導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇計(jì)算機(jī)分布式控制技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】分布式先進(jìn)；控制軟件技術(shù)；應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的逐步提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，從我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的管理情況來(lái)看，我國(guó)計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的全面性創(chuàng)新發(fā)展，分布式先進(jìn)控制軟件技術(shù)在我國(guó)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的范圍逐步擴(kuò)大，分布式控制軟件技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)客戶與服務(wù)器技術(shù)之間合理鏈接，使信息傳輸和管理的速率性提高，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)管理層次化發(fā)展。

1分布式控制軟件技術(shù)

分布式控制技術(shù)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信信息資源管理的系統(tǒng)性劃分，從分布式控制技術(shù)的應(yīng)用方面，對(duì)分布操作系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，主要分布操作系統(tǒng)、分布程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)、分布文件處理系統(tǒng)以及文件數(shù)據(jù)庫(kù)保存系統(tǒng)，是我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序綜合應(yīng)用的重要體現(xiàn)。

2分布式控制軟件技術(shù)的應(yīng)用

分布式控制技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，合理調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用與自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，結(jié)合軟件在實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)用程序設(shè)定結(jié)構(gòu)，對(duì)分布式控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的幾種常見(jiàn)運(yùn)行模式進(jìn)行分析，主要包括以下幾方面：

2.1OPC技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用

2.1.1OPC技術(shù)的應(yīng)用原理OPC技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，OPC技術(shù)中主要包括繼電器震蕩保護(hù)模式，系統(tǒng)程序識(shí)別模式，OPC技術(shù)在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)施技術(shù)分析與應(yīng)用，進(jìn)一步結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行管理的自動(dòng)化控制。用戶直接輸入管理程序，確定工業(yè)生產(chǎn)中工業(yè)運(yùn)行的程序命令，從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)管理的多元化發(fā)展，技術(shù)命令運(yùn)行執(zhí)行程序可以應(yīng)用算法進(jìn)行模式控制，從而進(jìn)一步增加了工業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系，自動(dòng)化水平增強(qiáng)。例如：OPC技術(shù)應(yīng)用自動(dòng)管理程序建立自動(dòng)化處理系統(tǒng)，系統(tǒng)依據(jù)用戶輸入的程序驗(yàn)證碼，執(zhí)行OPC技術(shù)的數(shù)據(jù)控制管理程序，進(jìn)而進(jìn)一步到達(dá)優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)干管理的技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)逐步完善。2.1.2OPC技術(shù)的應(yīng)用分析OPC技術(shù)在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，OPC技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)模型主要構(gòu)建為依據(jù)企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)的基本程序，設(shè)定技術(shù)應(yīng)用環(huán)境，使用OPC技術(shù)在公司工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的自動(dòng)化應(yīng)用，可以大大提供技術(shù)應(yīng)用的靈活性，強(qiáng)化工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)的可控制性發(fā)展；此外，OPC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)端口的程序自動(dòng)化限制，只要工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)應(yīng)用水平處于統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)運(yùn)行程序，技術(shù)應(yīng)用則可以被應(yīng)用，是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓展的重要性體現(xiàn)。

2.2COM技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用

2.2.1COM技術(shù)應(yīng)用原理COM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)分布式控制管理中各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連接的自動(dòng)化控制模型，依據(jù)我國(guó)技術(shù)應(yīng)用與分析的組件控制對(duì)象模型，將COM技術(shù)在計(jì)算機(jī)分布式控制領(lǐng)域的分析技術(shù)應(yīng)用分為技術(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)程序預(yù)測(cè)量?jī)刹糠帧?.2.2COM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用COM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的基本操作流程可以概括為：假設(shè)計(jì)算機(jī)分布管理程序執(zhí)行生成命令，從技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際出發(fā)，運(yùn)行命令經(jīng)過(guò)人機(jī)接觸窗口進(jìn)行命令輸入，opc服務(wù)器針對(duì)如輸入命令進(jìn)行系統(tǒng)命令初步處理，連接并啟動(dòng)與“命令”存在同步關(guān)系的相關(guān)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，COM技術(shù)在啟動(dòng)的數(shù)據(jù)連接的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)更新與保存，并不斷總結(jié)命令的執(zhí)行的數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)律，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊分布程序的自動(dòng)化管理，最后現(xiàn)命令通過(guò)PLC自動(dòng)編程技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用于控制，執(zhí)行分布控制系統(tǒng)的最終執(zhí)行命令，保障系統(tǒng)的科學(xué)化、層次化運(yùn)行。

2.3自動(dòng)安裝技術(shù)

分布式先進(jìn)控制軟件的應(yīng)用體現(xiàn)在系統(tǒng)的自動(dòng)安裝技術(shù)的能應(yīng)用，分布控制系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的運(yùn)行程序?qū)嵤┳詣?dòng)化規(guī)劃與劃分，當(dāng)分布系統(tǒng)并中存儲(chǔ)扥文件和數(shù)據(jù)資源需要定期進(jìn)行更新時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部依據(jù)自動(dòng)化管理的基本運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)安裝，保障系統(tǒng)運(yùn)行中數(shù)據(jù)的定期更新。

2.4抗干擾自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)

分布式控制軟件技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，抗干擾技術(shù)也是主要應(yīng)用技術(shù)之一。分布控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)中系統(tǒng)運(yùn)行的電流鍵控制與檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際中對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的傳輸電流結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電流控制與管理，當(dāng)分布式系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)信息技術(shù)傳輸時(shí)，電流傳輸處于相對(duì)穩(wěn)定的定值狀態(tài)，從而進(jìn)一步優(yōu)化不同領(lǐng)域中信息分布管理中，數(shù)據(jù)資源的科學(xué)性管理，精確數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分布式傳輸?shù)男畔⑴R界值的輸入準(zhǔn)確性，避免網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中，電流應(yīng)用中出現(xiàn)繼電器回流的情況發(fā)生，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)造成不利的影響，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜合性應(yīng)用，從而進(jìn)一步提高了分布控制管理系統(tǒng)的資源管理與數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的管理結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步完善。

2.5程序語(yǔ)言下自動(dòng)處理技術(shù)

分布式控制軟件技術(shù)在實(shí)際生活生產(chǎn)中的應(yīng)用，也為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序的應(yīng)用提供了新的發(fā)展空間，從而進(jìn)一步推進(jìn)分布式控制軟件技術(shù)自動(dòng)化控制應(yīng)用手段的科學(xué)性發(fā)展。例如：程序語(yǔ)言下自動(dòng)處理技術(shù)對(duì)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)分布控制系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)sql語(yǔ)句執(zhí)行運(yùn)行命令，當(dāng)人機(jī)接觸系統(tǒng)接收到運(yùn)行數(shù)據(jù)語(yǔ)句時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行輸入的運(yùn)行程序，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行命令存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，處理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化處理，達(dá)到整體程序的協(xié)調(diào)運(yùn)行，從而完善分布式控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用操作能力。

3結(jié)論

分布式控制軟件技術(shù)是我國(guó)技術(shù)發(fā)展中技術(shù)應(yīng)用科學(xué)化手段，結(jié)合分布式控制技術(shù)系統(tǒng)的科學(xué)性分析，對(duì)分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，把握分布式技術(shù)應(yīng)用的基本特征和實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的分析，實(shí)現(xiàn)我國(guó)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用手段的逐步創(chuàng)新發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]董麗,李京華,王克宏.基于CORBA的Web計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的研究[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào),2015,40(09):82-85.

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關(guān)鍵詞：樓宇自動(dòng)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN830.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是智能建筑的重要組成部分，其任務(wù)是對(duì)建筑物內(nèi)的電力、照明、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、保安、車(chē)庫(kù)管理等設(shè)備或系統(tǒng)以集中監(jiān)視、控制和管理為目的，以提供一個(gè)既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適宜人的工作或居住環(huán)境。

一、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的組成

樓宇建筑通常包括暖通空調(diào)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統(tǒng)，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)由以上系統(tǒng)的場(chǎng)控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)和管理計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)被有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，組成分級(jí)分布控制系統(tǒng)，它是運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)測(cè)量及控制技術(shù)，對(duì)以上子系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制和統(tǒng)一管理。

二、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的原理

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)采用的是分布式控制系統(tǒng)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即用分布在現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備處的微型計(jì)算機(jī)控制裝置完成被控設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制任務(wù)，克服了計(jì)算機(jī)集中控制帶來(lái)的危險(xiǎn)性高度集中的不足和常規(guī)儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計(jì)算機(jī)具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強(qiáng)的數(shù)字通信功能，能完成集中操作、顯示、報(bào)警、打印與優(yōu)化控制等任務(wù)，避免了常規(guī)儀表控制分散后人機(jī)聯(lián)系困難、無(wú)法統(tǒng)一管理的缺點(diǎn)，保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。

2.1分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是分布式控制系統(tǒng)的支柱。整個(gè)分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)等都是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的“節(jié)點(diǎn)”，都含有CPU和網(wǎng)絡(luò)接口，它們都有自己特定的網(wǎng)絡(luò)地址，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)處于平等地位，既能共享資源，又不相互依賴(lài)，形成既有統(tǒng)一指揮，又使危險(xiǎn)分散的功能結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)區(qū)具有極大的伸縮性，可擴(kuò)性很強(qiáng)，可以滿足分布式控制系統(tǒng)擴(kuò)充與升級(jí)的需要，十分靈活、方便。

2.2分布式控制系統(tǒng)的進(jìn)一步分散化

(1)LonWorks技術(shù)，LonWorks是一種完全分布式控制的局部操作網(wǎng)技術(shù)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由神經(jīng)元芯片、收發(fā)器、固件和I／O接口電路組成。神經(jīng)元芯片是這種智能節(jié)點(diǎn)的核心，它由媒體訪問(wèn)控制處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和應(yīng)用處理器組成，這就使得節(jié)點(diǎn)既能管理網(wǎng)絡(luò)通信，又具有控制功能。

(2)傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)控制站這一級(jí)依然是一個(gè)集中式結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在的分布式控制系統(tǒng)是在原有分布式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的新系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)LAN為原有的分布式控制系統(tǒng)，使用BACnet協(xié)議，以利于實(shí)現(xiàn)多種供應(yīng)商的不同類(lèi)型的子系統(tǒng)之間的通信信息交換，把具有控制功能的各個(gè)島連成一個(gè)整體。新增的LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線使用LonTalk協(xié)議，把控制功能進(jìn)一步分散到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)儀表，標(biāo)準(zhǔn)LAN與現(xiàn)場(chǎng)總線之間的路由器相聯(lián)。這樣BACnet和LonMark兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)互相補(bǔ)充，互為依托，構(gòu)成一個(gè)完全分散的、真正開(kāi)放的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)。

三、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件、軟件的配置

1、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件主要由下列幾部分組成：

(1)建筑物監(jiān)視系統(tǒng)：提供一個(gè)以windows環(huán)境下的人機(jī)交互界面，為工程師提供應(yīng)用程序的編制平臺(tái)，為操作人員提供直觀和快捷的操作界面。中央管理機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)系統(tǒng)的集中監(jiān)測(cè)、管理與最優(yōu)控制。

(2)建筑物控制系統(tǒng)：對(duì)所需的模擬量輸入/輸出和數(shù)字量輸入/輸出進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和控制。

(3)建筑物防火及保安系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)出入控制，保安監(jiān)視和控制，集成攝像控制，火災(zāi)報(bào)警等功能。

2、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)軟件的配置有：

(1)身份鑒別軟件：只有操作員身份密碼，才能行使操作員職責(zé)范圍內(nèi)的指令。

(2)常規(guī)記錄軟件：負(fù)責(zé)常規(guī)記錄資料的處理、顯示、打印。

(3)節(jié)能控制軟件：根據(jù)室外的溫度相對(duì)濕度，充分發(fā)揮自然潛力，控制空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行、節(jié)約能源。

(4)運(yùn)行時(shí)間累計(jì)、維修記錄軟件：在設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，這是供預(yù)防性維修保養(yǎng)用的。

(5)故障報(bào)告軟件：負(fù)責(zé)設(shè)備的故障報(bào)警，以及故障的顯示和打印記錄。

(6)最大負(fù)荷限制軟件：當(dāng)實(shí)際負(fù)荷超過(guò)額定的極限值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)切除預(yù)定可以切斷的負(fù)荷，減少電費(fèi)的開(kāi)支。

四、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)如下主要功能：

1、中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控管理

(1)監(jiān)視控制整個(gè)大廈的空調(diào)系統(tǒng)（包括：風(fēng)機(jī)盤(pán)管控制、冷熱水泵旁通控制、冷卻水塔進(jìn)水控制等；

(2)通過(guò)冷凍水的供/回水溫度和流量測(cè)量、自動(dòng)計(jì)算出空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷，并在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的CRT上顯示；

(3)根據(jù)實(shí)際的冷負(fù)荷通過(guò)空調(diào)冷凍水機(jī)組帶的群控裝置來(lái)決定冷凍水機(jī)組的啟停數(shù)，以達(dá)到最佳的節(jié)能效果；

(4)測(cè)量并自動(dòng)控制冷凍水系統(tǒng)供/回水總管的差壓，維持系統(tǒng)要求的差壓值。

2、給排水系統(tǒng)的監(jiān)控管理

(1)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)將監(jiān)控給排水系統(tǒng)的所有水泵的運(yùn)行狀態(tài)；

(2)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)將對(duì)給排水系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、狀態(tài)、水量、壓力值進(jìn)行記錄；

(3)當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)通過(guò)聯(lián)鎖控制備用泵自動(dòng)投入運(yùn)行；

(4)監(jiān)控給排水系統(tǒng)的如下設(shè)備：生活給水泵、消防給水泵、自動(dòng)噴淋泵、穩(wěn)壓水泵、排污泵、屋頂水池、地下水池、污水池、給排水監(jiān)控系統(tǒng)。

3、供配電監(jiān)控系統(tǒng)

變配電系統(tǒng)正常運(yùn)行，可靠供電是智能大廈安全使用的保證。因此，智能大廈的控制中心要控制、監(jiān)視、記錄供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，主要包括：

(1)高壓系統(tǒng)：進(jìn)線與蹭聯(lián)絡(luò)斷路器狀態(tài)控制監(jiān)測(cè)、電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、變壓器溫度及故障狀態(tài)顯示與報(bào)警；

(2)低壓系統(tǒng)：進(jìn)線與聯(lián)絡(luò)斷路器狀態(tài)控制監(jiān)測(cè)、電壓、電流、功率因數(shù)、重要輸出支路斷路狀態(tài)監(jiān)控、故障情況顯示、報(bào)警；

(3)直流系統(tǒng)：交流電源主進(jìn)線斷路器控制、直流輸出、電壓、電流及故障狀態(tài)顯示報(bào)警；

(4)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)：發(fā)電機(jī)啟動(dòng)、供電、主斷路器狀態(tài)、電壓、電流、頻率、轉(zhuǎn)速、油箱位高低、水溫等顯示、故障報(bào)警、斷路器狀態(tài)控制；

(5)照明系統(tǒng)：根據(jù)大廈內(nèi)的使用功能、分成不同的區(qū)域照明，如辦公室照明、走廊照明、大廈立面照明、航空障礙燈照明、室外環(huán)境照明等，按照時(shí)間順序及使用需要，由中央監(jiān)控系統(tǒng)控制開(kāi)、關(guān)狀態(tài)，故障顯示。

4、保安自動(dòng)化系統(tǒng)，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)將監(jiān)控保安系統(tǒng)的如下設(shè)備：門(mén)禁系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)。

篇3

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化控制；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；應(yīng)用路徑；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X(2015)10(a)-0132-02

作者簡(jiǎn)介：吳高杰（1991,4—）,男，江蘇江陰人，本科，學(xué)員，研究方向：計(jì)算機(jī)控制其他機(jī)器工作

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，工業(yè)企業(yè)面臨著巨大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，因此，對(duì)于工業(yè)制造企業(yè)而言，如何在確保產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，最大限度提高企業(yè)生產(chǎn)效率，已經(jīng)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(jīng)成為了行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，而計(jì)算機(jī)控制技術(shù)則在其中發(fā)揮著重要的作用，NC、PLC等先進(jìn)技術(shù)的使用成為了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用的鍵，其自身的發(fā)展也逐漸向著精密化、靈活化、開(kāi)放化的方向發(fā)展。

1工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)概述

石油、石化、建材、冶金等都屬于工業(yè)生產(chǎn)，它所涵蓋的范圍廣泛，可以是指一臺(tái)生產(chǎn)的設(shè)備或是一條生產(chǎn)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(dòng)化技術(shù)指的是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，它強(qiáng)調(diào)的是在綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子設(shè)備、控制理論以及相關(guān)的儀器儀表的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)制造全過(guò)程的動(dòng)態(tài)化、智能化監(jiān)測(cè)和控制。在這個(gè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、生產(chǎn)資料的合理配置，并為決策者的決策行動(dòng)提供參考，其最終目的是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)消耗和成本，減少對(duì)環(huán)境的污染?？傮w而言，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)包含了三個(gè)部分，分別是硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和系統(tǒng)技術(shù)。硬件系統(tǒng)中包含了各項(xiàng)控制設(shè)備和儀器，以及執(zhí)行命令的執(zhí)行器等。系統(tǒng)技術(shù)則包含了各項(xiàng)集成技術(shù)，具體包括硬件集成技術(shù)、軟件集成技術(shù)、軟件和硬件集成技術(shù)等。而各類(lèi)軟件則屬于軟件系統(tǒng)，在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，包括了管理軟件、控制軟件和測(cè)量軟件等。這三個(gè)部分的內(nèi)司其職，又相互配合，共同實(shí)現(xiàn)了工業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)和控制。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造行業(yè)，對(duì)提高企業(yè)員工素質(zhì)、提高企業(yè)生產(chǎn)制造能力具有重要意義，同時(shí)，這也是優(yōu)化工業(yè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，避免“三高”的重要舉措。

2計(jì)算機(jī)控制技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)質(zhì)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的一項(xiàng)技術(shù)，其主要的目標(biāo)是采集和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)，并以計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)為依托，利用相應(yīng)的控制軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。換而言之，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由軟件控制算法、硬件系統(tǒng)和上位機(jī)操控軟件三個(gè)部分構(gòu)成。在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)擁有高速的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理能力，因此被運(yùn)用于各項(xiàng)命令的執(zhí)行，通過(guò)對(duì)被控對(duì)象的控制，達(dá)到工業(yè)自動(dòng)化控制的目的。事實(shí)上，從很大程度上來(lái)說(shuō)，對(duì)計(jì)算機(jī)的控制也需要借助一些輔助部件。上位機(jī)操控軟件的主要作用是現(xiàn)人機(jī)的交互，其最大的作用在于實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的輸入和輸出，同時(shí)承擔(dān)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建的任務(wù)，以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制，在發(fā)現(xiàn)異常狀況時(shí)能夠發(fā)出警報(bào)。在輔助工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要進(jìn)行經(jīng)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(wú)線通訊兩種方式?？偠灾?，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的要目的一方面在于實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的控制；另一方面是實(shí)現(xiàn)控對(duì)象的優(yōu)化。

3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理

硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩個(gè)重要組成部分，要想實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制功能，需要采取專(zhuān)門(mén)的數(shù)字、模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備。在實(shí)際工業(yè)自動(dòng)化控制過(guò)程中，通常會(huì)采用實(shí)時(shí)控制方式，大多數(shù)控制過(guò)程計(jì)算機(jī)運(yùn)行的可靠性要求較高，但是對(duì)其運(yùn)算速度并無(wú)硬性要求，只強(qiáng)調(diào)其必須能夠響應(yīng)及時(shí)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制的工作原理主要分為三個(gè)步驟：第一，數(shù)據(jù)采集。通過(guò)對(duì)被控制目標(biāo)的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，隨后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至工業(yè)自動(dòng)化控制計(jì)算機(jī)中。第二，實(shí)時(shí)決策。通過(guò)計(jì)算機(jī)中的特定軟件，對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算和分析，根據(jù)預(yù)定的控制規(guī)則，執(zhí)行下一步控制計(jì)劃。第三，完成控制任務(wù)。計(jì)算機(jī)所做出的決策會(huì)發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)以控制信號(hào)為依據(jù)，對(duì)相關(guān)任務(wù)進(jìn)行分配，并執(zhí)行相關(guān)的控制動(dòng)作，完成自動(dòng)化控制的任務(wù)。在實(shí)際控制工作中，三個(gè)控制過(guò)程不斷重復(fù)循環(huán)，確保系統(tǒng)能夠按照相應(yīng)的要求進(jìn)行工作，且能夠處理一些設(shè)備自身和控制對(duì)象的異常情況。

4工業(yè)自動(dòng)化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)用

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)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(jì)算機(jī)傳感器等五個(gè)方面進(jìn)行分析。

4.1數(shù)字控制

數(shù)字控制（NC）是自動(dòng)化方法的一種，指的是借助符號(hào)和數(shù)字等對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行編程控制，因此，也簡(jiǎn)稱(chēng)為“數(shù)控”。要實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，需借助專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，將操作命令以數(shù)字的狀態(tài)發(fā)送給設(shè)備，使得設(shè)備能夠依據(jù)原先設(shè)計(jì)好的程序運(yùn)行。在數(shù)字控制系統(tǒng)中軟件技術(shù)是核心和關(guān)鍵所在，對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化控制具有重要影響，良好的數(shù)字控制技術(shù)是提高設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行能力的重點(diǎn)。在診斷設(shè)備故障和設(shè)備維修的過(guò)程中，數(shù)字控制能夠診斷出AI故障，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控。另外，通過(guò)已建立的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，還可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)，修復(fù)相關(guān)故障，并在漏洞擴(kuò)大之前實(shí)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(zhì)上而言是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，其主要是為工業(yè)生產(chǎn)而專(zhuān)門(mén)研發(fā)的。數(shù)字運(yùn)算操作是其基礎(chǔ)性工作，而編程存儲(chǔ)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(guò)這種數(shù)字或模型的輸入和輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制?？删幊踢壿嬁刂破髟诒贿\(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)制造后，其工作內(nèi)容也被分為個(gè)部分，主要是數(shù)據(jù)采集和輸入、命令程序的執(zhí)行、結(jié)果的輸出和刷新，這三部分的工作內(nèi)容共同形成了一個(gè)掃描周期?？删幊踢壿嬁刂破鞴I(yè)自動(dòng)化控制中的使用較為廣泛，歸根結(jié)底是因?yàn)槠渥陨碓谛阅芊矫鎿碛兄T多優(yōu)勢(shì)。首先，它具有使用便捷、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。其次，它的功能較為強(qiáng)大，設(shè)施設(shè)備齊全，表現(xiàn)出良好的性?xún)r(jià)比。再次，它的運(yùn)行可靠性高，能夠適應(yīng)各種不同的生產(chǎn)制造環(huán)境，且抗干擾能力強(qiáng)。最后，它具有維護(hù)和檢修方便的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)程序的在線修改。

4.3分布式控制系統(tǒng)

工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中分布式控制系統(tǒng)從本質(zhì)和功能上來(lái)講，就是一個(gè)中型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。這個(gè)分布式的控制系統(tǒng)，能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、處理和分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制。這種多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)用是以計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高和微型計(jì)算機(jī)的使用為基礎(chǔ)的，它的出現(xiàn)使得自動(dòng)化技術(shù)中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的使用更加科學(xué)可靠，其出現(xiàn)和發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要工作則是實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)工程中相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，并將分析所得信息反饋給計(jì)算機(jī)，在這個(gè)分析和反饋的過(guò)程中，中央計(jì)算機(jī)只負(fù)責(zé)系統(tǒng)的集中管理和分散控制工作，使得工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)工作的可靠性大大增強(qiáng)。場(chǎng)控器是分布式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通常情況下場(chǎng)控器中包含了I/0部件，通過(guò)該部件分布式控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集和控制、執(zhí)行，再經(jīng)由人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行命令的，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的傳遞。在現(xiàn)場(chǎng)控制器中，又包含了控制回路等，回路控制中的相關(guān)算法預(yù)先存儲(chǔ)于運(yùn)行內(nèi)存中，在實(shí)際操作中，能夠依據(jù)自動(dòng)控制需求，進(jìn)行組態(tài)。

4.4計(jì)算機(jī)傳感器

在工業(yè)自動(dòng)化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)需要依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、軟件技術(shù)和傳感設(shè)備的支持，在這其中傳感設(shè)備發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，它是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制中自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的重要條件。傳感設(shè)備具有數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和精密化的特點(diǎn)，其相關(guān)性能從某種程度上來(lái)說(shuō)決定著工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的產(chǎn)品的品質(zhì)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器的使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集和整理，進(jìn)而獲取設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)的動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)和控制，確保自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)安全，最終達(dá)到提高工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的目的?，F(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)傳感器的使用正處于發(fā)展階段，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，其運(yùn)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(jí)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(dòng)化生產(chǎn)中的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線指的是數(shù)字化通信的檢測(cè)和控制系統(tǒng)，其被廣泛運(yùn)用于工業(yè)自動(dòng)化制造行業(yè)中?，F(xiàn)場(chǎng)總線擁有專(zhuān)門(mén)的處理器，將這個(gè)處理器與測(cè)量控制器連接后，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算和通信的能力。它使用雙絞線作為通信的媒介，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與測(cè)量控制器的多個(gè)對(duì)等連接，自動(dòng)化生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)總線能夠?qū)⒎稚⒌臏y(cè)量控制器變成網(wǎng)絡(luò)探測(cè)的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)式的自動(dòng)控制?，F(xiàn)場(chǎng)總線的使用為自動(dòng)控制設(shè)備和系統(tǒng)之間的信息交互和數(shù)據(jù)分析提供了保障，再通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的異常狀況，并實(shí)現(xiàn)異常狀況的及時(shí)排除，使得工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中信息溝通更加便捷?，F(xiàn)場(chǎng)總線在信息交互、數(shù)據(jù)更新和信息顯示等方面都表現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，因此，在自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的使用是其必然的發(fā)展趨勢(shì)。

5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域使用廣泛，其運(yùn)用涉及到網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制軟件、自動(dòng)控制技術(shù)等。近些年來(lái)，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用水平越來(lái)越高，其科技含量也越來(lái)越高，有效加快了企業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程，其應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）開(kāi)放性特點(diǎn)。相對(duì)而言計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有公開(kāi)性和開(kāi)放性的特點(diǎn)，其開(kāi)放性特點(diǎn)主要表現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)所有設(shè)備和系統(tǒng)的連接，確保各項(xiàng)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在實(shí)際操作中，工業(yè)企業(yè)可根據(jù)自身的實(shí)際需求，選擇接入的系統(tǒng)和設(shè)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(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備能夠相互連接，共同構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)傳遞的系統(tǒng)，因此，在這個(gè)系統(tǒng)中各項(xiàng)設(shè)備是可以相互替換和代替的。

（3）智能化特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制下的自動(dòng)化系統(tǒng)的總線具有智能化的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線通過(guò)傳感設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的分析和監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化控制，確保其能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)處理系統(tǒng)故障。

（4）精確性高。相對(duì)于一般調(diào)節(jié)器而言，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)具有超強(qiáng)的數(shù)值運(yùn)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(huì)受到元件老化、噪音等因素的影響。

6結(jié)語(yǔ)

總之，工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，尤其是在這其中還摻雜了許多大型設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)的使用，大大增加了自動(dòng)控制的難度。計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制中的使用，為其提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為其進(jìn)步和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也為企業(yè)進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率提供了可能。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的研究，除了不斷完善現(xiàn)有的技術(shù)之外，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的研發(fā)，使計(jì)算機(jī)控制技術(shù)能夠更好地服務(wù)于工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)，促使我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

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篇4

關(guān)鍵詞：智能建筑；樓宇；自動(dòng)化系統(tǒng)；理論

建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)BAS），是智能建筑的一部分，能對(duì)建筑物內(nèi)的能源使用、環(huán)境、交通及安全設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制等發(fā)揮作用，可以提供安全可靠、節(jié)約能源、舒適宜人的工作或居住環(huán)境。建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)通常包括暖通空調(diào)、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統(tǒng)。它的基本功能有：（1）自動(dòng)監(jiān)視并控制各種機(jī)電設(shè)備的起、停，顯示或打印當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。（2）自動(dòng)檢測(cè)、顯示、打印各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及其變化趨勢(shì)或歷史數(shù)據(jù)。（3）根據(jù)外界條件、環(huán)境因素、負(fù)載變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)各種設(shè)備，使之始終運(yùn)行于最佳狀態(tài)。（4）監(jiān)測(cè)并及時(shí)處理各種意外、突發(fā)事件。（5）實(shí)現(xiàn)對(duì)大樓內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)控制。（6）能源管理：水、電、氣等的計(jì)量收費(fèi)、實(shí)現(xiàn)能源管理自動(dòng)化。（7）設(shè)備管理：包括設(shè)備檔案、設(shè)備運(yùn)行報(bào)表和設(shè)備維修管理等。

一、樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的原理

樓控系統(tǒng)采用的是現(xiàn)代控制理論的集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也稱(chēng)分布式控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)DCS）。它的特征是“集中管理分散控制”，即用分布在現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備處的微型計(jì)算機(jī)控制裝置（DDC）完成被控設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制任務(wù)，克服了計(jì)算機(jī)集中控制帶來(lái)的危險(xiǎn)性高度集中的不足和常規(guī)儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計(jì)算機(jī)具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強(qiáng)的數(shù)字通信功能，能完成集中操作、顯示、報(bào)警、打印與優(yōu)化控制等任務(wù)，避免了常規(guī)儀表控制分散后人機(jī)聯(lián)系困難、無(wú)法統(tǒng)一管理的缺點(diǎn)，保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。

二、分布式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是分布式控制系統(tǒng)的支柱。整個(gè)分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)控制站、數(shù)據(jù)采集站、工程師站、操作員站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)等都是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的“節(jié)點(diǎn)”，都含有CPU和網(wǎng)絡(luò)接口，它們都有自己特定的網(wǎng)絡(luò)地址，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)處于平等地位，既能共享資源，又不相互依賴(lài)，形成既有統(tǒng)一指揮，又使危險(xiǎn)分散的功能結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)區(qū)具有極大的伸縮性，可擴(kuò)性很強(qiáng)，可以滿足分布式控制系統(tǒng)擴(kuò)充與升級(jí)的需要，十分靈活、方便。

第一、控制網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn) 分布式控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)不同于通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，與一般的通信網(wǎng)絡(luò)比較，它有如下特殊要求：①有高可靠性和安全性，要求傳遞的信息絕對(duì)準(zhǔn)確、可靠，為此常采用冗余技術(shù)、后備措施和自診斷功能。如：控制站采用雙CPU板，雙I/0板等。②具有良好的實(shí)時(shí)性。③對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

第二、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)常用的有總線網(wǎng)和環(huán)網(wǎng)，在兩種結(jié)構(gòu)中任意兩節(jié)點(diǎn)通信可直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，各節(jié)點(diǎn)處于平等地位。

第三、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 組成建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，必須有一種大家都能接受并且共同遵守的工作語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)相互之間的對(duì)話，這就是數(shù)據(jù)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

三、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用——分布式控制系統(tǒng)的進(jìn)一步分散化

第一、現(xiàn)場(chǎng)總線概況 現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。不同的現(xiàn)場(chǎng)總線遵循的協(xié)議不同，接口標(biāo)準(zhǔn)不同，各具特色?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有如下一些特點(diǎn)：1、以數(shù)字信號(hào)取代4-20mA的模擬信號(hào)，極大地提高了信號(hào)轉(zhuǎn)換的精度和可靠性，因此現(xiàn)場(chǎng)總線具有很高的性能價(jià)格比。2、現(xiàn)場(chǎng)總線把處于設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表（智能傳感器、智能執(zhí)行器）連成網(wǎng)絡(luò)，使控制、報(bào)警、趨勢(shì)分析等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)儀表，使控制結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分散化，導(dǎo)致控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的變化。3、符合同一現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的不同廠家的儀表、裝置可以聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)互操作，不同標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)網(wǎng)關(guān)或路由器也可互聯(lián)，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放式系統(tǒng)。

第二、分布式控制系統(tǒng)的進(jìn)一步分散化

傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)控制站這一級(jí)依然是一個(gè)集中式結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在的分布式控制系統(tǒng)是在原有分布式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用Lon Works現(xiàn)場(chǎng)總線的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的新系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)LAN為原有的分布式控制系統(tǒng)，使用BAC net協(xié)議，以利于實(shí)現(xiàn)多種供應(yīng)商的不同類(lèi)型的子系統(tǒng)之間的通信信息交換，把具有控制功能的各個(gè)島連成一個(gè)整體。新增的Lon Works現(xiàn)場(chǎng)總線使用Lon Talk協(xié)議，把控制功能進(jìn)一步分散到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)儀表，標(biāo)準(zhǔn)LAN與現(xiàn)場(chǎng)總線之間的路由器相聯(lián)。這樣BAC net和Lon Mark兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)互相補(bǔ)充，互為依托，構(gòu)成一個(gè)完全分散的、真正開(kāi)放的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)。

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展歷史及相關(guān)產(chǎn)品簡(jiǎn)介

四、樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的四代產(chǎn)品

第一代：CCMS中央監(jiān)控系統(tǒng)（20世紀(jì)70年代產(chǎn)品）

BAS從儀表系統(tǒng)發(fā)展成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)和CRT構(gòu)成中央站，打印機(jī)代替了記錄儀表，散設(shè)于建筑物各處的信息采集站DGP（連接著傳感器和執(zhí)行器等設(shè)備）通過(guò)總線與中央站連接在一起組成中央監(jiān)控型自動(dòng)化系統(tǒng)。DGP分站的功能只是上傳現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息，下達(dá)中央站的控制命令。一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)操縱著整個(gè)系統(tǒng)的工作。中央站采集各分站信息，作出決策，完成全部設(shè)備的控制，中央站根據(jù)采集的信息和能量計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)完成節(jié)能控制和調(diào)節(jié)。

第二代：DCS集散控制系統(tǒng)（20世紀(jì)80年代產(chǎn)品）

隨著微處理機(jī)技術(shù)的發(fā)展和成本降低，DGP分站安裝了CPU，發(fā)展成直接數(shù)字控制器DDC。配有微處理機(jī)芯片的DDC分站，可以獨(dú)立完成所有控制工作，具有完善的控制、顯示功能，進(jìn)行節(jié)能管理，可以連接打印機(jī)、安裝人機(jī)接口等。BAS由4級(jí)組成，分別是現(xiàn)場(chǎng)、分站、中央站、管理系統(tǒng)。集散系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是只有中央站和分站兩類(lèi)接點(diǎn)，中央站完成監(jiān)視，分站完成控制，分站完全自治，與中央站無(wú)關(guān)，保證了系統(tǒng)的可靠性。

第三代：開(kāi)放式集散系統(tǒng)（20世紀(jì)90年代產(chǎn)品）

隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，DDC分站連接傳感器、執(zhí)行器的輸人輸出模塊，應(yīng)用LON現(xiàn)場(chǎng)總線，從分內(nèi)部走向設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，形成分布式輸入輸出現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)層，從而使系統(tǒng)的配置更加靈活，由于Lon Works技術(shù)的開(kāi)放性，也使分站具有了一定程度的開(kāi)放規(guī)模。BAS控制網(wǎng)絡(luò)就形成了3層結(jié)構(gòu)，分別是管理層（中央站）、自動(dòng)化層（DDC分站）和現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)層（LON）。

第四代：網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)（21世紀(jì)產(chǎn)品）

隨著企業(yè)網(wǎng)Intranet建立，建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)必然采用Web技術(shù)，并力求在企業(yè)網(wǎng)中占據(jù)重要位置，BAS中央站嵌入Web服務(wù)器，融合Web功能，以網(wǎng)頁(yè)形式為工作模式，使BAS與Intranet成為一體系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)（EDI）是采用Web技術(shù)的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，它有一組包含保安系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)和防火系統(tǒng)的管理軟件。

EBI系統(tǒng)從不同層次的需要出發(fā)提供各種完善的開(kāi)放技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)層次的集成，從現(xiàn)場(chǎng)層、自動(dòng)化層到管理層。EBI系統(tǒng)完成了管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的一體化。網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖7所示。

目前，規(guī)模和影響較大的樓宇設(shè)備供應(yīng)公司有美國(guó)霍尼維爾公司、江森公司、KMC公司、德國(guó)西門(mén)子公司等。

總之，樓宇自動(dòng)化控制技術(shù)在我國(guó)還是一個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域，隨著更多智能建筑的出現(xiàn)，將有更加先進(jìn)的技術(shù)補(bǔ)充到這一領(lǐng)域中，使這一技術(shù)更加成熟、完善。

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篇5

1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴(lài)于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

1.2 智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類(lèi)似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來(lái)極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地。

1.3 模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品。

1.4 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

1.5 人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來(lái)愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來(lái)說(shuō)還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。

1.6 微型化

微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electronic Mechanical Systems，簡(jiǎn)稱(chēng)MEMS）是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針，1988年美國(guó)加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺(jué)傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器人等）。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

2.1 智能化控制技術(shù)（IC）

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車(chē)間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼―――連鑄―――軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

2.2 分布式控制系統(tǒng)（DCS）

分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來(lái)越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測(cè)、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性。是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2.3 開(kāi)放式控制系統(tǒng)（OCS）

開(kāi)放控制系統(tǒng)（Open Control System）是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念?！伴_(kāi)放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開(kāi)放控制系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。

2.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過(guò)程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程全局和過(guò)程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過(guò)程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來(lái)鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫(kù)存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)（FBT）

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)（Fied Bus Technology）是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)（如4～20mA，DC直流傳輸）就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接導(dǎo)線?，F(xiàn)場(chǎng)總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場(chǎng)總線化檢測(cè)儀表、現(xiàn)場(chǎng)總線化PLC（Programmable Logic Controller）和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展。

篇6

【關(guān)鍵詞】綜采；液壓支架；自動(dòng)化

液壓支架是煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面的支護(hù)設(shè)備，是綜采的關(guān)鍵設(shè)備。隨著近年來(lái)電子計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，采煤技術(shù)設(shè)備的自動(dòng)化也日趨成熟，液壓支架的電液控制也隨之發(fā)展起來(lái)。液壓支架電液控制系統(tǒng)是目前液壓支架最先進(jìn)的控制方式，是集機(jī)械、液壓、電子、計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)于一身，技術(shù)含量高、難度大，應(yīng)用于煤礦井下的一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)品。液壓支架電液控制系統(tǒng)不但可以自動(dòng)控制液壓支架的動(dòng)作，而且可以實(shí)現(xiàn)鄰架或遠(yuǎn)程控制液壓支架，此外還可以對(duì)工作面液壓支架進(jìn)行監(jiān)控，使液壓支架與其他采煤設(shè)備相配合，實(shí)現(xiàn)高效采煤。

1 系統(tǒng)原理

計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)大多數(shù)為主從結(jié)構(gòu)。如果系統(tǒng)中的子控機(jī)沒(méi)有相互控制和相互通信的要求，采用主從通信結(jié)構(gòu)是合理的。但是如果有要求，采用主從通信結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)雖然也能實(shí)現(xiàn)子控機(jī)之間相互控制和相互通信，但并不是子控機(jī)之間直接通信的，而是通過(guò)與主控機(jī)之間間接通信實(shí)現(xiàn)的，主控機(jī)起到通信“二傳手”的作用。顯然，與子控機(jī)之間能直接通信的控制系統(tǒng)相比，其響應(yīng)速度至少慢了一半，勢(shì)必影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，采用主從通信結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)要求子控機(jī)之間能夠相互控制和相互通信的計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng)是不合理的。根據(jù)液壓支架在綜采工作面中的實(shí)際工況以及液壓支架之間相互控制的要求，采用CAN總線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了多節(jié)點(diǎn)互控型的液壓支架計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng)，綜采工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)原理見(jiàn)圖1，每架液壓支架由一臺(tái)子控機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和控制，構(gòu)成一個(gè)電液控制子系統(tǒng)，主控機(jī)和所有子控機(jī)的串行通信接口均掛接在單根通信總線CAN總線上，構(gòu)成刨煤機(jī)綜采工作面液壓支架計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng)。

圖1 刨煤機(jī)綜采工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)原理圖

2 硬件設(shè)計(jì)

圖2 子控機(jī)的硬件組成圖

如圖2所示，系統(tǒng)中所有的子控機(jī)的硬件組成都一致，由單片機(jī)擴(kuò)展控制通道，信號(hào)檢測(cè)通道，通訊接口，顯示器，鍵盤(pán)以及聲光報(bào)警裝置構(gòu)成。系統(tǒng)中，支架油缸的壓力和位移通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，單片機(jī)接收這些信號(hào)數(shù)據(jù)，進(jìn)行編譯，在通過(guò)控制通道將控制命令發(fā)送給油缸。通過(guò)操作外接的輸入系統(tǒng)（鍵盤(pán)）可以向本支路的液壓支架發(fā)送控制命令，也可以通過(guò)通訊接口向其他的液壓支架發(fā)送控制命令。同時(shí)，在對(duì)支架控制后，若支架油缸運(yùn)動(dòng)不到位，聲光報(bào)警裝置將會(huì)發(fā)送故障警報(bào)，顯示器顯示故障詳細(xì)信息，工作人員可以通過(guò)故障信息進(jìn)行維護(hù)處理。

3 系統(tǒng)通信

本系統(tǒng)采用CAN總線通信，CAN總線技術(shù)屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的范疇，原由德國(guó)博世公司設(shè)計(jì)的一種串行通信網(wǎng)絡(luò)，它能在強(qiáng)電磁干擾等環(huán)境下可靠工作。它有以下特點(diǎn)：

（1）多主站總線?？偩€上任何節(jié)點(diǎn)支路都可以在任何時(shí)刻向網(wǎng)絡(luò)上其他的節(jié)點(diǎn)支路發(fā)送控制信號(hào)。

（2）采用了獨(dú)特的非破壞性總線仲裁技術(shù)，能自動(dòng)優(yōu)先分配資源給優(yōu)先級(jí)別高的節(jié)點(diǎn)，優(yōu)先高的節(jié)點(diǎn)能先傳送數(shù)據(jù)，滿足了實(shí)時(shí)性的要求。

（3）在線上任何點(diǎn)都能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或者全局廣播傳送數(shù)據(jù)。

（4）總線上的每幀有效字?jǐn)?shù)最多為8個(gè)，具有校檢措施，使錯(cuò)誤率降的很低。若某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤，能自動(dòng)的從總線上脫離，保證總線上其他支線的正常工作。

（5）CAN總線構(gòu)造簡(jiǎn)單，只存在兩根導(dǎo)線，在系統(tǒng)需要擴(kuò)充時(shí)，只需要將新的節(jié)點(diǎn)掛接總線即可，具有優(yōu)良的可擴(kuò)充性。

（6）線路衰減低，傳輸速度快。CAN具有超過(guò)10kM的直接通信距離，速率最高能達(dá)到1Mb每秒。由于具有以上種種優(yōu)異的性能，它是這類(lèi)分布式控制系統(tǒng)的最佳總線。在系統(tǒng)中，所有分散的子控機(jī)與主控機(jī)一起連接在CAN上，所有的子控機(jī)支路均為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)CAN總線這條紐帶聯(lián)系在一起，成為一個(gè)可以相互溝通通信的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的相互控制。

節(jié)點(diǎn)為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的中間站，它能接受和發(fā)送信息，在系統(tǒng)的CAN線上存在2種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)：一為不帶微處理器的非智能節(jié)點(diǎn)，另一為具備智能微處理器的智能節(jié)點(diǎn)。如芯片P82C150能夠成一個(gè)非智能節(jié)點(diǎn)，它只具備數(shù)字和模擬信號(hào)采集功能。智能節(jié)點(diǎn)由微處理器和可編程的CAN控制芯片組成。一般智能節(jié)點(diǎn)分為2類(lèi)：一種是將芯片P8Xc591的這種節(jié)點(diǎn)與CAN控制器集成在微處理器中；另一種是通過(guò)獨(dú)立的通信控制芯片和單片機(jī)接口組成。第一種芯片的可靠性高，功能也較為強(qiáng)大，可是成本較高，需要使用專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)。第二種則能通過(guò)通用的單片機(jī)仿真器實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，具有成本低，實(shí)現(xiàn)容易，使用操作靈活的特點(diǎn)。所以，文中所述系統(tǒng)采用的是第二種節(jié)點(diǎn)方案。CAN總線的節(jié)點(diǎn)硬件原理圖如下圖3所示。

圖3 CAN 總線節(jié)點(diǎn)硬件原理圖

從圖中可以看出，整個(gè)系統(tǒng)電路由微控制器單片機(jī)、獨(dú)立CAN通信控制器SJA1000、CAN總線驅(qū)動(dòng)器PCA82C250、高速光電耦合器6N137四部分構(gòu)成。節(jié)點(diǎn)的核心為單片機(jī)，它不僅完成節(jié)點(diǎn)前段的控制，還負(fù)責(zé)CAN通信控制器SJA1000的設(shè)置和報(bào)文的收發(fā)。獨(dú)立CAN通信控制器SJA1000負(fù)責(zé)完成CAN協(xié)議的物理層及數(shù)據(jù)層的主要功能?？紤]到工作環(huán)境，系統(tǒng)中SJA1000和PCA82C250并不是直接相連，而是采用高速光耦6N137與PCA82C250相連，這樣隔離了SJA1000和PCA82C250，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的電器隔離，增強(qiáng)了CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力。

4 系統(tǒng)的主要功能

子控機(jī)與液壓支架是一一對(duì)應(yīng)的，它的主要工作是：接受支架的壓力、動(dòng)作和開(kāi)關(guān)位置的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并編譯數(shù)據(jù)，進(jìn)而向支架發(fā)送控制命令。它實(shí)現(xiàn)了：①對(duì)應(yīng)支架的升、降、移動(dòng)動(dòng)作和推進(jìn)量的控制；②自動(dòng)控制左右各5臺(tái)相鄰的支架的動(dòng)作；③能將支架編組移動(dòng)和推進(jìn)；④能緊急停車(chē)；⑤能顯示立柱壓力數(shù)據(jù)集推移行程數(shù)據(jù)等；⑥能由人工控制鄰架自動(dòng)排序。

5 結(jié)論

本文主要介紹了綜采工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成了系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖、子控機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及其子控機(jī)和主控機(jī)的主要功能，最后對(duì)系統(tǒng)通信和功能進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，下一步將進(jìn)一步完善本系統(tǒng)，為我國(guó)的煤炭事業(yè)作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

篇7

【關(guān)鍵詞】工業(yè)；自動(dòng)化；技術(shù)

一、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)介

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其他信息技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的綜合性高技術(shù)，包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，不管是高速大批量制造企業(yè)，還是追求靈活、柔性和定制化企業(yè)，都依靠應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。該技術(shù)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程起著明顯的提升作用是：

1、提高生產(chǎn)過(guò)程的安全性；

2、提高生產(chǎn)效率；

3、提高產(chǎn)品質(zhì)量；

4、減少生產(chǎn)過(guò)程的原材料、能源損耗。

據(jù)國(guó)際權(quán)威咨詢(xún)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)投入和企業(yè)效益方面提升產(chǎn)出比約1：4至1：6之間。特別在資金密集型企業(yè)中，自動(dòng)化系統(tǒng)占設(shè)備總投資10%以下，就能起到“四兩撥千金”的作用。

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品種類(lèi)有：

1、可編程序控制器（PLC）：按功能及規(guī)?？煞譃榇笮蚉LC（輸入輸出點(diǎn)數(shù)>1024），中型PLC（輸入輸出點(diǎn)數(shù)256～1024）及小型PLC（輸入輸出點(diǎn)數(shù)

2、分布式控制系統(tǒng)（DCS）：又稱(chēng)集散控制系統(tǒng)，按功能及規(guī)模亦可分為多級(jí)分層分布式控制系統(tǒng)、中小型分布式控制系統(tǒng)、兩級(jí)分布式控制系統(tǒng)。

3、工業(yè)PC機(jī)：能適合工業(yè)惡劣環(huán)境的PC機(jī)，配有各種過(guò)程輸入輸出接口板組成工控機(jī)。近年又出現(xiàn)了PCI總線工控機(jī)。

4、嵌入式計(jì)算機(jī)及OEM產(chǎn)品，包括PID調(diào)節(jié)器及控制器

5、機(jī)電設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)（CNC，F(xiàn)MS，CAM）

6、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）

近年來(lái)，隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交互溝通的領(lǐng)域正迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到控制、管理各個(gè)層次。工業(yè)自控系統(tǒng)和儀表儀器技術(shù)進(jìn)步很快呈微型化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化等特點(diǎn)。

二、工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)現(xiàn)狀

從產(chǎn)品市場(chǎng)來(lái)看：DCS、軟件類(lèi)、儀器儀表類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)總體表現(xiàn)出同比穩(wěn)中有升，增幅均小于8%。項(xiàng)目型市場(chǎng)需求平穩(wěn)，受市場(chǎng)波動(dòng)影響相對(duì)滯后等因素導(dǎo)致項(xiàng)目型自動(dòng)化市場(chǎng)相對(duì)較為平穩(wěn)。其它自動(dòng)化產(chǎn)品均出現(xiàn)不同程度同比萎縮或持平，直接原因是源自O(shè)EM市場(chǎng)的需求萎縮。其中小型自動(dòng)化產(chǎn)品（例如小型PLC）萎縮較為嚴(yán)重，渠道商端資金流壓力依然嚴(yán)峻。全國(guó)機(jī)床工具行業(yè)發(fā)展出現(xiàn)大幅下滑的態(tài)勢(shì)。全國(guó)工程機(jī)械行業(yè)同比，環(huán)比均有所下降。其中風(fēng)電行業(yè)萎縮嚴(yán)重，自動(dòng)化整體需求影響較大。在這樣的市場(chǎng)背景下。預(yù)計(jì)，中國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)增幅將放緩。中國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)除了受經(jīng)濟(jì)過(guò)熱、銀根緊縮、產(chǎn)能過(guò)剩、投資放緩、出口萎靡和內(nèi)需乏力等主要因素影響外，還由于我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)還多處于基礎(chǔ)自動(dòng)化或過(guò)程自動(dòng)化階段，其最顯著的特點(diǎn)就是功能比較單一、對(duì)人依賴(lài)性也較強(qiáng)。而且，我國(guó)的自動(dòng)化產(chǎn)品仍多以國(guó)外產(chǎn)品為主，如德國(guó)西門(mén)子公司、日本歐姆龍、三菱、美國(guó)通用電氣、羅克韋爾等公司的產(chǎn)品，由于我國(guó)自動(dòng)化行業(yè)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各公司產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不同品牌自動(dòng)化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)整合問(wèn)題成為行業(yè)的一大難題。并且，傳統(tǒng)儀器儀表，技術(shù)陳舊，跟不上時(shí)代步伐。傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)已無(wú)法跟上計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展步伐。急需我們對(duì)這些自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行更新改造，使其得到飛速發(fā)展。

三、國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的轉(zhuǎn)變

自上世紀(jì)70年代初，在自動(dòng)化剛剛開(kāi)始被人們接受的時(shí)候，控制系統(tǒng)、儀器和企業(yè)系統(tǒng)整合逐漸成為一種必然選擇?？刂葡到y(tǒng)整合的趨勢(shì)和需求在80年代不斷發(fā)展，在90年代出現(xiàn)了爆發(fā)式增長(zhǎng)。今天，隨著歐美自動(dòng)化服務(wù)市場(chǎng)的擴(kuò)展，對(duì)整個(gè)中國(guó)制造業(yè)也帶來(lái)了革命性的改變。

1、提高工業(yè)體系結(jié)構(gòu)的合理化，應(yīng)用計(jì)算機(jī)先進(jìn)技術(shù)。改革工業(yè)體系結(jié)構(gòu)，務(wù)必以適應(yīng)市場(chǎng)的需求為導(dǎo)向。由模仿向自主創(chuàng)新、由中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變。

2、基于現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)逐漸向以太網(wǎng)過(guò)渡。近幾年，工業(yè)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)已被工業(yè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)廣泛接受。現(xiàn)場(chǎng)總線到工業(yè)以太網(wǎng)可以進(jìn)行平滑過(guò)渡，保護(hù)制造商與用戶自動(dòng)化產(chǎn)品和解決方案問(wèn)題。以PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議為例，該協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程最佳化，直接訪問(wèn)控制和生產(chǎn)級(jí)自動(dòng)化數(shù)據(jù)，提供生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)，滿足不同的應(yīng)用技術(shù)需求。通過(guò)設(shè)備描述和控制器邏輯分配，使用指定的PC工程工具實(shí)現(xiàn)集成，支持將自動(dòng)化功能分散于各個(gè)智能子系統(tǒng)，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可用性，這種能夠不受限制的轉(zhuǎn)移現(xiàn)場(chǎng)總線為工業(yè)以太網(wǎng)通信，能發(fā)揮高動(dòng)態(tài)性能、本地化診斷、無(wú)需設(shè)置設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)組態(tài)等功能。

3、工業(yè)有線自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)向無(wú)線通信技術(shù)轉(zhuǎn)變。工業(yè)無(wú)線技術(shù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)部設(shè)備與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。無(wú)線通信技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳輸速率高性?xún)r(jià)比優(yōu)良、區(qū)域廣泛、抗干擾性強(qiáng)、系統(tǒng)維護(hù)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。是有線通信系統(tǒng)發(fā)展的重要補(bǔ)充，將成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的又一熱潮技術(shù)。

4、工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品集成化、智能化、開(kāi)放性的轉(zhuǎn)變。西門(mén)子在自動(dòng)化領(lǐng)域率先提出“全集成概念”，西門(mén)子全集成自動(dòng)化（TIA）產(chǎn)品能夠幫助所有行業(yè)的客戶在其工廠的全生命周期內(nèi)高效地利用自動(dòng)化系統(tǒng)。自2011年以來(lái)機(jī)器人“大熱”是業(yè)界不可否認(rèn)的事實(shí)。此外，隨著生活水平的提高，不僅工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)巨大，服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)也是不容小覷，未來(lái)市場(chǎng)需求和應(yīng)用前景十分廣闊。加強(qiáng)國(guó)際交流合作更是發(fā)展我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)必不可少的手段。

5、自動(dòng)控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)際上已經(jīng)有幾十家公司，推出了上百種先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件產(chǎn)品，在世界范圍內(nèi)形成了一個(gè)強(qiáng)大的流程工業(yè)應(yīng)用軟件產(chǎn)業(yè)。因此，開(kāi)發(fā)我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件，打破外國(guó)產(chǎn)品的壟斷，替代進(jìn)口，具有十分重要的意義。在未來(lái)，工業(yè)控制軟件將繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開(kāi)放性發(fā)展方向。

四、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)目前還處于相對(duì)落后的水平，已逐漸無(wú)法滿足現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化智能控制的需求。隨著世界高新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化迎來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。我們要緊抓機(jī)遇，勇于迎接挑戰(zhàn)，積極進(jìn)取，開(kāi)拓創(chuàng)新，使我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)達(dá)到國(guó)際一流水平。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬志平.機(jī)械自動(dòng)化的未來(lái)與現(xiàn)狀[M].北京：中國(guó)機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

篇8

自動(dòng)控制（automatic control）是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。

自動(dòng)控制是相對(duì)人工控制概念而言的。指的是在沒(méi)人參與的情況下，利用控制裝置使被控對(duì)象或過(guò)程自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)控制技術(shù)的研究有利于將人類(lèi)從復(fù)雜、危險(xiǎn)、繁瑣的勞動(dòng)環(huán)境中解放出來(lái)并大大提高控制效率。

自動(dòng)控制是工程科學(xué)的一個(gè)分支。它涉及利用反饋原理的對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數(shù)學(xué)的系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)。我們今天稱(chēng)作自動(dòng)控制的是二十世紀(jì)中葉產(chǎn)生的控制論的一個(gè)分支?；A(chǔ)的結(jié)論是由諾伯特?維納，魯?shù)婪?卡爾曼提出的。

舉例：室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)是一個(gè)簡(jiǎn)明易懂的例子。目的是把室內(nèi)溫度保持在一個(gè)定值θ，盡管開(kāi)窗等因素使得室內(nèi)熱量散發(fā)出室外（干擾d）。為了達(dá)到這個(gè)目的，加熱必須被適當(dāng)?shù)挠绊?。通過(guò)閥門(mén)的調(diào)節(jié)，溫度就會(huì)保持恒定。

自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程

150多年前第一代過(guò)程控制體系是基于5-13psi的氣動(dòng)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（氣動(dòng)控制系統(tǒng)PCS，Pneumatic Control System）。簡(jiǎn)單的就地操作模式，控制理論初步形成，尚未有控制室的概念。

第二代過(guò)程控制體系（模擬式或ACS，Analog Control System）是基于0-10mA或4-20mA的電流模擬信號(hào)，這一明顯的進(jìn)步，在整整25年內(nèi)牢牢地統(tǒng)治了整個(gè)自動(dòng)控制領(lǐng)域。它表征了電氣自動(dòng)控制時(shí)代的到來(lái)。控制理論有了重大發(fā)展，三大控制論的確立奠定了現(xiàn)代控制的基礎(chǔ)；控制室的設(shè)立，控制功能分離的模式一直沿用至今。

第三代過(guò)程控制體系（CCS，Computer Control System）.70年代開(kāi)始了數(shù)字計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，人們?cè)跍y(cè)量，模擬和邏輯控制領(lǐng)域率先使用，從而產(chǎn)生了第三代過(guò)程控制體系（CCS，Computer Control System）。這個(gè)被稱(chēng)為第三代過(guò)程控制體系是自動(dòng)控制領(lǐng)域的一次革命，它充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的特長(zhǎng)，于是人們普遍認(rèn)為計(jì)算機(jī)能做好一切事情，自然而然地產(chǎn)生了被稱(chēng)為“集中控制”的中央控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，需要指出的是系統(tǒng)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)依然是大部分沿用4-20mA的模擬信號(hào)，但是時(shí)隔不久人們發(fā)現(xiàn)，隨著控制的集中和可靠性方面的問(wèn)題，失控的危險(xiǎn)也集中了，稍有不慎就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。所以它很快被發(fā)展成分布式控制系統(tǒng)（DCS）。

篇9

[關(guān)鍵詞]電氣工程；自動(dòng)控制技術(shù)；環(huán)境監(jiān)控

1.電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)處理

系統(tǒng)在電氣方面主要通過(guò)設(shè)備接地信號(hào)處理、傳輸信號(hào)屏蔽、選擇合適的抗干擾措施實(shí)現(xiàn)。為了確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠，故障少，操作維護(hù)方便，在設(shè)備選擇時(shí)，選擇經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期檢驗(yàn)證明性能穩(wěn)定可靠的設(shè)備來(lái)適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。系統(tǒng)組態(tài)采用軟件2次開(kāi)發(fā)功能，除動(dòng)態(tài)顯示工作流程外，包括趨勢(shì)圖、棒圖、歷史數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表、打印等功能。易于擴(kuò)充系統(tǒng)保留必要的接口，為廠級(jí)管理、全部過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)必要的接口與界面。實(shí)用性強(qiáng)系統(tǒng)具有自動(dòng)、儀表室內(nèi)手動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)三類(lèi)控制方法。為了保證一次設(shè)備運(yùn)行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設(shè)備為之服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)某項(xiàng)控制功能的若干個(gè)電器組件的組合，稱(chēng)為控制回路或二次回路。

2.自動(dòng)控制技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1快速高效自動(dòng)控制技術(shù)

通過(guò)數(shù)字信息對(duì)相應(yīng)的設(shè)備發(fā)出操作指令，指令即時(shí)到達(dá)且因?yàn)椴煌脑O(shè)備有不同的地址代碼，因而十分精準(zhǔn)，發(fā)生誤操作的概率極低（遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)人工操作）。而自動(dòng)控制技術(shù)還具有良好的交互性能，可以與控制中心進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的反饋，進(jìn)一步保障控制的高速和精確。

2.2便于實(shí)現(xiàn)全過(guò)程全時(shí)段監(jiān)控

城市電氣工程24小時(shí)全天運(yùn)行，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，電氣故障的多發(fā)時(shí)段和多發(fā)地點(diǎn)恰好是管理疏忽或難以到達(dá)的深夜和管理的盲區(qū)，而這些時(shí)段或區(qū)域，傳統(tǒng)管理模式難以實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控。數(shù)字化自動(dòng)控制技術(shù)通過(guò)精密的“采集―處理―反饋”系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)將控制中心的指令及時(shí)地傳遞到系統(tǒng)，并將系統(tǒng)信息及時(shí)反饋給控制中心。自動(dòng)控制技術(shù)通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)和指令系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)高效調(diào)配和控制。

2.3安全性大大提高

電氣工程自身具有一定的危險(xiǎn)性，其自身的機(jī)械故障、外部環(huán)境以及操作人員的誤操作等諸多情況都可能引發(fā)電氣系統(tǒng)的故障、癱瘓乃至發(fā)生重大事故導(dǎo)致人員傷亡。而自動(dòng)控制技術(shù)憑借良好的遠(yuǎn)程控制功能，可以隨時(shí)對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于異常情況即時(shí)反應(yīng)，指揮控制中心便可做出反應(yīng)，而在高壓、強(qiáng)電流或變電場(chǎng)所等危險(xiǎn)區(qū)域，自動(dòng)控制技術(shù)可以大大降低傳統(tǒng)控制模式對(duì)人員的傷害及潛在威脅。

3.電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1電氣自動(dòng)化工程DCS系統(tǒng)

DCS，即分布式控制系統(tǒng)，它是（Total Distrbuted Micropro-cessor Contral System）的縮寫(xiě)，是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來(lái)的，具有實(shí)時(shí)性、可靠性和擴(kuò)充性等優(yōu)良特點(diǎn)，在生產(chǎn)、生活自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。但隨著DCS逐漸的運(yùn)用，我們也越來(lái)越感受到分布式控制系統(tǒng)所存在的缺點(diǎn)。比如受DCS系統(tǒng)模擬混合體系所限制，其仍然采用的是模擬的傳統(tǒng)型儀表，因此，大大地降低了系統(tǒng)的可靠性能，維修起來(lái)也顯得比較困難；分布式控制系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家之間缺乏一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，降低了維修的互換性；此外，就是價(jià)格非常的昂貴。因此，在現(xiàn)代科技革命之下，必須進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新。

3.2集中監(jiān)控方式下的自動(dòng)控制系統(tǒng)

集中控制下的自動(dòng)控制系統(tǒng)有一個(gè)缺點(diǎn)，就是處理速度非常的緩慢，因?yàn)槠淇刂品绞绞且阉械墓δ芏技性谝粋€(gè)處理器中，這也導(dǎo)致了整機(jī)運(yùn)行速度的緩慢。另一個(gè)方面，把系統(tǒng)的所有設(shè)備都放入監(jiān)控之中，就會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控?cái)?shù)量過(guò)于龐大，主機(jī)空間的不斷下降，從而大大的增加了電纜的數(shù)量，造成了費(fèi)用的增加，同樣因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)的傳輸距離降低了控制系統(tǒng)的可靠性能。因?yàn)榧羞M(jìn)行監(jiān)控的聯(lián)鎖與隔離器件中的閉鎖使用的都是硬接線，因此導(dǎo)致設(shè)備很難進(jìn)行功能擴(kuò)容操作。另外，因?yàn)橄到y(tǒng)接線的反復(fù)，增加了故障查找工作的困難度，也會(huì)增加由此而產(chǎn)生的錯(cuò)誤指令，使得整個(gè)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)可靠性降低。

3.3信息集成化的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所包含的主要信息技術(shù)主要體現(xiàn)在如下的方面：①管理層面上縱深方向的延伸。企業(yè)當(dāng)中的人力資源、財(cái)務(wù)核算等數(shù)據(jù)信息的存取需要使用特定的瀏覽器進(jìn)行操作，而且對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)形式畫(huà)面能夠進(jìn)行有效的監(jiān)督控制，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中的第一手信息資料能夠進(jìn)行及時(shí)的掌握。②信息技術(shù)會(huì)在電氣自動(dòng)化設(shè)施、系統(tǒng)和機(jī)器中進(jìn)行橫向的擴(kuò)展比較。而且隨著微電子技術(shù)的不斷投入應(yīng)用，對(duì)于原來(lái)明確規(guī)定的設(shè)備也慢慢的變得模糊了，而結(jié)構(gòu)軟件、通訊的能力和統(tǒng)一，運(yùn)用在組態(tài)環(huán)境之下逐漸的顯得越來(lái)越重要。

4.電氣系統(tǒng)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)

OPC技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131的頒布，以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得未來(lái)的電氣技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。Pc客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融和，電子商務(wù)的普及將加速著這一過(guò)程。Internet/Intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)畫(huà)面進(jìn)行監(jiān)控，在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對(duì)未來(lái)的自動(dòng)化產(chǎn)品，如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢(shì)正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。

5.結(jié)語(yǔ)

電氣工程系統(tǒng)自動(dòng)化控制是一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。電氣自動(dòng)化類(lèi)是現(xiàn)代工業(yè)的支撐，是所有工業(yè)的基礎(chǔ)與原動(dòng)力，可以說(shuō)沒(méi)有電氣自動(dòng)化的支持，就沒(méi)有現(xiàn)代工業(yè)?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的統(tǒng)一的整體，系統(tǒng)中的裝置以及所接的用電設(shè)備都是開(kāi)放性設(shè)備，受到周?chē)h(huán)境的影響，因此實(shí)現(xiàn)電氣工程的系統(tǒng)自動(dòng)化控制是必要的。

參考文獻(xiàn)

[1]李修偉，陳廣文.淺析電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].民營(yíng)科技，2011（1）.

[2]王術(shù)賀，李廣東.淺析電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].黑龍江科技信息，2011（20）.

篇10

關(guān)鍵詞：制造系統(tǒng)；智能主體；數(shù)據(jù)采集

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是在不同學(xué)科之間交叉滲透的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的，對(duì)于制造企業(yè)而言，傳統(tǒng)的信息采集方式已經(jīng)難以滿足制造業(yè)信息化的實(shí)時(shí)需求，所以迅速及時(shí)地將相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的最新研究成果應(yīng)用到數(shù)據(jù)采集技術(shù)中，研究新型的數(shù)據(jù)采集技術(shù)方法，方便企業(yè)及時(shí)引進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的提高以及企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)是不可或缺的。

1制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式

制造企業(yè)外部環(huán)境與自身環(huán)境復(fù)雜多變，要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的安全高效，在注重環(huán)保效益的前提下生產(chǎn)出高品質(zhì)的產(chǎn)品，需要制造系統(tǒng)安置大量的傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。對(duì)生產(chǎn)中設(shè)備運(yùn)行狀況、工藝水平、產(chǎn)品品質(zhì)以及內(nèi)外部環(huán)境變化數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控反饋，為生產(chǎn)提供技術(shù)保障。制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要有以下三種：

1.1集中式采集方式

集中式采集方式適用于小規(guī)模與相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，這種方式系統(tǒng)全部傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)直接相連，用一臺(tái)工控機(jī)可以實(shí)現(xiàn)所有的數(shù)據(jù)采集與處理，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、維護(hù)方便、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。

1.2分布式采集集中控制方式

這一方式適合規(guī)模適中且生產(chǎn)線較為簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上分散的單體設(shè)備集中管理，被各大中型制造系統(tǒng)廣泛采用。該方式將系統(tǒng)需要采集的數(shù)據(jù)依據(jù)一定的條件進(jìn)行分組，由各組獨(dú)立采集所轄區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，各組協(xié)同完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。通過(guò)各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)設(shè)有獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)管理，形成相對(duì)獨(dú)立的局域網(wǎng)絡(luò)。具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對(duì)較高、使用維護(hù)簡(jiǎn)單以及具備網(wǎng)絡(luò)功能的特點(diǎn)。

1.3集中式與分布式相結(jié)合方式

這種數(shù)據(jù)采集方式是前兩種方式的高效組合，適用于大規(guī)模且承擔(dān)復(fù)雜制造的系統(tǒng)，兼具前兩種采集方式的優(yōu)勢(shì)。

2基于智能主體的制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)

2.1智能主體與分布式人工智能

智能主體（Agent）涉及人工智能(Artificial Intelligent)技術(shù)的深層次問(wèn)題，為人工智能技術(shù)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展提供了新的計(jì)算求解范例和方法，也為CIMS（Computer Integrated Manu-facturing Systems，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）提供了更加高效便利的解決方案。應(yīng)用智能主體思想與方法構(gòu)建基于智能主體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)據(jù)采集智能化發(fā)展。智能主體屬于分布式人工智能（DAI， Dis-tributed Artificial Intelligent）研究范圍。分布式人工智能是相對(duì)于集中控制技術(shù)而言的，分布式問(wèn)題求解的思想在工程領(lǐng)域應(yīng)用始于分布式控制系統(tǒng)的研究?？刂葡到y(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、功能增多等一系列影響系統(tǒng)性能的因素增加，需求一種基于整體優(yōu)化的控制策略，亦即整體的總目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化控制方式。該函數(shù)包括質(zhì)量產(chǎn)量技術(shù)指標(biāo)，以及能源、成本與環(huán)保等經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化生產(chǎn)。將大系統(tǒng)分解為若干相關(guān)小系統(tǒng)，控制小系統(tǒng)的目標(biāo)對(duì)象，同時(shí)要考慮小系統(tǒng)之間的相互影響與作用，以小系統(tǒng)的最優(yōu)化促進(jìn)大系統(tǒng)的最優(yōu)。

2.2基于智能主體的數(shù)據(jù)采集技術(shù)

該智能主體技術(shù)以主體感知外部環(huán)境信息以及對(duì)信息分析、推理、評(píng)估，為下一步采取應(yīng)對(duì)措施為基本思想。制造系統(tǒng)之所以要設(shè)置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是為了通過(guò)傳感器監(jiān)控制造過(guò)程中的各種信息，并對(duì)其處理、分析，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況以及運(yùn)行趨勢(shì)做出判斷預(yù)測(cè)，對(duì)故障指出處理措施?；谶@一思想，構(gòu)造依托于多智能體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以對(duì)當(dāng)下的數(shù)據(jù)采集方法給予加強(qiáng)改進(jìn)，一種適用于先進(jìn)制造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模式應(yīng)運(yùn)而生。該模式由若干傳感器與一個(gè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)組成，數(shù)據(jù)采集平臺(tái)由一個(gè)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與多個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)組成。傳感器用以監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中的各種內(nèi)部外部信息，數(shù)據(jù)采集平臺(tái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)與輸出，在形式上依然是分布式與集中式采集集中管理模式。

3結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展為制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)提供了更多的可能性，基于智能主體的制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，對(duì)于制造企業(yè)運(yùn)用現(xiàn)代化的制造技術(shù)，在制造自動(dòng)化、提高生產(chǎn)力與生產(chǎn)制造高品質(zhì)的產(chǎn)品、增強(qiáng)企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益有重要意義。

參考文獻(xiàn):

[1]王聰，紀(jì)志成.基于智慧車(chē)間的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的研究及應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2012(08)