有关计算机控制论文
有关计算机控制论文
随着大规模和超大规模集成电路技术的飞速发展，微型计算机的应用已经渗透到现代社会生产和生活的方方面面。下面是学习啦小编为大家整理的有关计算机控制论文，供大家参考。
有关计算机控制论文篇一
《 浅谈工业计算机控制 》
【摘要】计算机控制系统是一个实时控制系统，其可靠性是计算机控制系统应用成败的关键，计算机控制系统必须具有完善的人机联系方式，随着被控生产过程的不同。常常要求采用不同的控制方案或控制算法，要求计算机控制系统能够灵活地组成用户所需要的各种控制方案。工业生产过程进行计算机控制是提高产品质量、降低成本、 减少环境污染的必由之路，计算机控制系统已成为生产设备及过程控制等重要的组成部分，它代替人的思维成为工业设备及工艺过程控制、产品质量控制的指挥和监督中心。
【关键词】工业计算机控制 组成 重要意义 应用
引言
计算机控制系统的发展是人类科学技术不断发展的产物，科技的进步与发展，技术的创新与改善，对控制系统的要求逐渐提高，精密仪器的生产过程以及微电子技术的制造都要求一套成熟而缜密的计算机控制系统，计算机控制系统需要有处理复杂程序、进行精密控制的能力，计算机控制系统的发展需要依托先进的计算机技术、强大的自动化控制为基础，计算机控制系统对工业自动化生产具有开拓意义。企业应用计算机控制技术进行优化生产结构，将会为公司扩大生产、提高生产效率。
一、工业计算机控制系统的组成
工业自动化体系主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，工业控制自动化技术主要解决生产效率与一致性问题。自动化系统与计算机信息科学的紧密结合，给工业生产过程带来了新的技术革新。
工业计算机控制系统(CCS)是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。
二、工业控制计算机在工业自动化中的重要意义
工业控制计算机技术是开放式的系统，其高可靠性、易用性方便了工业环境的使用。并且在其基础上发展起来的网络化和现场总线技术又进一步促进了工业自动化的发展。工业控制计算机可谓是工业自动化发展的源动力。并且系统可以显著提高企业的生产效益，节约运营成本，使生产企业得以实现深层次的信息化，对企业管理提供准确可靠的参考，使企业得以取得最大的效益，赢得发展先机。目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。随着电力、冶金、石化、环保、交通、建筑等领域的迅速发展，工控机的市场需求将会越来越大，工控机市场发展前景十分广阔。
三、计算机控制系统的自动化生产应用
1、自动化生产中的现场总线应用
自动化生产中的现场总线是数字化通信的测量控制设备，在自动化生产的现场使用，广泛应用于自动化制造业，现场总线使用专用处理器置入传统的测量控制器中，具有数字计算和数字通信能力，现场总线使用简单的双绞线作为通信介质，可以使多个测量控制器与计算机网络直接对等连接，自动化生产线的现场总线把分散的测量控制器变成网络探测节点，联机完成自动控制。如现场总线使自控系统与设备之间具有了互相通信实时分析的能力，经过连接网络系统，可以在信息网络及时发现异常，使企业的自动化生产信息沟通更加便利。自动化系统结构使用现场总线技术是企业自动化生产的趋势，现场总线在进行设备数据交换、实时更新数据、显示信息等方面具有方便灵活的特性。
2、确定控制算法
控制算法的选择非常重要，它的好坏关系到整个控制系统的成败。注意点：① 所选择的控制算法是否能满足对系统的动态过程、稳态精度和稳定性的要求。② 各种控制算法提供了一套通用的计算公式，但具体到一个控制对象上，必须有分析地选用。③ 当控制系统比较复杂时，其控制算法一般也比较复杂，使整个控制系统的实现比较困难。合理简化，再完善。
3、人机联系设备
在计算机控制系统中，如果说过程通道是计算机与生产过程之间的桥梁，人机联系设备则是操作人员与计算机以及过程之间联系的纽带。人机联系设备按照信息传输的方向分为输入设备和输出设备。前者如键盘、鼠标、球标、光笔等，后者如CRT显示器、打印机、绘图机等。目前计算机控制系统中用的比较多的是键盘、CRT显示器和打印机。
4、信号处理和控制算法
要实现计算机控制系统对生产过程进行监视、控制和管理的功能，就必须及时从生产过程中获取信息，并把这些信息进行适当的加工和处理，以运行人员易于接受的形式表达出来，或者按照一定的控制规律，产生必要的控制作用。从过程通道可以得到反应生产过程情况的数字量信号，但是这些数字量信号中，有的常常包含着一定的干扰信号，与被测量之间有非线性关系。
5、系统硬、软件的设计
在计算机控制系统中，一些控制功能既能用硬件实现，也能用软件实现。因此在系统设计时，硬、软件的功能划分应综合考虑。硬件速度快、可减轻主机的负担、但要增加成本;软件可以增加控制的灵活性，减少成本，但要占用更多的主机时间。①硬件设计：包括输入、输出接口电路的设计，输入、输出通道设计和操作控制台的设计。
要设计出硬件原理图、印刷电路板、机架施工图等。②软件设计：硬件设计好了后，系统的功能主要依赖软件。要绘制程序总体流程图和各功能模块流程图，编制程序清单，编写程序说明。
6、计算机控制系统设计的一般步骤
计算机控制系统的设计，随被控对象、设备种类、控制方式等的不同而不同，但系统设计的基本步骤大体类似，一般包括系统设计分析、确定控制算法、系统总体设计、硬件设计、软件设计以及系统调试等。下面分别作一些介绍。①确定控制方案：开环?闭环?单环?多环?DCC?SCC?DCS? ②确定系统的构成方式：要求高：工控机;要求低：单回路控制器、低档PLC或总线式工控机。③现场设备选择：传感器、变送器和执行器型号和类型的选择
四、结语
随着计算机科学技术的进步，工业自动化程度不断的提高，计算机控制技术在自动化生产线上的应用将更加智能化。在计算机信息技术得到空前繁荣的同时，企业的自动化生产线更加优化，在现实应用中更加的便捷，这样将有效推动高效产品生产事务的发展，有效减少重复事务的工作量。计算机控制技术在自动化生产线上，重点强调通用性和灵活性的特点，有助于提高生产系统的生产效率，节约设计成本，提高运行质量。
【参考文献】
[1] 冯永利，杨文淑.改善数字随动系统过渡过程方法 [J].光电工程，2009，(3).
[2] 刘兆妍，岳树盛.PID控制研究与应用[J].河北理工学院学报，2011.
[3] 张利平.液压气动系统设计手册[M].北京：机械工业出版社，1997.
有关计算机控制论文篇二
《 保证计算机通信与控制系统可靠运行的措施研究 》
通信网络系统是楼内的语音、数据、图像传输的基础，同时与外部通信网络(如公用电话网、综合业务数字网、计算机互连网、数据通信网及卫星通信网等)相连，确保信息畅通。CNS应能为建筑物或建筑群的拥有者(管理者)及建筑物内的各个使用者提供有效的信息服务。CNS应能对来自建筑物或建筑群内外的各种信息予以接收、存贮、处理、交换、传输并提供决策支持的能力。CNS提供的各类业务及其业务接口，应能通过建筑物内布线系统引至各个用户终端。
1控制规律的选择
尽管不同类型的控制器，其结构、原理各不相同，但是基本控制规律只有三个：比例(P)控制、积分(I)控制和微分(D)控制。这几种控制规律可以单独使用，但是更多场合是组合使用。如比例(P)控制、比例-积分(PI)控制、比例-积分-微分(PID)控制等。单独的比例控制也称“有差控制”，输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系，偏差越大输出越大。实际应用中，比例度的大小应视具体情况而定，比例度太大，控制作用太弱，不利于系统克服扰动，余差太大，控制质量差，也没有什么控制作用;比例度太小，控制作用太强，容易导致系统的稳定性变差，引发振荡。对于反应灵敏、放大能力强的被控对象，为提高系统的稳定性，应当使比例度稍小些;而对于反应迟钝，放大能力又较弱的被控对象，比例度可选大一些，以提高整个系统的灵敏度，也可以相应减小余差。单纯的比例控制适用于扰动不大，滞后较小，负荷变化小，要求不高，允许有一定余差存在的场合。工业生产中比例控制规律使用较为普遍。比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。这里的“积分”指的是“积累”的意思。积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关，而且还与偏差存在的时间有关。只要偏差存在，输出就会不断累积(输出值越来越大或越来越小)，一直到偏差为零，累积才会停止。所以，积分控制可以消除余差。积分控制规律又称无差控制规律。
2计算机通信与控制系统影响因素
计算机通信与控制系统的核心就是计算机，计算机往往与强电系统共用一个电源。在强电系统中，大型设备的起、停等都将引起电源负载的急剧变化，也都将会对计算机通信与控制系统产生很大的影响;电源线或其它电子器件引线过长，在输变电过程中将会产生感应电动势。
2.1电源电压波动解除
提高对计算机通信与控制系统供电电源的质量，供电电源的功率因数低，对计算机通信与控制系统将产生很大的影响，为保证计算机通信与控制系统稳定可靠的工作，供电系统的功率因数不能低于0.9。采用独立的电源给计算机通信与控制系统供电，应对计算机通信与控制系统的主要设备配备独立的供电电源。要求独立供电电源电压要稳定，无大的波动;系统负载不能过大，感性负载和容性负载要尽可能的少。对用电环境恶劣场所采取稳压方法，对计算机等重要设备采用UPS电源。在稳压过程中要采用在线式调压器，不要使用变压器方式用继电器接头来控制的稳压器。
2.2供电电源传导消除
由于外界因素对电源产生的传导影响，通常采用磁环方法，即用磁环防止传导电流的原理。磁环是抑制电磁感应电流的元件，其抑制电磁感应电流的原理是：当电源线穿过磁环时，磁环可等效为一个串接在电回路中的可变电阻，其阻抗是角频率的函数。磁环抑制高频感生电流作用取决于两个因素：一是磁环的阻抗;另一个是电源阻抗和负载的大小。磁环的选用必须遵循两个原则：一是选用阻抗值较大的磁环：另一个是设法降低电源阻抗和负载阻抗的阻值。
2.3电源电磁辐射消除
利用跟随电压抑制器件抑制脉冲电压，跟随电压抑制器中的介质能够吸收高达数千伏安的脉冲功率，它的主要作用是，在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其阻抗立即降至很低，允许大电流通过，同时把电压箝位在预定的电压值上。利用跟随电压抑制器的这一特性，脉冲电压被吸收，使计算机通信与控制系统也减少了脉冲电压带来的负面影响。使用无感电容器抑制高频感生电流，俗称“隔直通交”是电容器的基本特性，通常在每一个集成电路芯片的电源和地之间连接一个无感电容，将感生电流短路到地，用来消除感生电流带来的影响，使各集成电路芯片之间互不影响。利用陶瓷滤波器抑制由电磁辐射带来的影响，陶瓷滤波器是由陶瓷电容器和磁珠组成的T型滤波器，在一些比较重要集成电路的电源和地之间连接一个陶瓷滤波器，会很好起到抑制电磁辐射的作用。
3具体应对措施
3.1防止信号被幅射
在计算机通信与控制系统中使用磁珠抑制电磁射，磁珠主要适用于电源阻抗和负载阻抗都比较小的系统，主要用于抑制1MHZ以上的感生电流所产生的电磁幅射。选择磁珠也应注意信号的频率，也就是所选的磁珠不能影响信号的传输，磁珠的大小应与电流相适宜，以避免磁珠饱和。在计算机通信与控制系统中使用双芯互绞屏蔽电缆做为信号传输线，屏蔽外界的电磁辐射，在计算机通信与控制系统中采用光电隔离技术，减少前后级之间的互相影响，在计算机通信与控制系统中要使信号线远离动力线;电源线与信号线分开走线。输入信号与输出信号线分开走线;模拟信号线与数字信号线分开走线。
3.2防止司服系统回馈
RC组成熄烬电路的方法，用电容器和电阻器串联起来接入继电器的接点上，电容器C把触点断开的电弧电压到达最大值的时间推迟到触点完全断开，用来抑制触点间放电。电阻R用来抑制触点闭合时的短路电流。
4结束语
二极管加电阻与负载并接起来，当切断电源的瞬间，由于反电动势产生的电流，流过与负载并联的二极管，并在负载电阻上消耗掉感应负载所产生的能量，这种结构的电路一般要求二极管的反向电压为电源电压的10倍以上。
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