工业自动化控制系统中计算机技术的应用探究

董建文

摘 要：随着时代的进步和社会的发展，科学信息技术的应用越来越广泛，自动化控制系统在现代工业生产中的地位越来越重要，而要实现工业自动化控制，离不开计算机技术的融入和应用，因此本文对工业自动化系统中计算机技术的应用进行探究和分析。

关键词：工业自动化;计算机技术

一、工业自动化控制系统的概念

工业自动化即以工业生产中的各种参数为控制依据，实现各种过程控制，在整个工业生产中，充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作，尽量减少人力的操作，又称为工业自动化生产。工业自动控制系统通过工业控制计算机对传感器及局域网所采集的各种信息的归纳、分析、整理，实现信息管理与自动控制的一体化，并通过权限认证确保信息安全。

经过长期不断的发展，工业自动化控制系统在充分运用计算机技术方面取得卓越成效，计算机技术在自动化生产过程中已发挥其重要作用，成为生产过程安全稳定自动化运行不可或缺的工具。

二、工业自动化控制系统中的计算机技术

从计算机技术角度出发，计算机技术只是一个笼统的概念，也就是宏观概念。对于工业自动化控制系统来说，计算机技术主要包括 PLC控制技术、DCS控制技术、FCS 控制技术。

1.PLC控制技术

PLC控制系统是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，由电源组件、微处理器CPU及存储组件、输入及输出组件构成，一般是采用循环扫描工作方式，当用户将用户程序调试完成后，通过编程器将其程序写入PLC存储器中，同时将现场的输入信号和被控制的执行元件相应的连接在输入模块的输入端和输出模块的输出端，接着将PLC工作方式选择为运行工作方式，后面的工作就由PLC根据用户程序去完成。

2.DCS控制系统

DCS控制系统即集散控制系统，采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制，通常采用分级递阶结构，每一级由若干子系统组成，每一个子系统实现若干特定的有限目标，形成金字塔结构。

3.FCS控制系统

FCS即现场总线控制系统，是由PLC（Programmable Logic Controller）或DCS（Distributed Control System）发展而来的，具有很好的开放性、互操作性和互换性。

三、工业自动化控制系统中应用计算机技术的意义

随着时代的进步和社会的发展，科学信息技术的应用越来越广泛，越来越多的传统工业将被市场淘汰，面临转型和升级。市场需求的飞速增加，迫使人力已经不能够满足市场需要，工业化、自动化成为市场经济的新需求，因此在工业生产的过程中，必须使其信息化，减少其生产成本，保障其生产效率。随着计算机信息技术的普及，计算机控制技术能够增强控制精度、降低误差、增强生产效率，在工业自动化控制系统中被广泛运用。

四、工业自动化控制系统中计算机技术的应用

1.PLC控制技术的应用

PLC的运行包括输入采集、程序执行和输出刷新三部分。其运行方式主要是将信号输入到输入端子，并依次进入到输入映像区，用户应用程序。通过应用程序进入到輸出映像区，到输出锁存，输出端子，最后输出信号。PLC在工业控制系统中往往充当对受控设备，如电机、变频器和数码管等进行控制的元件。

PLC 控制技术在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品和交通等行业。随着时代的发展和计算机技术的升级换代，计算机控制系统在工业自动化控制系统中的应用功能将会不断被刷新。计算机控制技术将会向高速度、智能化方向发展，向大系统或系统工程的方向发展，向管理控制一体化的方向发展。

2.DCS控制技术的应用

DCS系统可进一步划分为分散过程控制级、集中控制监控级、综合信息管理级和通信网络系统，其中通信网络是最核心的部分。典型的 DCS 体系机构呈现三站一线式，即系统网络主线上分布操作员站、工程师站和服务器及其他功能站，共同作用于现场控制站，与现场变送器和执行器相互作用。要采用先进的控制策略，为预测检修提供相应的数据，保障检修工作顺利展开。此外，该系统还具备较全面的控制功能，可利用网络技术达到与较先进的计算机之间的连接，从而实现高级控制，让系统能够更好地运行。

3.FCS控制技术的应用

FCS系统技术可以保障同企业管理层的资料管理系统的信息交流，帮助车间主任和工段长制定工作计划，建立调度员和操作员的操作工作位置，完成资料的接收和工艺流程的直接控制等。通过将 FCS 系统应用到各项设备中，能够实现全数字化、全分散、开放性、操作型的工业自动化控制系统。

总而言之，在工业制造中自动化生产是重中之重，需要引进先进技术和设备作为辅助，其中计算机技术就是极具代表性的技术。在控制计算机应用时，必须要进一步研发计算机控制技术，在降低成本的基础上，提高生产效率和质量，发挥计算机技术的最大作用，推动我国工业自动化的高效发展。

参考文献：

[1]黄丽娜.计算机控制技术在工业自动化生产中的应用研究[J].电子技术与软件工程，2016（11）： 181.

[2] 赵文驰 . 计算机技术在工业自动化控制系统中的应用 [J].山东工业技术，2017（5）：122-122.

（临沂大学自动化与电气工程学院  山东  临沂  276000 ）