术是防止计算机控制系统受到可预知干扰或当计算机控制系统受到干扰后使其恢复运行，或输入、输出信号受到干扰后，使计算机能去伪存真的一种软件支持技术。开发计算机控制系统时，可通过软件提高其可靠性，同时降低生产成本，减少维修时间。干扰信号是随机的，可以利用计算机控制系统的自检与诊断、软件陷阱、软件滤波和中断处理等提高计算机控制系统的可靠性，特别是非周期性的随机干扰信号，采用软件滤波是非常有效的。所谓“软件滤波”，就是通过多次采样，得到一个转换的数据系列，通过某种处理后，得到一个可信度较高的结果。比较常用的滤波法有程序判断滤波法、去极值平均滤波法和低通滤波法。在软件设计时，可使系统具备掉电保护功能，以提高其可靠性。例如进行现场保护，即保存当时重要的状态参数，当电源恢复正常时，计算机重新复位，恢复现场，继续完成未完成的工作。

2计算机控制系统可靠性的维护

计算机控制系统可靠性的维护可以从以下几个方面入手：①注意服务器、各工位机以及设备周围的环境、温度、湿度和灰尘等状况，一定要采取通风、防尘等措施，避免阳光直射。②定时用毛刷、吸尘器等清除工位机机柜和计算机控制柜内的灰尘。检测车间的空气中含有大量灰尘、烟粒和粉末，一旦它们落在计算机控制系统内工位机、计算机控制柜的印制线路或元器件上，就会引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件和印制线路损坏。③经常检查传感器的工作状态，观察其是否有位移、积尘和受潮现象。不要人为破坏传感器的正常工作状态。④散热、通风是防止服务器、计算机和工位机过热的重要手段。为此，工作人员应每天检查各冷却风扇运转是否正常，每半年或一个季度检查风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，则应及时清理，否则计算机控制柜内的温度就会升高（一般不允许超过55℃）。⑤尽量少开工位机机柜的门。有的检测站在夏天打开柜门散热，这种方法不可取，因为这会导致计算机控制系统加速损坏。正确的方法是降低计算机控制系统的外部环境温度。因此，应该严格规定，除非进行必要的调整和维修，否则不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。⑥利用Windows维护工具定期整理硬盘、备份数据库，并且只有具有一定权限的人才可以访问数据库。计算机要定期査、杀毒，杀毒软件也要及时更新。

3结束语

综上所述，为了确保汽车综合性能检测站的正常运行，我们要重视和做好计算机控制系统可靠性的问题预防和维护的工作，并要采取有效措施保障计算机控制系统的可靠性，从而促进汽车综合性能检测站工作的开展。

作者:邹夏骁 单位:惠州市汽车运输集团有限公司

计算机控制论文:计算机控制程序实验室创建

1高等职业教育实践教学中存在的问题

教育部在《关于加强高职高专人才培养工作的若干意见》中明确指出：“人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性，实验、实训、实习是三个关键环节。”[1]实验、实训、实习等实践教学是培养学生职业技能、锻炼学生职业意识、实现高职培养目标的主体教学环节之一。高等职业院校的教师开展实践教学活动，要以培养学生的动手能力和创新能力为主，以职业的典型工作任务为导向，锻炼企业所期望的工作能力，增强职业意识，强调教学过程的实践性和职业性。但目前职业教育实践教学中的几个问题需引起我们的注意。第一，现有实验设备制约着学生动手能力和创新能力的培养与提高。目前，实验设备大多采用以实验模块为基本单元的实验箱形式，往往以最基本的认知性和验证性实验为主，综合性、创造性实验很难实施。对于这样的实验，学生是被动的，是为完成任务而做实验，因而无积极性可言。第二，传统的实践教学过程大多围绕硬件实物，在实验室、实训室或企业车间等场所实施，因其直观易感性和接近生产实际，向来都是高职实践课程的主流教学方式。然而这种教学方式存在先天不足，因其投入大、适应性差且难于开放，往往使实践教学过程面临窘境[2]。对没有实践经验的学生来说，设计过程中容易造成器件和仪器仪表的损坏，故开展实践教学需要购置的元器件数量增多，开支增大。第三，实践性很强的专业课程学时有限，而设计型的实践项目要求学生在学习原理图的基础上设计出实物来，若原理图不正确会影响实物设计，延长学生的设计时间，又影响学习进度。

2虚拟仿真技术的优势

伴随着计算机软件和硬件技术的发展，各种虚拟仿真系统为实际系统的开发提供了可靠的保证，运用虚拟仿真技术进行实践教学有以下优势：(1)培养学生职业技能。围绕模拟和仿真条件开发的虚拟实验实训项目，是参考专业技术领域有关生产要素及岗位能力要求而开发的。通过训练，可增强学生实践技能，提高创新能力和就业竞争力。(2)教学成本低。基于计算机软件的虚拟仿真技术实践教学模式，在多媒体机房或专业实训室安装计算机仿真软件即可开展实践教学活动，维护、维修和管理工作量小，节约了教学成本。

(3)提升综合效益。借助Matlab，Proteus等软件强大的仿真能力以及丰富的资源库，可以有效替代硬件仿真器进行先期的软硬件调试，再利用仪器仪表的输入输出功能对实验结果进行检测，待仿真结果基本理想时再进行实际的硬件调试。这样，一方面学生了解应用系统硬件电路结构，锻炼了编程技术，也学习了仪器仪表的使用，提高了设计水平；另一方面开发过程高效，损失减少，解决了实验室资源紧张的问题[3]。

3计算机控制系统虚拟实验室的建设

充分利用现代信息技术，围绕具有模拟和仿真条件的校内多媒体实验机房或实训室，着力开发其虚拟实验、实训项目，充分发掘其教学功能，为实训操作前理论与实践结合的教学提供有效途径。开发的计算机控制系统虚拟实践教学项目举例见表1，并以项目三为例，证明虚拟实验室可以锻炼学生软硬件的综合开发能力。

3.1Smith纯滞后温度控制系统的Matlab辅助设计与仿真

电阻炉是一个具有自平衡能力的对象，可以近似为带有纯滞后的一阶惯性环节。根据被控对象实验数据，可确定被控对象的纯滞后时间τ＝72s和对象时间常数Tp=2min，其比例τ/Tp＞0.5，故采用带有Smith预估器的数字PID控制算法，在Matlab软件的Simulink模型窗口创建smith.mdl模型文件[4](如图1所示)。图1带有Smith预估器的数字PID控制系统仿真模型根据被控对象时间长短并结合工程经验，确定采样周期为1s，调试比例系数kp、积分系数ki，使系统闭环稳定，没有超调，使单位阶跃响应输出曲线的上升时间满足设计要求，可得仿真结果(如图2，图3所示)。由图2可知，引入Smith预估器后，闭环系统的单位阶跃响应曲线无超调，只是在时间上滞后τ＝72s；由图3可知，控制系统单位阶跃响应输出曲线的上升时间小于6s。采用带有Smith预估器的数字PID控制算法可实现对电阻炉温度的纯滞后补偿控制。图2Smith预估控制系统仿真结果图3Smith预估控制系统仿真结果局部放大图经此虚拟设计，学生可结合对电阻炉温度对象的控制，学习smith预估控制器的设计原理及参数调试方法、技巧，为实际对象的控制及控制方法的合理选择积累经验。

3.2输入温度检测信号Proteus辅助设计与仿真

电阻炉的温度检测采用镍铬－镍硅热电偶，经信号调理电路转换成单片机方便识别的电压信号，再经A/D转换器输入单片机。使用Proteus的ISIS组件绘制的ADC0809与AT89C51接口原理如图4所示，在ISIS界面编辑源程序，经编译后向CPU(AT89C51)加载源程序，仿真运行、调试。可得到输入温度信号对应的8位二进制电压值，再经显示电路显示对应的温度值，同时根据实际情况输出对应的控制信号，达到控制温度的目的。图4模拟量输入通道的仿真运行与观测经此虚拟设计，学生可学习A/D芯片ADC0809转换性能及编程方法，掌握A/D转换器与单片机接口软硬件设计方法。

3.3项目报告

每一个项目，学生都要写出包括项目研究概论、方法与手段、查阅资料情况、完成形式、得失经验等内容的总结报告，将理论教学和工程训练有机结合，将企业真实的“岗位任务”转换成职业院校的“学习任务”[5]。这样，既能提高学生学习的主动性、参与性，又可提高学生对设计全过程的理解和掌握，改变以往实验只走简单操作过程的验证性实验形式，提高学生对具体问题进行深入探索的主动性，从而培养学生一定的科研思维能力。

4结束语

(1)Matlab，Proteus等仿真软件在计算机控制系统教学中的应用，提高了学生的学习兴趣和创新能力，对学生职业能力的培养具有现实意义。

(2)利用虚拟仿真软件替代价格昂贵的实验设备和测试仪器，可在课堂上进行仿真分析，便于学生深入理解和掌握概念；同时，实验结果可用来指导实际系统的设计，减少实物实验调试和耗材，既提高教学效率，又节约教学成本。

(3)仿真不能完全代替实物，在利用Matlab，Proteus等软件进行仿真分析的基础上将其应用于实物系统，才能真正将校内实践教学与企业实际工作岗位需求有机衔接与融通。

计算机控制论文:基于环形以太网洗煤厂计算机控制程序

本文依据某洗煤厂提供的洗煤厂计算机控制系统设计参数及技术性能要求设计。目前原设备生产能力为150万t/a，技术改造后为200万t/a，结合该矿建设标准，地面生产系统主要工艺装备均采用生产效率高、运行可靠的先进设备，但不具备远程管理监控功能，无法实现集中管理。本文是在此基础上实现全自动监控系统的改造。

1洗煤厂计算机控制系统的类型确定

当前分布式计算机控制的类型有：集散控制系统、现场总线控制系统和网络控制系统。

（1）集散控制系统（DCS-DistributedControlSystem）集散控制系统又称分布式控制系统。它以微处理器为核心，实现功能上和地理上的分布控制，同时通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起来，进行集中监视和操作，实现了复杂的控制和优化。DCS的设计原则是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调；

（2）现场总线控制系统（FieldbusControlSystem-FCS）现场总线控制系统是20世纪80年代中期在国际上发展起来的新一代分布式控制系统结构。它采用了不同于DCS的“工作站-现场总线-智能仪表”结构模式，降低了系统总成本，提高了可靠性，且在统一的国际标准下可实现真正的开放式互连系统结构，因此它是新一代的分布式计算机控制系统；

（3）网络控制系统NCS（NetworkControlSystem）网络控制系统是通过网络形成的反馈控制系统。在网络控制系统中，被控制对象与控制器以及控制器与驱动器之间是通过一个公共的网络平台连接的。它是一种空间分布式系统，通过网络将分布于不同地理位置的传感器、执行机构和控制器连接起来，形成闭环的一种全分布式实时反馈控制系统。它具有信息资源共享、易于扩展、连接线数减少、效率高、易于维护、性能可靠等优点。尽管NCS比传统的计算机控制方式具有许多优点，但由于数据在网络中传输，使数据包在传送的过程中不可避免地会产生排队或碰撞，导致数据传输延迟，从而使控制系统产生时滞，影响了系统的稳定性及其跟随性。因此本系统根据现场的条件，选择了基于工业以太网的现场总线控制方式。某洗煤厂生产工艺流程如图1所示。图1洗煤厂生产工艺流程图根据图1可知，该选煤厂具有车间分散、设备分散，生产连续，各环相扣，数据多，处理量大的工艺流程特点，因而采用了基于光纤环网冗余的工业以太网+PROFIBUS现场总线+ROFINET总线的集中管理、分散控制的新一代分布式控制方式（即FCS）。

2洗煤厂计算机控制系统的网络组建

通过图1对洗煤厂生产工艺的研究，统计出需要控制的系统包括集控楼集控室、动筛车间、洗选车间、压滤车间、筛分车间、原煤配电室和西泵房等几个系统。系统采用1台总配电柜+1台工作站+3套西门子S7-3003152DPPLC主站+3套ET200S分站+PROFIBUS现场总线+ROFINET总线+工业以太网控制。考虑数据远距离传输的准确性和系统的稳定性，以及需方的要求采用双环自愈型工业以太网通讯方式和冗余系统形成选煤厂环形工业以太网，系统提供丰富的模块多样化设计，可支持热插拔。

2.1现场总线PROFIBUS

PROFIBUS是一种不依赖于设备生产商的国际化、开放式现场总线标准，用于现场设备层或工厂自动化车间级监控的数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。PROFIBUS协议采用ISO/OSI模型的第1层、第2层和第7层（ISO/OSI模型的1～4层是面向网络的，5～7层是面向用户）。PROFIBUS为用户提供了3种通信协议类型，即PROFIBUS－DP（DecentralizedPeriphery该总线成本低，速度高，用于分散式I/O的通信与现场设备级控制）、PROFIBUS－PA（ProcessAutomation该总线具有本征安全规范，适合于本质安全的场合，可使传感器和执行机构联在一根总线上，为过程自动化而设计）、PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification，该总线是一个令牌实时多主网络的结构，用于车间级监控网络）。PROFIBUS传送速度可在9.6kbit/s~12Mbit/s任意选择，因此PROFIBUS可适应于不同控制对象和通信速率等要求，开放性好并且技术成熟，所以在该洗煤厂的车间级采用了PROFIBUS现场总线作为现场设备级的分散的I/O通信。根据要求，在筛分车间配电室及原煤配电室设立一个ET200S远程I/O站，实现远程控制，ET200S是西门子PLC的远程模块，通过西门子的PROFIBUS-DP总线将该ET200S作为子站挂靠在动筛车间PLC控制分站，通过总线的形式将采集的现场信号和对现场的控制信号由PLC到ET200S子站上。在硬件组态中，需要将ET200S挂到DP总线上，同时定义该ET200下的模块属性，包括各模块的地址以及各种属性。同样，在西泵房设计一个ET200M远程I/O站，通过西门子的PROFIBUS-DP总线接入洗选车间PLC控制分站。3套S7-300PLC采用PROFIBUS现场总线接口,并通过工业以太网交换机接入管控中心。

2.2工业以太网

虽然PROFIBUS的协议结构是以ISO/OSI为参考模型，但其3~6层并未出现在PROFIBUS的通信栈中，而且各种现场总线之间虽可通过网关进行互换，但设备和装置之间的操作性和互换性就几乎不存在；现场总线的数据吞吐能力只适合于底层应用层，对管理层因其对实时性要求非常高，现场总线满足不了要求，因此采用功能更强大的工业以太网将洗煤厂现场控制系统联接起来组成环形自愈网，提高系统的数据传输速度及可靠性。所谓工业以太网就是结合以太网技术和TCP/IP技术开发出来的一种工业通信网络。洗煤厂的工业以太网设计如下：（1）基本类型按照以太网传输速率大致可分为4种：10Mbit/s工业以太网、100Mbit/s工业以太网、1Gbit/s工业以太网、10Gbit/s工业以太网，根据现场及需方要求采用1Gbit/s工业以太网。（2）网络硬件①传输介质传输介质主要根据网络连接距离、数据安全、传输速率来确定，在工业以太网中常用的传输介质有屏蔽双绞线（TP）、工业屏蔽双绞线（ITP）和光纤。因光纤有重量轻、不产生电磁干扰、不受雷电影响、不受电磁干扰、无屏蔽电流及无电气接地问题等优点，因此在本设计中采用光纤作为传输介质；②工业以太网交换机在本系统中由于采用OLM光纤环网的拓扑结构，以及数据的检测采用载波侦听多路复用的方式，使系统传输延时，可靠性降低，采用工业以太网交换机可有效地改善系统的特性。本设计采用了MIER系列的以太网交换机。MIER-5428系列自愈环光纤交换机是由24个10/100Base–TX或10/100Base-FX/BX端口以及4个10/100/1000Base-TX或千兆SFP组合端口（1000Base-SX/LX/BX）组成。系统在重新组态时冗余倒换时间小于300ms，另可提供1个1000M以上联口与核心交换机上联。MIER-5428支持MR-Ring自愈环，适合用作中心端交换机，最大的特点是支持多组自愈环网，可由用户自行设定自愈环的环路端口，与MIE-5210自愈环光纤交换机组成多个自愈环网，而4个千兆口可以将多台MIER-5428组成千兆自愈环，保证多个中心交换机之间的千兆链路安全；③通信处理器工业以太网通信处理器包括用在3台S7-300站上的处理器CP343-1、PC机上的网卡CP1613，它们均提供了ITP、RJ45、AUI等以太网接口，以1000Mbit/s的速度将3台PLC和PC连接至工业以太网上。

2.3PROFINET

PROFIBUS作为现场总线的一种，已经在我国得到认可，并广泛应用在各种场所，将TCP/IP技术应用在现场总线是西门子近年来的成果，这就是PROFINET，它是一种基于工业以太网技术的现场总线，并得到了国际电子委员会（IEC）的认可。采用PROFINET将集控室和现场联系起来，实现了管控一体化。PROFINET的物理层采用快速以太网的物理层、数据链路层（IEEE802.3标准），网络层和传输层采用IP/TCP/UDP技术。洗煤厂计算机控制系统中既有对实时性没有特别要求的过程参数设定值（如PID控制器的KP、KI、KD等参数设定），又有必须满足实时性要求的过程采样值，PROFINET对不同的应用要求使用相应的通信方案，解决了在同一个系统里有不同实时通信要求的问题。这是因为PROFINET采用IRT技术解决同步数据通信问题、采用SRT技术解决苛求时间数据通信问题、采用IP/TCP/UDP技术解决无苛求时间数据通信问题。

2.4ET200S控制方式

SIMATICET200S是西门子ET200分布式I/O系统的重要组成部分，它的按位模块化、高度可扩展性的优势使其广泛应用于各种工业控制场合。使用SIMATICS7-400/300控制器和ET200系列远程I/O所构成的基于PROFIBUS-DP或PROFINET现场总线的解决方案，目前已经成为众多工程项目的经典选择。ET200S是一款防护等级为IP20，具有丰富的信号模块，同时支持电机启动器，变频器，PROFIBUS和PROFINET网络的分布式I/O系统。SIMATICET200S同时支持PROFIBUS和PROFINET现场总线；拥有CPU314功能的集成PROFIBUSDP通讯口的IM151-7CPU和具有3个PROFINET接口的IM151-8PN/DPCPU接口模块；可以扩展最大7.5kW的电机启动器和最大4.0kW的变频器；拥有丰富的诊断功能，包括断线、短路和通道级的诊断功能；对于MODBUSRTU通讯功能，无需增加任何的选件即可完成；支持带电热插拔功能，使得在运行情况下也可以轻松完成模块的更换；同时提供包括集成光纤接口的PROFIBUS和PROFINET接口模块；洗煤厂的计算机控制系统的网络结构如图2所示。

3结语

分析了洗煤厂的工艺流程，确定了该系统的控制类型；并通过分析工业以太网、PROFIBUS、PROFINET的特点，组建了关于环形以太网洗煤厂的FCS系统；提高了系统的数据传输速度及系统的稳定性，完善了系统的功能，使操作更加方便、透明；为洗煤厂的计算机控制系统的实现提供了一定的参考。

计算机控制论文:P/T数字转台计算机控制课程设计

计算机控制技术是自动化专业的必修课。该课程是在自动化技术、计算机技术、控制技术，通信技术和网络技术及管理信息系统的基础上发展和建立起来的，它是实现综合自动化的核心技术，是一门综合性和实践性较强的课程［1－2］。

目前计算机控制技术课程设计多数是以围绕单片机或8088微处理器为控制核心的实验平台开展的，还有部分设计是要求运用仿真软件验证控制算法的正确性。上述要求很可能导致学生所掌握的知识与工厂实际设备脱节。由于学生对计算机控制相关硬件设备没有感性认识，所以导致学生经过学习，还是对计算机控制技术的内容不能合理、科学、自如地运用。利用P／T数字转台作为课程设计的平台，首先，可以使学生对计算机控制技术有最初的感性认识，其次，由于该设备采用的是工业级运动控制板卡，学生在熟悉相关资料的基础上能够进一步理解计算机控制系统的构成原理及计算机控制应用程序的设计，达到将综合专业基础知识与工程实际有机结合，从而培养学生的工程实践能力。通过资料搜集、方案分析、系统设计与报告撰写的整个过程，学生可以得到科学研究工作的初步训练。

1P／T数字转台实验系统介绍

1．1转台电机控制系统

转台电机控制系统主要由运动控制器、具有PCI插槽的PC机、具有增量式编码器的伺服电机、伺服电机驱动器、驱动器电源、原点开关和正／负限位开关等6个部分组成控制伺服电机时，控制器输出＋／－10V数字电压控制信号。采用GT系列运动控制器组成的控制系统典型连接如图1所示。

1．2运动控制器

固高公司生产的GT系列运动控制器，可以同步控制4个运动轴，实现多轴协调运动。其核心由AD－SP2181数字信号处理器和FPGA组成，可以实现高性能的控制计算。它适用于广泛的应用领域，包括机器人、数控机床、木工机械、印刷机械、装配生产线、电子加工设备、激光加工设备等。GT系列运动控制器以IBM－PC及其兼容机为主机，提供标准的PCI总线产品。运动控制器提供C语言函数库和Windows动态连接库，实现复杂的控制功能。用户能够将这些控制函数与自己控制系统所需的数据处理、界面显示、用户接口等应用程序模块集成在一起，建造符合特定应用要求的控制系统，以适应各种应用领域的要求。

1．3视频采集

除运动控制以外，P／T数字转台还配备了Matrox的图像采集卡和摄像头，图像采集卡具有16MB内存，支持模拟视频的实时捕捉或JPEG2000压缩／解压缩功能。

2P／T数字转台实验系统可实现的内容

2．1转台控制

此部分主要是对转台轴电机的转动控制，在对转台控制编程时首先对控制卡进行初始化，在初始化过程中完成中断屏蔽字、限位开关有效状态、伺服滤波器零点偏移值、运动模式等设置。设定选定轴为当前轴，设置运动模式、速度参数、加速度参数，然后刷新当前参数，当速度参数发生变化时转台开始动作。

2．2图像获取及处理

视频采集部分是以固高科技公司随转台提供的Matrox采集卡、摄像头为平台，通过编写高级语言程序可以实现以下功能：将摄像头捕获的图像显示出来、对图像进行处理、利用处理后图像像素的不同查找到目标物体、求出目标物体的质心坐标［3－6］。当目标物体移动时，控制转台跟随其转动。

3题目的设计

根据实验平台的特点，课程设计的内容与转台的控制、视频图像的采集和图像处理相关。为学生提供的参考资料包括固高运动控制卡使用手册、编程手册、图像采集卡使用手册以及相关函数库，要求学生采用C＋＋或其他高级语言编制程序。可以根据学生的个体差异，设计难易程度不同的题目。“C语言程序设计”在工科院校作为必修课开设，有了这个基础，学生再学习C＋＋或其他的高级语言就能很快掌握。根据课程设计要求，教师可以有针对性地对图像处理和工业控制板卡方面的编程方法进行专门的辅导，要求学生查阅相关的书籍和材料。学生在教师的指导下掌握高级语言的基本知识和操作，学会对界面和图像编程，并学会程序的编译、调试和执行。“团队协作”也是新时期对科技人才素质的要求。由于课程设计一般在2周之内完成，为了培养学生的团队协作能力，可以将3人分为一个小组，然后出一些较为复杂的题目，每个学生可以根据自己的兴趣选择同一题目下的不同内容。组员间进行分工协作，共享知识信息，共同商讨、论证问题的解决方案，通过相互配合、互相帮助，达到互相促进、共同提高的目的［7－10］。例如“目标跟踪系统设计”，要求学生采用C＋＋或其他高级语言编制程序，实现视频图像的采集、图像的简单处理、控制转台跟踪预先确定的目标。具体内容可以分为3个部分：第一部分要求完成界面的设计，要求界面友好、操作简单，达到工业控制软件的基本要求；第二部分要求完成图像处理功能，要求从采集的视频图像中能分离出预先确定的目标；第三部分要求完成转台的运动控制，要求加入控制算法和电机加减速控制。3部分由3个学生完成，最后通过联调实现目标跟踪的功能。

4结束语

在整个课程设计过程中，让学生通过了解工业控制板卡和图像采集板卡而激发了他们的学习兴趣，对工业控制的方法和实际应用有了一定了解。在强调基础理论学习的同时也提高了学生的工程意识和团队协作能力，为以后的工作和进一步的科研打下了良好的基础，从而取得了良好的教学效果。