工业自动化控制系统中计算机技术的应用研究

吕端 鲁飞

摘  要：当前，在我国社会主义市场经济逐渐趋于现代化发展的背景下，科学技术也呈现出了日新月异的发展状态，而受国际形势影响，也日益加剧了国与国之间的竞争力，在此背景下，各行业竞争也逐渐趋于白热化方向发展。对此，为确保利益最大化目标有效实现，就应在社会必要劳动时间方面尽可能降低，进而促进工作效率的有效提高。现阶段工业发展的必然趋势就是自动化及高效化、便捷化等的工业生产模式，而将计算机技术应用到工业自动化控制系统中，能大幅度提高工作效率，使工作时间有效节约，为更多经济效益的获取提供基本保障。

关键词：工业自动化控制系统;计算机技术;应用

中图分类号：TP273     文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）05-0000-00

0 引言

在改革开放不断深入的背景下，我国社会主义市场经济及科技水平取得的进步之势十分显著，与此同时也收获了丰硕的工业生产成果，加之我国工业生产发展方向及趋势的全新状态也随之呈现，而在此背景下，必然会进一步提高对工业生产的要求。以往工业生产过程，工人是主要劳动力，但从当前工业生产实际情况来看，机械设备已经逐渐代替人工劳动力，并且切实提高了工业生产效率，工人工作强度也大幅度降低，在进一步发展机械化生产模式的背景下，工业生产中的一个全新研究方向开始成为自动化控制，而其中一个研究要点就是跨区域多元控制。对此，本文探讨了计算机技术在工业自动化控制系统中的应用，希望借助计算机技术优势作用的充分发挥，为工业自动化控制系统预期目标的良好实现奠定技术基础。

1 计算机技术应用作用

信息化时代随之到来的第四次工业革命，使得工业生产开始呈现出自动化发展趋势，此时高效化、快捷性的工业生产模式，最大限度降低了工业生产强度。目前，迅猛发展的计算机技术及互联网，为更多行业及领域融合计算机技术、互联网等进行革新发展提供了促进作用，而将计算机技术应用到工业生产中，能确保工业生产管理制度有效完善，促进系统化及科学、高效化工业自动化控制系统的逐步形成;与此同时，通过地理信息技术的应用，能确保跨区域流程监控目标有效实现，保障工业生产自动化的基础不断夯实[1]。

积极探索计算机技术和工业自动化控制系统的融合，不仅与生产行业发展趋势相符，同时也能以此促进各行业及企业竞争力、工作效率等切实提高，为各行业获取市场优势地位提供基本保障，逐步推动自身经济效益最大化目标的良好实现。对此，在当前社会背景下，各大工业生产企业要高度重视、充分认识计算机技术在工业自动化系统中的作用及应用优势，积极探索各种计算机技术的有效应用，为我国工业生产及管理自动化、智能化等模式的形成提供切实保障。

2 计算机技术的具體应用

2.1 DCS应用

集散控制系统简称DCS，计算机技术会显著影响这一系统，主要体现在计算机作出相应指令的情况下，该系统能快速作出反应。工业自动化控制系统中，集散控制系统的作用在于为工业自动化系统提供维护及改造、管理等作用，在我国科技水平日益进步的背景下，也深入研究了集散控制系统，随之该系统生产速度也逐渐加快，因此市场上具有丰富的集散控制系统种类，同时产品技术水平方面也十分接近国际一流水平[2]。该系统具体有计算机及显示、通信等技术包含其中，而系统核心所在为通信网络，工程师站为该系统网络节点，由该节点组态集散控制系统，进而为系统最佳工作状态提供保障（系统构图见图1）。除此之外，集散控制系统的控制功能十分全面，通过网络技术的应用，可连接先进计算机，确保高级控制目标有效实现，为系统更好地运行提供有力支撑。

从该系统构图情况来看，其中现场控制器主要是对现场所有设备进行控制，工作原理方面是以DCC运算能力的应用为主;与此同时，现场控制器还能够控制一些复杂化功能。操作站员主要是为操作人员提供服务，通过人机界面的展示，为操作人员对现场运行状态及运行参数的及时了解提供保障，而借助输出设备的应用，也能为操作人员了解设备故障信息提供便捷作用，操作员站还能处理历史信息，基于历史数据库的调用，确保运行报表有效完成。

2.2 PLC应用

可编程控制系统中常见的一种就是PLC，PLC的显著作用体现在：基于运算及控制记录等指令的应用，通过数值信号的发送、或者是模拟量形式的应用，管控工业控制系统中的存储系统。目前，与传统技术相比，PLC得到了更为广泛的应用，主要原因在于PLC能够稳定传输信号，具备较强的抗干扰能力，操作步骤十分简化，尤其适用于复杂工业环境中。工业自动化控制系统中PLC的应用，能借助直观及形象程序开展现场操作，为问题的及时发现和解决提供便利作用，PLC具备较强的功能性，同时能够快速响应，可控制大量存储容量;除此之外，PLC同时运行多种编程语言时，能够始终保持稳定状态。以PLC的过程控制为例，工业自动化系统闭环控制流量及温度等指标，确保多种控制算法编程有效实现，进而推动闭环控制目标切实达成，这一流程就是过程控制[3]。一般来说，闭环控制通常是以PID调节方式为主，而目前PID板块已经全面普及到PLC大中型设备中，并且一些小型设备中PID板块也有配备。PLC在锅炉及冶金等控制方面的一个重要应用体现就是过程控制，如接触器联锁正反传控制使用PLC如图2所示。

接触器联锁正反传控制中应用PLC时，X000、X001为PLC外部按钮所控制的常开接点，如果与外部信号接触时，X000或者是X001处于闭合状态，此时借助与第一或第二梯级串接线路的应用，则能有效闭合输出继电器Y000或者Y001线圈，而受这一闭合作用影响，上述线圈中的一个闭合就会有自保状态逐步形成，此时就会停止SB1按钮的控制，并断开X002，电动机运行停止;FR驱动热保护，断开X003后，使电动机处于停转状态。通过以上流程来看，PLC过程控制的实质作用就是相互联锁。

2.3 FCS应用

现场总线控制系统就是FCS，其作用在于对外界信号干扰指令信号的现象进行抵抗，FCS在系统扩展及总线装置、安装等方面的作用不可替代。计算机控制系统应用与工业自动化控制系统时，常见方式之一就是FCS系统，对比其他系统来说，FCS系统显著优势体现在可互换更新的软硬件方面，同时具备较强开放性。同时安装这一系统时，无需投入较多成本，且能够便捷安装，具有较高的性能比，也便于维护，因此FCS目前已经广泛应用与工业自动化控制系统中[4]。FCS可对数字通信进行控制和监测，进而通过相应运算管理器的应用，连接到控制器方面，借此确保数据通信目标有效实现，而这一过程，通信介质为双绞线，可保障多个控制器和计算机间的有效对接目标得以良好实现，使自动化效果有效达成。如FCS系统系统对设备进行自动控制的过程中，借助网络实时监控这一情况，能确保故障问题出现时能够及时向相关处理人员发送提醒。

2.4 传感器

传感技术是现代信息技术的重要基础所在，随着传感技术的不断发展，各式各样的传感器随之涌现，而因传感器具备快速传输、丰富传输功能、较大传输容量等优势，开始逐渐在工业自动化控制系统中广泛应用[5]。自改革开放以来，传感器就已经具有较为广泛的应用领域，而传感器应用优势极为显著的一个领域就是工业现场自动控制，且与工业自动化控制系统能否正常运行密切相关。所以，作为计算机技术在工业自动化控制系统中应用方式之一的传感器，为工业生产科学化、智能化、高效化等发展提供了巨大作用，同时因传感器种种优势，使得其在当前社会中具有不可替代的作用[6]。如在有机结合传感器、工业自动控制、地理信息等技术的情况下，能确保精准跨区域控制仪器设备的目标有效实现，为工业生产流程各环节效率的大幅度提升提供技术支持，促进生产成本有效降低。

3 结语

工业生产具有极其复杂的环节，在目前工业生产领域，通过一些大型机械设备的应用，切实为企业生产效率的提升提供了巨大帮助，但也进一步提高了对生产过程控制的难度。在此背景下，要想有效强化生产控制力度，一个重要举措就是实现信息化，通过计算机技术的应用，为工业自动化控制系统功能作用的充分发挥提供辅助作用。

参考文献

[1]王杨.计算机技术在工业自动化控制系统中的应用[J].新商务周刊，2019，23（1）：208.

[2]张晋花.工业自动化控制系统中计算机技术的应用分析[J].数字通信世界，2017，9（10）：102.

[3]马淑清.计算机技术在工业自动化控制系统中的应用研究[J].信息记录材料，2020，21（4）：114-115.

[4]胡明杨.计算机控制在工业自动化控制中的应用[J].电子测试，2019，25（6）：132-133.

[5]赵亮.工业机器人控制系统中PLC技术的应用分析[J].工业加热，2020，49（8）：28-29+34.

[6]张聪聪.谈计算机技术在工业自动化控制系統中的应用[J].魅力中国，2020，56（21）：391.

收稿日期：2021-03-12

作者简介：吕端（1985—），男，陕西西安人，本科，工程师，研究方向：工业自动化PLC与人机界面HMI。

Research on Application of Computer Technology in Industrial Automation Control System

LV Duan，LU Fei

（Xi'an Aerospace Chemical Power Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi  710025）

Abstract： At present， under the background of my country's socialist market economy is gradually becoming modernized， science and technology are also showing a state of rapid development， and affected by the international situation， it has also increased the competitiveness of countries. Against this background， competition in various industries has gradually become fierce. In this regard， in order to ensure the effective realization of the goal of maximizing benefits， it is necessary to reduce the necessary labor time in society as much as possible， thereby promoting the effective improvement of work efficiency. The inevitable trend of industrial development at this stage is the industrial production mode of automation， high efficiency and convenience， and the application of computer technology to industrial automation control systems can greatly improve work efficiency， effectively save working time， and provide more economic benefits. The acquisition of benefits provides basic guarantee.

Keywords： industrial automation control system; computer technology; application