浅析计算机控制技术

摘 要：计算机控制技术是计算机技术与自动控制技术相融合而产生的一门新兴学科，是随着计算机技术与自动控制技术的发展而逐渐发展起来的。自动控制技术曾应用于人们生产、生活的各个领域，但由于其对控制品质的要求越来越严格，致使简单的控制理论有时无法满足复杂的控制需求。而计算机技术的应用则促进了计算机控制技术的发展，先进的计算机技术控制理论和计算机技术的完美融合，推动计算机控制技术向更高的领域发展。

关键词：计算机控制技术 概述 特点 应用方式 发展方向

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）11-0-01

随着科学技术的不断进步，人们更多的利用计算机来实现对各领域的控制。计算机技术、自动控制技术、CRT显示技术、检测与传感器技术、微电子技术的高速发展以及通信与网络技术的发展，为计算机控制技术的发展带来了巨大的推动力。本文将就计算机控制技术的概述、特点、应用方式、发展方向这几个方面做出论述。

一、计算机控制技术之概述

以计算机应用技术、自动控制技术和电子技术作为基础的计算机控制技术，在实现自动化的生产过程、精密化的生产技术、信息化的生产设备及最佳化的机电控制系统的过程中，把计算机控制技术作为核心，并充分综合利用了可编程控制技术、计算机网络技术、单片机技术。由此可见，一个完整的计算机控制系统应由被控对象、主机、外围设备、外部設备、软件系统和自动化仪表几个部分组成，硬件和软件均是组成计算机控制系统的最重要的两大组成部分。而计算机控制系统的控制过程则由实时数据采集、实时控制决策及实时控制三个方面来实现控制。[1]

二、计算机控制系统的特点

1.从结构维度分析，数字计算机才是计算机控制系统执行控制功能的核心部件，执行机构和测量装置等是其常用的模拟部件。由此可见，计算机控制系统是数字部件和模拟部件的混合系统。

2.从信号形式分析，计算机控制系统中除了有连续模拟信号之外，离散数字和离散模拟等信号形式也是其常用的信号形式。

3.从控制系统的本质分析，计算机控制系统与连续控制系统在本质上有很多不同之处，主要是由于计算机控制系统中除了连续信号外，还有数字信号，因而需采用专门的理论来对它进行分析和设计。

4.从灵活性和适应性分析，在计算机控制系统中，如果想修改一个控制规律，仅仅修改软件即可，降低了对复杂的控制规律和控制方案进行在线修改的难度，从而使控制系统呈现出灵活性和适应性的特征。

5.在计算机控制系统中，高速的运算能力是计算机的特性，因而控制计算机可以采用分时控制的方式达到同时控制多个回路的目的。

6.采用计算机控制，有助于实现管理与控制的一体化，推动企业的自动化向更高层次发展。

三、计算机控制系统的应用方式

计算机控制系统所使用的形式与被它控制的生产过程的复杂程度紧密相关，不同的要求和不同的被控对象，是有不同的控制方案的。计算机控制系统可分为以下几种典型的形式：操作指导控制系统；直接数字控制系统；分散控制系统；监督控制系统和现场总线控制系统。

1.操作指导控制系统结构十分简单，安全性和灵活性是其最主要的特征。但由于需要人工操作，除了在速度上受到限制，也有不能同时控制多个对象的不足之处。

2.直接数字控制系统，是生产过程的底层最常应用的控制系统。计算机通过采集现场数据做参数，按一定控制规律的控制算法运算后向生产过程输出控制信号，可以直接参与对过程参数DAS系统的监视功能。这种控制方案由软件进行控制，因此便于修改，灵活性、方便性较强。

3.将计算机技术、控制技术、显示技术和通信技术结合起来的新型计算机控制系统就是分散控制系统。它通过计算机网络将分散在不同地方，执行不同功能的计算机连接起来，按照总体配置、集中管理、信息共享，分散控制、各司其职的原则，形成高可靠性、高性能的计算机控制系统。

4.监督控制作为一个分机的控制系统，上级的监督计算机通过采集反映工况的参数，可以计算出当时情况下的最佳方式，提供给下级从而实现对过程的控制。

5.将现场智能仪表与自动化系统现场控制装置互连的网络控制系统就被称为现场总线控制系统。现场总线是连接工业工程现场仪表和控制系统之间的通信网络，同现场仪表联用并和控制系统组成现场总线控制系统。

五、计算机控制系统的发展方向

1.集散控制系统广受青睐，发展前景乐观。现如今，集散控制系统技术因其逐步完善而成为被广泛使用的主流系统。

2.可编程序控制器的发展。随着计算机技术和微电子技术的迅猛发展，PLC的功能已经远超出了逻辑运算、顺序控制的范围，更为高档的PLC还能进行数学计算、数据处理、PID运算、故障自诊断、联网通信等。

3.计算机集成制造系统的发展。计算机集成制造系统是在制造技术、信息技术和自动化技术基础上，通过计算机软件，将制造工厂所有生产环节以及所需要使用的分散的自动化系统有机地集成起来，从而实现品种多、中小批量生产的高效益、高柔性的智能制造系统。

4.低成本自动化的发展。随着计算机向高速度、大容量的方向发展，各产品功能逐步趋于完善，但与之相反的是成品却越来越低。

5.智能控制系统的发展。目前为止，智能控制还没有统一的定义，所谓智能控制系统就是为实现某个目标而驱动自主智能机器并且无需操作人员干预的自动控制系统。智能控制的理论基础是控制论、人工智能、系统学和运筹学等学科。

六、结语

计算机控制技术的不断发展为社会的发展提供了巨大的推动力。我们可以预见，通过各大学者与技术人员的不懈努力，今后我国会在计算机控制方面取得更多的进展和出人意料的成果。

参考文献

[1]许勇 《计算机控制技术》[M] 机械工业出版社 2008

作者简介：李子华，男，（2000.7-），汉族，北京市人，高中学历，研究方向：计算机方向。endprint