淺談?dòng)?jì)算機(jī)控制在工業(yè)自動(dòng)化控制中作用

陶歆

（廣西柳州鋼鐵（集團(tuán)）有限公司，廣西 柳州 545002）

0 引言

工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)自動(dòng)化目標(biāo)的達(dá)成，在一定程度上，提升了我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域批量化生產(chǎn)的水平，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)工作成本，有助于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提升。作為新時(shí)期一項(xiàng)高新科技技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，文章即對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行細(xì)致分析。

1 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)內(nèi)涵

日前，世界發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入第四次工業(yè)革命時(shí)代，在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的影響下，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也開始朝著自動(dòng)化方向發(fā)展，自動(dòng)化的工業(yè)生產(chǎn)方式不僅大幅度提升了生產(chǎn)活動(dòng)的安全性，同時(shí)，也顯著降低了相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度?？偨Y(jié)來說，時(shí)至今日，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)開始和社會(huì)各行業(yè)深度融合，而計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的滲透，則使工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)更加先進(jìn)和成熟。另外，依托先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制和地理信息技術(shù)，工業(yè)領(lǐng)域也能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，進(jìn)而保障生產(chǎn)過程的有序性和安全性。由此可見，新時(shí)期，工業(yè)企業(yè)若想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中保有一席之地，就應(yīng)當(dāng)主動(dòng)引進(jìn)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，并對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)加以研究，以持續(xù)提升企業(yè)自身的競(jìng)爭(zhēng)能力和生產(chǎn)效率[1]。最后，企業(yè)要關(guān)注計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的融合，不斷創(chuàng)新優(yōu)化內(nèi)部管理機(jī)制，確保計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和地理信息技術(shù)于企業(yè)內(nèi)部的有效應(yīng)用，最終為我國(guó)智能化、自動(dòng)化和現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理活動(dòng)夯實(shí)基礎(chǔ)。

在工業(yè)領(lǐng)域，依托計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的控制系統(tǒng)，主要包括三個(gè)構(gòu)成部分，即：軟件系統(tǒng)、控制算法和硬件系統(tǒng)。作為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)硬件是工業(yè)生產(chǎn)控制目標(biāo)得以達(dá)成的必要條件，一般來說，為取得理想的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用效果，應(yīng)當(dāng)關(guān)注計(jì)算機(jī)配置的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析能力。而作為計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行控制操作的保障，控制算法的完善性則關(guān)乎著系統(tǒng)最終的控制效果。而軟件系統(tǒng)則是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的核心部分，依托軟件系統(tǒng)，不僅能夠達(dá)成人機(jī)交互目標(biāo)，同時(shí)，基于軟件工程數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以對(duì)具體工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和計(jì)算等。但需要注意的是，為最大程度的保障計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用功能，在工業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H自動(dòng)化生產(chǎn)階段，還需要為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配置專業(yè)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，以確保實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠與軟件系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)科學(xué)轉(zhuǎn)換。

從計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)來看，在我國(guó)科技技術(shù)的持續(xù)推動(dòng)下，工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模與日俱增，毋庸置疑，傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)模式已經(jīng)難以契合工業(yè)企業(yè)最新的時(shí)代生產(chǎn)需求，基于此，工業(yè)自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)必然是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的重要發(fā)展方向。而作為工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)成為引導(dǎo)工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展方向的重要力量[2]。另外，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)滲透于工業(yè)企業(yè)，不僅能革新企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，也可提升企業(yè)的管理能力。由此可見，企業(yè)只有重視創(chuàng)新的力量，構(gòu)建創(chuàng)新活動(dòng)，才能牢牢掌握核心技術(shù)，提高生產(chǎn)能力，強(qiáng)化企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 自動(dòng)化控制技術(shù)內(nèi)涵

在冶金、建材等工業(yè)化生產(chǎn)和制造領(lǐng)域，自動(dòng)化技術(shù)具有綜合性特點(diǎn)，深入融合了計(jì)算機(jī)理論和電子設(shè)備等理論，致力于從根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全過程的智能化、動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)目標(biāo)[3]。在此基礎(chǔ)上，不僅能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)資料科學(xué)加以配置，同時(shí)，還能夠優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝，強(qiáng)化工業(yè)生產(chǎn)能力，減少對(duì)環(huán)境的污染。從工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的構(gòu)成來看，主要包括硬件部分、軟件部分和系統(tǒng)技術(shù)。首先，在硬件部分層面，主要包含不同類型的設(shè)備和儀器等。其次，在系統(tǒng)技術(shù)方面，主要包括不同類型的集成技術(shù)。最后，在軟件部分層面，主要指軟件系統(tǒng)，具體來說，包括管理軟件、控制軟件和測(cè)量軟件等[4]。硬件、軟件和系統(tǒng)技術(shù)部分各司其職，密切配合，達(dá)成工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制目標(biāo)。總結(jié)來說，依托自動(dòng)化控制技術(shù)，不僅能夠優(yōu)化企業(yè)制造能力，在一定程度上，也可強(qiáng)化企業(yè)員工的綜合素質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

3 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 工業(yè)自動(dòng)化控制中的數(shù)字控制技術(shù)

作為一項(xiàng)常見的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，數(shù)字控制技術(shù)能夠以既定的程序?yàn)橐劳校_(dá)成穩(wěn)定的運(yùn)行目標(biāo)。從數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用原理來看，該項(xiàng)技術(shù)主要利用數(shù)字和符號(hào)，從企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況出發(fā)，編制出契合企業(yè)實(shí)際需要的生產(chǎn)程序。同時(shí)，數(shù)字控制技術(shù)依托計(jì)算機(jī)設(shè)備，以數(shù)字化的形式，實(shí)現(xiàn)操作指令的傳輸，進(jìn)而確保計(jì)算機(jī)設(shè)備能夠以相應(yīng)的程序?yàn)橐罁?jù)，安全平穩(wěn)的運(yùn)行[5]。從數(shù)字控制技術(shù)于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用關(guān)鍵來看，主要在于軟件計(jì)算，軟件計(jì)算能力的優(yōu)劣直接關(guān)乎設(shè)備自動(dòng)化控制成效，在計(jì)算機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障的第一時(shí)間，數(shù)字控制技術(shù)即可憑借自身強(qiáng)大的計(jì)算能力，迅速定位故障點(diǎn)，對(duì)故障類型、原因和程度作出精準(zhǔn)的判斷，進(jìn)而提升數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。

3.2 工業(yè)自動(dòng)化控制中的分布式控制系統(tǒng)

作為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的中型系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)能夠良好的滿足工業(yè)生產(chǎn)階段的數(shù)據(jù)需求，在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、處理和分析的情況下，分布式控制系統(tǒng)即可憑借其具有的計(jì)算機(jī)技術(shù)，針對(duì)性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而達(dá)成對(duì)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的有效控制目標(biāo)。從分布式控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)來看，系統(tǒng)主要具有可靠性和科學(xué)性特點(diǎn)，在以集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為依托，控制工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)的是數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)反饋效果十分理想。

3.3 工業(yè)自動(dòng)化控制中的可編輯邏輯控制器

所謂可編輯邏輯控制器，以服務(wù)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)為目標(biāo)。從可編輯邏輯控制器的功能來看，其具有理想的數(shù)字運(yùn)作操作能力，以數(shù)字方式或模型方式實(shí)現(xiàn)輸入和輸出[6]。在工業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H生產(chǎn)階段，依托可編輯邏輯控制器，既可以自動(dòng)控制生產(chǎn)設(shè)備，還可以為工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)提供數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)輸入和結(jié)果輸出等服務(wù)。同時(shí)，從可編輯邏輯控制器的優(yōu)勢(shì)來看，控制器功能強(qiáng)大、環(huán)境限制條件少、維修方便、操作簡(jiǎn)單、契合在線修改要求，故在新時(shí)期工業(yè)領(lǐng)域，可編輯邏輯控制器廣泛應(yīng)用。

3.4 工業(yè)自動(dòng)化控制中的計(jì)算機(jī)傳感器

實(shí)際上，工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，離不開網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的支撐，如果說網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)目標(biāo)達(dá)成的關(guān)鍵條件，那么傳感器設(shè)備和軟件技術(shù)等，則是工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)條件。從計(jì)算機(jī)傳感器的優(yōu)點(diǎn)來看，精密性、系統(tǒng)性、數(shù)字化和智能化特點(diǎn)顯著，依托計(jì)算機(jī)傳感器設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)具體生產(chǎn)階段相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集、整理和分析，進(jìn)而達(dá)成參數(shù)動(dòng)態(tài)化控制目標(biāo)，保障生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行安全，持續(xù)提升工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量[7]。現(xiàn)階段，在計(jì)算機(jī)傳感器于工業(yè)領(lǐng)域深度應(yīng)用的背景下，計(jì)算機(jī)傳感器的精準(zhǔn)性、安全性和可靠性都顯著提升，且隨著時(shí)代的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)傳感器設(shè)備開始朝著低能耗和智能化方向發(fā)展，以更好的契合時(shí)代發(fā)展要求。

3.5 工業(yè)自動(dòng)化控制中的現(xiàn)場(chǎng)總線

眾所周知，當(dāng)前階段，現(xiàn)場(chǎng)總線在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域深度滲透，在漫長(zhǎng)的實(shí)踐應(yīng)用階段，現(xiàn)場(chǎng)總線的計(jì)算能力和通信能力也漸趨成熟?，F(xiàn)場(chǎng)總線憑借著其具有的獨(dú)立的處理器，能夠全面強(qiáng)化系統(tǒng)各項(xiàng)能力，同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)總線可依托雙絞線通信技術(shù)，對(duì)等連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和測(cè)量控制器，推動(dòng)測(cè)量控制器向網(wǎng)絡(luò)探測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，最終達(dá)成聯(lián)機(jī)式自動(dòng)控制目標(biāo)[8]。另外，現(xiàn)場(chǎng)總線還可監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，判斷系統(tǒng)運(yùn)行情況，進(jìn)而為系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的信息交互提供安全保障。

3.6 工業(yè)自動(dòng)化控制中的目標(biāo)系統(tǒng)

毋庸置疑，機(jī)械設(shè)備是工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化生產(chǎn)目標(biāo)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而在實(shí)際自動(dòng)化生產(chǎn)階段，機(jī)械設(shè)備也不是固定不動(dòng)的，而是要從實(shí)際生產(chǎn)需要出發(fā)，移動(dòng)進(jìn)行工作[9]。通常情況下，依托自動(dòng)化控制系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，使機(jī)械設(shè)備按照既定的程序有序進(jìn)行運(yùn)作，同時(shí)，也能夠從生產(chǎn)需要出發(fā)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作速度進(jìn)行靈活調(diào)整。另外，依托計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)即可對(duì)生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行管理，其所應(yīng)用的通用化管理軟件，科學(xué)整合后能夠滿足不同類型機(jī)械設(shè)備對(duì)互通性、開放性和自檢性的要求[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對(duì)我國(guó)新時(shí)期工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，作用顯著，影響深刻?；诖?，有必要對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)于工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用加以分析，文章即對(duì)計(jì)算機(jī)控制和工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)加以研究，在詳細(xì)闡述計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，全面闡述了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)于工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要包括數(shù)字控制技術(shù)、分布式控制系統(tǒng)、可編輯邏輯控制器、計(jì)算機(jī)傳感器、現(xiàn)場(chǎng)總線和目標(biāo)系統(tǒng)等，旨在為我國(guó)后續(xù)階段工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)活動(dòng)提供參照，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。