浅谈计算机在自动控制中的应用

浅谈计算机在自动控制中的应用

作者：邵小马

来源：《数字化用户》2014年第02期

【摘 要】计算机技术与控制技术的有机融合，有力推动了我国各行各业的进步与发展，当代设备的发展逐渐呈现出自动化与智能化趋势，设备自动化控制已成为当下行业发展的首要条件。本文针对我国自动化控制设备的可靠性进行讨论，并通过进行可靠性探究而测试自动化控制设备的质量和性能，为自动化控制设备的进一步完善提供参考性意见。 【关键词】计算机 自动控制 设备可靠性 一、计算机自动控制的原理及特点 （一）计算机自动控制的原理

所谓的计算机自动控制是指在传递函数的基础上，对单一输入和输出等线性常数等内容进行分析。对于一个比较复杂的对象来说，要想实现对其控制首先要设定与被控对象的关联方式，这个关联方式就是自动控制系统。自动控制系统中最重要的物理量是被控对象的输出量，对于控制对象来说，则有反馈装置来进行信息反馈。控制装置是根据反馈装置提供的信息来调整控制量的输出，保证控制的准确度。如图1： （二）计算机自动控制的特点

随着信息时代的到来，自动控制无论是对于工业生产还是日常生活，都具有重要的创新意义。计算机能够同时储存大量的数据并且快速处理数据，因此在设备自动化和智能化发展的过程中，利用计算机来代替人工控制是非常正确的选择。计算机控制有着明显的优势，首先计算机控制不存在固定的模式和规律，具有较强的多样性，其次计算机不仅能够实现对设备的控制，还能够通过实时信息进行优质管理，进一步提高了工作效率；再者计算机控制能够节约管理成本，并且提高经济收益；最后一点就是计算机能够灵活的根据设备现场的工作状态，灵活调整设备的工作参数，最大程度的保证设备能够处于设备处于最佳的工作状态。 二、计算机自动控制的意义

设备装置的进步，有力促进了我国诸多行业的发展，在当代设备日渐智能化和系统化的发展趋势下，自动化控制设备的可靠性成为设备生产商和用户最为关注的问题。由于电子自动化控制设备在实际应用中面临多样性的工作环境，因此控制设备必须具备一定程度的可靠性。就自动化控制设备中的自动控制开关分析，由于开关通常被用于车载和军事，因此开关在工作中必定会面临高湿度，低温以及撞击等问题的考验，为保障自动化控制设备的正常运行，开关必须具备高水平的可靠性。自动化控制设备在过程中，由于无法开展设备的深度检修，只能进行简要的部件维护，因此提高设备的可靠性是十分必要的。广泛被人们认知的设备可靠性是指在

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

设备在规定工作环境中稳定工作，并且工作时间复合设备的规定时间。设备运行过程中，由于设备故障的出现是随机的，因此设备的可靠性具体表现为设备中的设备单元或部件发生故障的概率，故障发生概率小，则表明自动化控制设备具有良好的可靠性。设备自动化以及智能化发展，离不开现代电子以及信息处理技术。计算机作为现代信息技术处理的核心工具，其在自动控制领域中的应用质量直接决定着设备自动控制的效率，因此强化计算机在自动控制领域的应用效率，将保证我国设备自动控制技术的进一步发展。 三、计算机控制系统具体应用 （一）数据挖掘及处理

现代计算机技术的迅速发展，有效丰富了数据资源，而伴随着数据种类与数量的增长，科学有效的数据处理手段成为当下社会关注的焦点。伴随着现代生产物料的建设与发展，信息化逐渐成为生产物料发展的主流，而数据量的大量增加在为生产物料提供更为丰富资源的同时，也带来了更多的无效信息，无效数据的积累与增加减缓了生产物料的数据处理速度，也降低了数据检索的效率，加之生产物料信息智能化发展中的数据处理技术尚未成熟，造成生产物料无法对无效信息进行及时处理，使得生产物料信息智能化发展严重滞后。数据挖掘技术的开发为生产物料信息智能化中的数据处理问题提供了有效解决方案。

数据挖掘技术是指通过对模糊信息及边沿信息的数据内容加以挖掘，使内容中隐含的数据得以展现，并通过在隐含数据之间建立合理的数据关系，总结出数据所表达深层内容。目前数据挖掘技术的主要工具有三中类型，其中一种是以分析一般数据为目的的软件包，还有一种就是针对特定功能而研发的软件，再者就是比较高级的大型数据分析软件，因为生产物料的资源不计其数，信息量比较庞大。采用单独的某种工具都无法更好的实现对数据挖掘的充分利用，实际应用的压力会迫使技术人员开始研发高效的应用软件，高效的软件研究方向将向着集中化、智能化及操作简单化的方向发展。 （二）监控系统

电子计算机在工业控制系统中的应用是监控系统的第二个发展阶段。现代企业生产规模越来越大，对电能质量及供电可靠性的要求越来越高，由于能源紧张，人们对系统运行的经济性也越来越重视。全面解决这些问题，就需要对大量数据进行复杂的分析和计算。监控系统需要装备类似人的“大脑”的设备，这就是电子计算机。比如银行监控系统（图2）：之前的发展阶段都是监控系统在个别领域比如电力行业的应用。监控系统的第一个发展阶段，是远动技术的采用。安装于各个车间的远动装置，采集各车间的负荷情况，各线路电流，电压，功率等实时数据，以及各开关的实时状态，然后通过控制电缆传给调度中心并直接显示在调度台的仪表和模拟屏上。调度员可以随时看到这些运行参数和全系统运行方式，还可以立刻“看到”开关等设备的事故跳闸（模拟屏上相应的图形闪光）。调度中心可以有效地对全厂供电系统的运行状态进行实时的监控。调度员还可以在调度中心直接对某些开关进行投入和切除的操作。这种布线逻辑式的装置的采用，使变电站的监控系统可以实现遥测，遥信，遥控的功能。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

再比如公路监控系统，公路监控系统是计算机在自动控制领域应用很具有代表性的例子。比如隧道中的车道指示器、信号灯及限速指示信息等，保证隧道中的交通车辆能够根据交通状况进行及时的调整。具体比如可以通过交通行车数量来进行适当的限速措施限制通行车辆的行使速度，如果隧道中的能见度较低或者是有毒气体含量超标等，要采用暂时封闭隧道。隧道内车辆通行情况及限速信息等都是通过PLC技术来实现，交通信号灯的信息显示通过PLC内定程序来控制输出继电器来实现，限速、隧道内天气情况通过PLC的串行通讯接口输出来实现控制。隧道内安装的车辆通行情况检测其比如车速、车流量及车道占用率等，都是利用PLC技术中扩展串行通讯结构来采集，先存入PLC的内置存储器中，然后再上传控制器进行数据分析处理。隧道内的通风情况是行车环境的重要内容，目前通过在隧道内设置风速仪来检测隧道内的通风情况。如果高速公路隧道设立在海拔较高的地区，还要配备一氧化碳浓度检测仪和能见度检测仪，通风控制系统在对这些环境数据进行实时的检测和采集后，针对性的控制隧道内风机的工作状态，以此来实现各项空气指标符合行车所需的各项指标。采用通风控制系统不仅能够有效的保证隧道内的车辆通行安全，还能提高能源的利用效率，符合我国科学发展观的要求。隧道内部各项环境数据的采集都是通过PLC技术中模拟量输入模块来实现，风机的开关则由PLC技术中开关输出模块程序控制继电器来完成。 四、总结语

伴随着我国各行各业的发展与进步，提高自动化控制设备的可靠性势在必行，基于当下我国设备生产的现状，找出设备设计与生产中的短板十分重要，通过查明影响设备质量的主要因素并加以处理，不仅能够有效提升设备的生产效率，又会有力带动我国自动化设备的发展。科学测试自动化控制设备的可靠性，为我国设备的生产提供了有效参考，也成为生产过程中的重要组成部分。计算机控制系统的进步，有力的推动了我国自动化控制领域的发展，目前以计算机控制为核心的智能化控制系统还在不断的创新更替中，我们要基于现有的技术经验和水平，不断提高我国计算机控制系统的科技含量，为我国经济建设创造更大的价值。 参考文献：

[1]吴秋峰.自动化系统计算机网络[J].机械工业出版社.2001

[2]王常力、罗安主编.集散型控制系统的选型与应用[J].清华大学出版社，1996 [3]袁德平，金炜东，单奇.基于PLC的隧道监控系统的实现广西交通科技[J]，2003，5 [4]陈春英.基于关联挖掘技术的数字生产物料个性化推送服务[J].生产物料情报工作.2010.1：105-109

[5]冯国和.数字生产物料个性化信息服务的探索[J].生产物料杂志.2003.5：69-73

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn