计算机技术与机械控制系统设计的结合

赵 瑜，宋 雪

（延安职业技术学院，陕西 延安 716000）

在信息化时代，各行各业的发展均离不开计算机技术的支持。计算机与人们的生活和工作息息相关，在生产领域中发挥着重要的作用。计算机不仅可以确保各项信息得到有效的管理和控制，还能高效处理各项数据。由于数据类型众多，通过计算机分类后就可以将这些数据处理成所需信息。在机械控制系统设计中，工作人员可充分应用计算机技术获取相应的信息，保证机械设备得到更加精准的控制，提高机械控制系统自动化与智能化水平。

1 计算机技术与机械控制系统设计的结合概述

在设计机械控制系统的过程中，引进计算机技术可确保目标信息得到有效的整理和加工，在对其进行相应的传输后，就可以为有需求的人员提供有价值的信息。在计算机技术的支持下，机械控制系统的自动化水平正在不断提高，可以保证生产流水线实现自动化运行。只需通过计算机操作与控制系统，就可以确保其按照生产的要求运行，无须工作人员参与。计算机技术可以有效提高计算的效率和精度，在机械制造业中具有广泛的发展前景。在大规模机械制造中，应用计算机技术可完成难度较大的工作，改变传统控制技术中存在的不足。

在计算机技术的支持下，完善的监控系统和过程对象将会进一步发挥作用。在监控系统中，主要包含硬件和软件，还要利用执行机构的功能实现监控。计算机控制系统会监测过程对象，具有高效的反应速度、极高的操作精度和庞大的信息存储空间，还可以通过简单的逻辑判断处理问题，因此可控制复杂的工业流程[1]。在机械控制系统中，计算机技术可以改变传统的生产方式，改善生产环境，确保机械控制系统与其他工业设施实现有机结合。

2 计算机技术与机械控制系统设计结合的现状

2.1 网络化

随着我国计算机技术的不断发展，机械控制系统与计算机网络技术的融合不断深入。在网络技术的支持下，一般回路控制系统的特点正在发生改变，企业采用网络化控制系统可保证仪器间拥有完善的通信功能。该技术可以将原有的网络结构融合，由于最底层和最高层各自有任务，通过该技术就可以确保任务控制与任务结构和调度工作得到进一步优化。在网络控制系统的支持下，仪器间的网络化水平也在不断提升，并具备数字化与智能化功能。现场总线控制系统在仪器单元的支持下，可确保各个系统和设备间的信息传输更加方便。机械控制系统的每个单元各自独立，完成任务后，网络化集中处理这些任务，可保证预期的控制任务顺利完成[2]。

2.2 扁平化

由于产品来自不同的厂家，这些产品的交互性不够强大。不同厂家的机械控制系统在计算机技术的支持下通常会有不同的网络结构与数据结构，而且这些结构是以封装的方式呈现，接口的协议与结构存在较大的差异性，导致总线系统不够稳定。由于功能单元和实际网络分布有所不同，计算机控制系统会将网络划分成若干个层次，每个层次均需利用计算机技术实现通信，若无计算机设备的支持，各层次之间将不被允许彼此沟通。由于该技术在发展的过程中会面临一定的限制，各大企业需积极提高现有各产品的通信能力。在现场总线技术的支持下，现场的智能化设备与仪器正朝网络化方向发展，这就使系统的底层功能可实现互相衔接，能容纳更多的设备。企业的内部网络与现场网络在计算机控制系统的划分下会承担各自的职能，其中内部网络会控制和调度整体，主要承担调度系统的任务，并管理和处理各项数据，负责管理网关系统。简言之，企业内部网络主要是整合管理每个子系统，确保系统的性能得到进一步优化。企业现场及网络主要是对具体设备的单元和仪表单元开展管理与控制，由两大网络构成先进的计算机控制系统，领导可通过内部网络随时查看作业的情况。工作人员可实时监控现场，及时发现问题并诊断和处理故障。在扁平化的管理模式下，计算机技术与机械控制系统结合可确保各个子系统各自独立，并获得妥善的控制与管理，保证各项任务的顺利完成[3]。

3 计算机技术与机械控制系统设计结合的数据处理措施

得益于计算机技术的支持，机械控制系统的数据处理有明确的流程，数据的处理工作也得到进一步优化。计算机控制系统可以确保各项工作得到总体的调度和优化，还能有效解决现场的具体问题。每个设备单元和工作人员的工作在计算机技术的支持下，能进一步提高作业效率和企业的竞争力。

3.1 选择针对性的数据处理方法

根据不同的数据结构选择相应的数据处理方法，不断提高软件和硬件的性能，就可以确保数据得到针对性处理，大大减轻工作人员的工作压力。首先，计算机技术支持单道处理，可将多道处理器与交互处理器的性能相融合，保证数据得到有效处理。其次，在处理数据时，可保持联机状态或脱离方式。再次，采用分布式算法或集中式方式处理数据。最后，通过分批次和分阶段的方式处理数据[4]。根据数据的类型对其进行针对性分类，及时筛选不合格的数据，以提高数据的精确度。

传统的机械控制系统的数据处理能力有待进一步提升，因此需引进计算机技术才能确保高效处理数据。通常要分析来源数据，再对其进行有效的处理，根据处理结果选择相应的操作方式，使系统拥有简单的学习能力，提高系统智能化操作水平。在大数据时代下，计算机可以处理海量数据，并从中筛选出有价值的信息。由于物联网日益发达，随时会产生大量的信息，同样需要计算机对其进行处理[5]。当各类信息被有效总结和归纳后，就可以满足相关人员的需求，为决策提供参考依据。

3.2 处理复杂的图像与信号

近年来，我国机械行业发展十分迅速，企业在生产时会优化每个生产环节，提高生产智能化水平，重视模具的设计与制作，不断提高零部件的设计与制造标准，确保零部件组装工作高效进行。企业的生产线已经从传统的单一操作转换为全自动化发展，应用计算机技术处理各项信息。计算机处理的数据主要是在生产中产生，数据类型多种多样，如图像和信号等。图像与信号的处理工作十分复杂，需将其转换成可以被识别的机器码，然后再进行加工，终端将接收到处理后的结果，并根据结果发出指令，使各大设备能实现正常运行，完成任务[6-7]。计算机技术为大规模机械制造奠定了坚实的基础，其在数据处理方面具有其他技术不可比拟的优势。

3.3 实现数据转化，满足用户需求

计算机技术与机械控制系统的结合为系统设计指明了方向，要重视系统对数据的处理，为产品设计奠定基础。计算机系统采集数据后，会转化自然数据和输入数据，确保系统能顺利识别[8-9]。转化后的语言经过编码与分组处理，系统会根据自身需求对其进行分类，并传输到各个模块与组织中，各个模块将会计算信息，最终得出所需信息。将信息存于不同的网络空间中，客户只需查询系统就能了解产品的各项信息。

4 计算机技术与机械控制系统设计结合的具体应用

如今，计算机在机械行业中的应用范围十分广泛，将计算机技术与机械控制系统设计相结合，可打造功能更加完善的系统，如工业数据采集系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统等。我国机械制造企业所需工艺比较复杂，传统的生产工艺离不开工作人员的支持，引入自动化控制技术后就可以转变传统的工业生产模式，减少人员参与，许多危险的作业由机械操作即可，还可进一步提高产量。在机械行业中，安全自动化控制技术的发展速度很快，但由于部分中小型企业缺乏足够的资金，在生产的过程中依然需要人工参与其中，缺乏完善的安全控制系统[10-11]。

在计算机技术支持下，企业可进一步完善机械控制系统的功能，提高系统的安全系数和生产效率；要加强对计算机控制系统的了解，结合自身需求选择合适的控制系统产品；要考虑系统架构、控制算法、功能等内容是否符合要求，通过试运行的方式了解系统情况，检验每个模块的生产情况；还要提高各个回路的实时性与系统的可靠性，检查系统的各项参数，了解系统的性能是否符合标准。同时，还要保证系统能获得扩展，将设备单元与仪器单元随时接入网络中[12]。

5 结束语

综上所述，在机械控制系统中引入计算机技术，可大大增强系统的功能，转变传统的生产与生活方式。计算机技术优势众多，可优化机械控制系统，使其朝着网络化与扁平化方向发展；还可提高系统的数据处理效率，高效处理各种复杂的图像与信号，将其转化成可识别的语言，满足用户需求。因此，企业可根据实际情况结合计算机技术与机械控制系统设计，提高生产效率和质量。