计算机在工业自动控制系统中的运用

重庆航天职业技术学院 何渝蔺

现代工业背景下，智能化、自动化、集约化已经成为工业产业的主体发展目标。工业产业的转型，实现以技术为驱动，替代原有的工业生产力，智能系统、计算模型的应用，解决传统工业生产误差问题，提高工业生产效能。计算机与工业自动控制系统的融合应用，深化自动控制能力，为终端操控机构与主系统建立多节点联动渠道，增强数字服务精度。对此，探讨计算机自动控制系统工作原理及类型，分析计算机在工业自动控制系统中的组成，并对计算机在工业自动控制系统中的运用，为我国工业产业发展提供建议。

工业产业是我国经济体系中的重要组成部分，工业生产质量、生产效率，决定工业产业的生产效能，要想实现跨越式发展，应同步引入先进技术体系以及管理经验，完善工业生产体系，将原有劳动力生产转变为智能化、自动化生产模式。工业自动控制系统的研发与应用，将终端操控机构与主系统相关联，打造出多位一体的数据驱动体系，辅助工业自动化生产。此过程计算机设备及其技术的实现，为复杂程序提供逻辑性处理平台，搭载智能计算系统，完成对数据信息的识别与管控，增强数据服务质量，提高工业自动控制精度，提高我国工业生产实力。

1 计算机自动控制系统工作原理及类型

1.1 计算机自动控制系统工作原理

依托计算机实现的自动化控制，主要由硬件与软件两个部分，对数据指令以及终端机构执行提供驱动载体，通过计算机面向控制目标，保证数据信息传输及映射的精准性。对于工业生产来讲，自动化控制的实现是采取实时响应模式，依据设备运行功能，对指令的下达与信号信息传输，提供即时流通平台。定向需求对计算机控制系统提出技术基准，例如，被控制目标、瞬时值检测以及数据信息采集获取与传输的瞬时性，保证工业控制在实现过程中，按照计算机实施决策功能，完成数据变量的匹配，确保被控制对象参数变动条件可按照计算机下达指令完成定向驱动，增强工业生产控制精度[1]。除此之外，实时控制系统应具备决策功能，确保执行机构在运行期间，按照系统发射信号，完成任务自动化匹配及驱动，在不同运作模式下，通过数据信息之间的循环往复，达到高质量、高精度的自动化控制，提高工业产业的运行精度。

1.2 计算机自动控制系统的类型

计算机工业自动控制类型是按照不同驱动模式以及数据、数字信号之间的衔接特征确定的，终端载体运行期间，应确保数据监控、采集、传输呈现的指令调控目标是可以即时对控制目标及计算机系统内部执行程序形成对接，解决不同工况的运作问题，增强工业自动生产的控制精度。

1.2.1 操作指导控制

操控指导控制系统以计算机自动控制功能为核心，将系统与自动控制结构进行关联，确保在工业自动化生产过程中，结构属性以及系统指令、参数之间的协同比对，增强系统运行的可靠性[2]。从实际运行特点来讲，操作指导控制系统将人员操作与机器智能操作相整合，确保控制对象在数据接收以及执行指令过程中，自动、智能计算指令执行期间可能出现的问题，并将此类关联数据同步显示到计算机设备中，保证控制结果及其关联影响是通过数据信息、数据模型等进行阐述的，为工作人员提供数据服务。

1.2.2 分级计算机控制

分级计算机控制对自动控制系统下的运行阶段进行任务目标为驱动的分级处理，此类控制系统既可单独实现任务的加工与完善，也可以按照整体目标实现对既定范围、既定功能进行精细化调控。运行期间，部门及机构在处理任务中，不会产生相互影响，又可依据主系统的协同功能，完成不同机构之间的逻辑性运作，避免产生控制工序碰撞的问题，增强数据对接性。

1.2.3 监督计算机控制

监督控制系统是利用计算机内部的程序控制，对系统操作模式中的数据信息进行实时化采集、传输与比对，分析控制系统运行期间存在的数据误差，并按照逻辑顺序完成对系统的控制。此过程监督系统可实现以数据参数值为基准的比对，起到的调节功能可赋能于数字控制系统中，也可实现对不同阶段系统的监控处理，确保工业自动化运作模式下的控制实现符合前期预测基准，提高自动化生产效率。

2 计算机在工业自动控制系统中的组成

工业自动控制系统中，工业产业复杂化的运作模式，对计算机技术及其设备提出高要求。特别是部分精细化的监管，传统人工操作产生的误差问题，无法满足工业生产背景下的产品制作需求[3]。对此，需通过计算机完成在不同工序中的调控处理，契合到工业产业自动化智能化发展路径中。计算机工业自动控制系统实现，按照不同组织机构完成对计算机功能属性以及技术对接的界定，增强数据控制精度，满足高荷载的数据处理诉求。

2.1 控制模块

总线控制作为工业自动化生产中的核心机构，此类控制模式具备的集成功能，将自动化生产系统中的各类运行参数进行集合处理，按照不同控制对象完成指令匹配，保证工业生产的逻辑性。在此期间，计算机起到面向控制对象的数据对接功能，通过在控制系统中完成数据表述，分析出不同情况下总线控制对操控系统可能产生的影响，例如，通过系数放大、积分时间常数以及滞后时间属性等，对不同操控模式所产生的各类系数问题进行分析及表述，为总线控制功能的实现提供数据支撑。

2.2 执行模块

工业自动控制中计算机执行功能是确保工业生产工序运行的基础保障，通过计算机完成对整个操控机构的数据调节，分析出工业生产外界环境，对于内部机构所呈现出的诉求点，例如通过传感器令设备具备外界环境的识别能力，信息实时化的传输映射到主系统中，明晰外界环境以及当前操作中心是否能够符合预期设定需求。此过程中执行器的实现则是利用调节模式对各类介质进行数据微调处理，保证每一个系统在执行指令期间既具备区分能力，也可实现机构与机构之间的协同效用，达到自动化、智能化的执行及处理。例如工业生产中，电动机构、气动机构以及液动机构等，均可以作为自动控制系统中计算机执行功能实现的载体，按照指令驱动，完成对工业生产体系终端部件的驱动。

2.3 测量模块

工业自动控制系统测量功能的实现，搭载计算机对系统运行参数以及机构运行过程中动态信息进行定义。此类测量是全过程作用于系统运行模式之中的，按照测量精度及实际工作系数，完成对相关操控指标的确定。利用计算机测量时，搭载数字调节与信号输入输出载体，完成对计算机既定编制程序的逻辑性输入与输出，确保每一类信号信息在自动化控制过程中，可作为一个实现载体完成主体任务的驱动，增强实际运行效果[4]。

3 计算机在工业自动控制系统中的运用

从工业生产角度来讲，自动控制系统的实现是按照企业设定的工作业务量，将技术以及终端操控功能进行对接，确保主系统下达的指令参数可持续性、自动性、智能性的驱动系统的运行，完成数据化的匹配，保证生产过程中的连贯性。以自动生产线为例，探讨计算机在自动化控制系统中的具体应用。自动生产线可以看成是基于原料输入、加工筛选、原料运输以及装配检验为一体的自动化处理工序，整个生产流程是按照既定程序完成一系列的数据比对及处理，确保生产过程中的持续性，降低岗位人员的工作量，为企业创造更多的经济效益。

3.1 计算机编程控制器

可编程计算控制器的实现真正取代传统继电器功能，完成对各类操控空气的逻辑性控制，且在计算机设备的支撑下，PLC控制功能伴随着计算机主操控系统完成多节点的确认，保证每一类数据处理，在计算机主体结构之下进行多线程、多任务的执行。对于工业自动化控制系统来讲，可以形成具有数字化、模块化的程序监管，并可按照外部的各类执行环境对内部数据进行实时化处理，按照模拟输入与输出信号，从数据模型分析出机械生产中的各类过程[5]。这样一来，可直接将计算机主操控系统中的各类编程控制器与工业生产制作终端结构构成一个有机整体，便于PLC控制器的拓展与应用，提高工业生产质量。在计算机主操控系统的支撑下，PLC控制技术可与整个工业智能化生产结构相关联，且按照PLC集成功能将自动化运行中的模块信息进行实时化传输，有效降低外界因素的干扰，整个控制功能的实用性较强，基本可以满足不同工业生产诉求。此外，PLC具备的拓展功能，可与整个生产模式进行适配，增强工业生产的自动性与智能性。

3.2 PLC 编程逻辑控制器的应用

从PLC控制模式来讲，整个硬件的标准化特征基本可以满足不同工业生产诉求，且总线与芯片集成功能的实现，可对工业生产中的各个环节进行数据化确认。逻辑性的数据处理范围是按照输入输出信号以及模块系统控制功能，完成对各类组件及终端操控机构的确认及对接，为主系统硬件驱动提供面向目标。除此之外，编程逻辑控制器在计算机强大的处理能力下，对整个工业生产出的各个信息流进行分析与处理，最大限度的规避外界干扰问题。PLC控制器的资源耗用率较低，可依据计算机主系统的多节点联动功能，完成对终端服务机构的运行，即为在整个工业生产体系下，如果逻辑性操作工序中某一类操作机构处于静止状态，则可以按照主系统以及PLC逻辑控制功能完成，对该类机构的驱动资源分化，最大限度的避免工业生产过程中的资源耗用问题[6]。

3.3 现场总线的应用

计算机在工业自动控制系统现场总线中的应用，按照整个系统的自动化驱动模式，将现场总线嵌入到专用处理器之中完成，对整个系统运行的实时化测量。搭载计算机系统，经由数据处理功能，对整个工业自动控制中所产生的数据信息进行智能化的处理，强大的通讯能力以及计算能力，基本满足大体量的数据传输需求。现场控制之中，按照数据之间的比对，分析出自动生产过程中存在的差异性问题，如果检测数据及系统基准数据存在较大误差的话，则及时启动警报处理，令工作人员明细到当前工业自动化生产中的各类偏差问题。例如在流水线工作中，通常情况下整个操作程序是固定的，但是在长时间运作模式下，终端机构部件的高荷载运行，极易产生空间位置偏差的问题。此时在一体化、框架化的生产加工中，将产生部件加工误差现象。经由外接传感器传达信息，令主系统了解外部流水线上的工业产品与预期基准存在差异性，并进行报警处理，令工作人员及时了解到生产误差。此时，工作人员则可通过终端进行参数微调，增强实际控制的精度。除此之外，自动化生产模式中，主线控制可以将不同工作区域构设出具有网络探测节点的控制框架，通过网络连接功能，将不同操作机构进行数据融通，增强总线主体的分析能力以及控制能力，保障在数据实时交换与对接下，真实阐释出工业自动化控制及生产过程中的一系列隐性问题。

4 结语

综上所述，工业自动控制技术的实现，需要搭载智能处理平台，完成指令驱动。计算机的应用，为各类自动功能实现提供平台，且计算机系统强大的整合能力，可接入工业生产自动处理系统中，保证数据信息传输、计算的精准性，增强系统处理精度，为后期自动控制功能的实现提供数据支撑。期待在未来发展过程中，自动控制体系可引入更为先进的控制技术，并利用集散控制系统，将微机与工业控制计算、数据通信系统有机关联，为自动化控制功能实现提供操作场景，降低前期开发成本，增强控制系统运行的可靠性。开拓智能控制系统新领域，将学习控制系统、分级递阶智能控制系统、专家系统等作为主要研发方向，深层次通过算法模拟实现人脑思考的模式达到控制目的，为我国工业现代化发展奠定坚实基础。