计算机控制技术在工业生产中的应用.pdf

总第2 2 9 期2023年第7 期应用推广摘要：随着现代经济技术的发展，大数据时代已经到来，计算机控制技术越来越多地应用到了工业生产中，自动化应用范围增大，从而增加工业生产效率。以计算机控制技术在工业生产中的应用为研究内容展开了深入的探讨,分析了将该技术运用到工业自动化生产的价值和优势，探讨了该技术的具体应用，以期为促进我国工业自动化生产稳定发展提供参考意见。关键词：计算机控制技术;PLC；工业自动化中图分类号：TP2730引言随着科学技术水平的提升,计算机控制技术可以自动控制生产流程，调节生产参数，提高产品的精度和稳定性，降低人为操作的错误率，同时还可以实现生产线的自动化和智能化，提高生产效率和生产质量。由此可见计算机控制技术在工业生产中应用价值更高。计算机技术的应用随科技水平的发展日趋成熟，为工业自动化生产应用提供高水平服务。1工业自动化概述工业自动化生产涉及面很广，其中自动化设备是重要载体，需要按照技术人员规定的流程进行生产，生产过程中由计算机控制，以实现无人化生产活动。自动化技术是一种结合了计算机与电子相关理论的集成应用，可以实现工业生产过程的实时化、自动化，从而提高生产效率和产品质量。通过对生产原材料进行有机配置，并实现自动化工业生产线，可以实现工业技术上的优化,提高生产效率,降低劳动力成本，减少环境污染，达到资源节约和环境保护的目的。同时，硬件系统和软件系统的联合运作也是自动化工业生产线成功的关键。要实现工业生产的自动化，软件系统和硬件系统是相互协调的,并且各自发挥作用。自动化工业生产虽然大大减少人力投人和劳动强度，但自动化生产线的制造流程是彼此联系的，一个过程发生故障就可能危及到整条生产线的顺利运行。2计算机控制技术原理及应用优势2.1原理概述计算机控制系统本质是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。工业生产的处理过程中,往往运用到微机控制技术以及对有关信息和数据的统计分析,在控制软件的影响下工业生产自动化才能完成。2.2?在工业生产的应用优势通过数据统计可以看出，计算机控制技术在工业自动化生产中有许多优势，主要体现在以下方面：收稿日期：2 0 2 3-0 4-2 5作者简介：杨瑞坤（2 0 0 2 一），女，河北张家口人，中南大学自动化院电气工程及其自动化专业本科在读。现代工业经济和信息化Modern Industrial Economy and Informationization计算机控制技术在工业生产中的应用杨瑞坤（中南大学自动化学院，湖南长沙410 0 8 3）文献标识码：A简化内部电路的连接结构，消除了繁琐的线路布置。这可以有效提高继电器效率并提高继电器响应速度。与传统机械继电器相比，使用计算机控制技术后在响应速度方面具有显著优势。其在工业自动化生产中的应用还可以有效提高自动化控制系统的响应速度，确保工业自动化生产整体运行效率。2)可靠性高。工控机、PLC等本身具备较强的抗干扰性能，应用在到工业自动化生产中提升系统抗干扰能力，当生产过程中出现异常情况时，计算机控制系统可以及时发出报警，提示工作人员进行处理，能够保证在复杂的运行环境中生产系统的稳定运行。3)操作简单。计算机控制技术可以有效简化工业生产系统的运行，简单直观的操作步骤可以有效地提高电气工程的控制效率和安全性，并且可以减少故障率，保证生产和运行的安全性。4)控制实时性较好。计算机控制的最显著特点就在于能够完成即时信息收集,首先计算机能够利用输人输出端口对受控数据的瞬时值进行测量,随后计算机在通过程序控制对收集到的受控数据进行处理后，根据预先确定的控制原理运算并决定当前的控制变量,再通过即时计算,适时地利用输人输出端口对控制机构发送控制指令，从而实现了控制功能3工业自动化控制中计算机控制技术的具体应用3.1直接数字控制在直接数字系统中,计算机不但可以完全取代模拟控制元件参加反馈控制过程，而且不需改变其他硬件，只单纯通过改变程序就可以有效地实现较复杂的控制规律。直接数字系统是计算机用于工业生产过程控制的一种最典型的系统。而且直接数字系统属于一种闭环控制系统，控制的实时性好，可以控制多个回路。直接数字系统的操作完全可以通过计算机控制完成，不用工作人员进行现场调整。其优势是简化工作Total 229No.7,2023D0I:10.16525/ki.14-1362/n.2023.07.049文章编号：2 0 9 5-0 7 48(2 0 2 3)0 7-0 142-0 31)反应速度快。在计算机控制中利用辅助继电器2023年第7 期杨瑞坤：计算机控制技术在工业生产中的应用143流程，减少操作人员的工作量，避免因为人员反复进人工作现场影响系统稳定运行。生产设备自动识别指令，启动程序进行生产工作，借助于电脑控制,指挥人员可以将命令准确地传达给需要调整的设备主机,机器按照命令迅速完成任务,并通过反馈系统将生产流程中的信息反馈给指令人员,以便能够及时发现问题,及时对程序作出调整。这种智能化流程得益于电脑控制和数字控制技术的深度融合，确保了整个制造流程中运营控制系统能够平稳持续运转2 。3.2集散式控制系统集散型控制器由若干个微处理器或单片机各自担负部分工作,并采用高速数据通道将所有分散处的数据汇集一起,实现集中地观察与运算,并进行复杂的管理与优化。采用4C技术；采用分散控制、集中运营、综合管理、分而治之的设计原则；材料的模块化；软件的模块化；控制系统配置；具有通信网络；高可靠性。在实际生产应用中,集散式控制系统的控制范围更广泛、类型更加细化。其中的每一个子系统彼此独立且相互关联。故障发生于某一子系统时,并不影响其他子系统的正常运作。与分布式控制系统相比，集散式控制系统体现了更好的一致性和连续性,未来的工业自动化控制将更加集成，包括与工业生产自动化控制系统高度融合，并将集散式控制系统作为一个重要的发展方向。3.3现场总线控制现场总线控制简称FCS。指的是可以将现场仪表和控制室仪表连接起来，全数字化、双向、多站的互联通信网络，现场总线控制是新一代分布式控制结构，如图1所示。信息传送做到了完全数字化，由最低层逐级至最高层均实现了局域网互连；系统结构实现全分散化现场设施为高度互操作性；通讯系统为开放式网络；所有工艺过程与标准都做到了全面开放。操作站现场总线现场设备现场总线现场设备图1现场总线控制系统结构图现场总线是自动化工业控制的关键技术之一，包括数字通信控制和指挥系统。通过使用专用处理器保证与测量控制器的通信，同时能够联系计算机进行分析和通信。实现中央生产线的在线开发和控制，为工业自动化设备及系统的运行提供了重要支持。3.4可编程逻辑控制器计算机控制系统包含着可编程逻辑控制器，也称为PLC3,在切换逻辑控制时通过改变生产顺序和制造逻辑来实现多组机器同时控制4。在工业自动化生产中,PLC技术在源程序中的二次开发也有重要的应用，需要进行大量的编程工作,程序的编写是实现自动化控制的关键。因此，技术人员需要充分准备，确保可编程程序的完善功能和安全运行，从而在PLC技术的应用中得到充分发挥5。在控制生产过程中,计算机控制系统可以实时监测环境压力、温度以及湿度变化并加以控制，通过控制程序完成流水线生产的工作。这种生产流程中不需要过多的人力，只需要少量人来监督生产设备的流动性和安全性。计算机控制系统保证了生产线中数据信息的准确性,技术人员也能够通过对生产的质量反馈,来提高生产流程的正确性，并不断完善质量数据。4计算机技术未来发展趋势4.1工业自动化计算机技术发展特点为更好地应对时代的变化，计算机技术持续革新，拓展使用范围。随着大数据时代的兴起，计算机技术不再仅限于监控管理系统，而是广泛应用于现代制造业和智能化生产等领域，适应现代制造业高速发展的需求。主要趋势大致上可总结为网络化、扁平化、智能化、综合化。1)控制系统的网络化。计算机技术和网络技术的发展,导致回路控制系统向网络化计算机控制系统发展,规模越来越大。2)控制系统的扁平化。随着企业网络技术的快速发展,如今的网络通信能力及其连接规模都得到了极大的提高,这样的作用是现场级网络技术使得控制系统的底层也可通过网络连接起来，计算机网络控制系统的结构层次得到简化。3)控制系统的智能化。人工智能的诞生和发展，促进了智能控制地产生，更先进的、无人干预的计算现场总线机控制系统将成为现实。4)控制系统的综合化。现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术等的发展，综合现场总线自动化技术（ERP+MES+PCS)广泛应用于工业过程，借助于计算机硬件和软件技术，将企业生产全部过程现场设备工业过程集成一起并优化运行。4.2工业自动化计算机技术仍然不能满足市场的需求制造业技术的发展直接影响着我国整体经济实力的提升。中国制造业靠的主要是技术人才，而这些人才是企业发展壮大的基石。就当前状况而言，信息技术人员的缺乏仍然是个很重要的问题,尤其是对于掌握了先进信息技术的研究人员。计算机以及有关软现代工业经济和信息化第13卷件产品的开发将会大大推进自动化工业的发展,进而提高工业生产。但是，由于目前的制造业自动化技术还无法适应市场经济发展的要求，需要紧迫提高技术。计算机控制技术的创新至关重要，企业的发展遵循市场规律。为满足市场需求，企业必须积极引进人才，充分发挥其技术优势以提升产品品质。同时，深人研究计算机控制技术并合理应用于工业自动化生产，以增强生产力并适应市场需求，在激烈的市场竞争中保持领先地位。5结语计算机技术在企业自动化制造领域仍旧无法满足现代社会的实际需要,新技术的使用也必须进一步调整,并与社会实际发展紧密结合起来。计算机在企业自动化制造方面的运用已被日益普及,但在面对日益增长的社会要求时尚不充分。新时代下，工业的发Application of Computer Control in Industrial Production(School of Automation,Central South University,Changsha Hunan 410083,China)Abstract:With the development of modern economic technology,the era of information technology and big data has come,computer controltechnology has been increasingly applied to industrial production,and the scope of automation applications has increased,thus increasingthe efficiency of industrial production.The application of computer control technology in industrial production as a research content to carryout an in-depth discussion,analysis of the value and advantages of using the technology to industrial automation production,to explore thespecific application of the technology in order to promote the stable development of industrial automation production in China to providereference advice.Key words:computer control technology;PLC;industrial automation(上接第141页）力于为绿色供应链上的信息提供更加坚实的保障基础。并且,随着区块链技术的不断优化和成熟,其在绿色供应链上的应用将更加丰富和普及,这也是未来值得研究的方向。参考文献1 Pan Liu,Yue Long,Hai-Cao Song,Yan-Dong He.Investment deci-sion and coordination of green agri-food supply chain considering in-formation service based on blockchain and big data JJ.Journal of CleanerProduction,2020,277(5):123 646.2Hughes L,Dwivedi Y K,Misra S K,et al.Blockchain research,prac-tice and policy:Applications,benefits,limitations,emerging researchDevelopment Status and Application of Blockchain Technology in Green Supply Chain(College of Economics and Management,Qingdao University of Science and Technology,QingdaoAbstract:The development of green supply chain is currently facing the problems of distrust and untraceable data among the various subjectsinvolved in the chain,which hinders its further development.How to promote the integration of dual-chain has become a topic worthy ofin-depth study.Key words:blockchain technology;green supply chain;double-chain fusion展和制造过程、产品、体制等方面对计算机技术的应用有着更高的社会需求。这就要求计算机技术不断革新，在工业生产应用中发挥更大的优势作用。参考文献1韩梅珍.计算机控制在工业自动化生产中的应用J.无线互联科技,2 0 18,15(13):147-148.2王群.计算机控制技术在工业自动化生产中的应用.科技创新与应用,2 0 2 0(14)：155-156.3王冬梅.计算机控制技术在工业自动化生产中的应用浅析J.信息记录材料，2 0 19,2 0(2)：7 8-7 9.4李新宇.工业自动化中计算机控制技术的应用J.现代工业经济和信息化,2 0 2 2,12(9)：30 4-30 6.5徐子骏.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析J.科技风,2 0 2 3(9):6 6-6 8.6陈虹洁，魏超.计算机控制技术在工业自动化生产中的而应用研究J.电脑知识与技术,2 0 17(2 7)：2 6 2-2 6 3.(编辑：白龙）Yang Ruikunthemes and research agenda J.International Journal of InformationManagement,2019,49(12):114-129.3林木西，张紫薇区块链+生产”推动企业绿色生产：对政府之手的新思考J.经济学动态，2 0 19(5)：42-56.4李剑，易兰，肖瑶.信息不对称下基于区块链驱动的供应链减排信息共享机制研究J.中国管理科学，2 0 2 1,2 9（10)：131-139.5刘亮，李斧头.考虑零售商风险规避的生鲜供应链区块链技术投资决策及协调J.管理工程学报，2 0 2 2,36(1)：159-17 1.6孙传恒，于华竞，徐大明，等.农产品供应链区块链追溯技术研究进展与展望J.农业机械学报，2 0 2 1,52(1)：1-13.(编辑：王钢)Xu ChunfengShandong 266061,China)