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工業(yè)自動化計算機(jī)技術(shù)特點研究
工業(yè)自動化是機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程在不需要人工直接干預(yù)的情況下，按預(yù)期的目標(biāo)實現(xiàn)測量、操縱等信息處理和過程控制的統(tǒng)稱。以下是yjbys小編為您整理的工業(yè)自動化計算機(jī)技術(shù)特點研究論文，希望能對您有所幫助。
摘 要：我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展大多是在引進(jìn)先進(jìn)成套設(shè)備并進(jìn)行消化吸收，然后二次開發(fā)和應(yīng)用。目前計算機(jī)技術(shù)在我國工業(yè)控制自動化產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)形成。工業(yè)控制自動化技術(shù)以低成本工業(yè)PC基礎(chǔ)為主流，向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化 計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用 發(fā)展
一、引言
工業(yè)控制自動化技術(shù)成為20世紀(jì)最重要的技術(shù)之一，對企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。工業(yè)控制自動化集控制理論、儀器儀表、計算機(jī)和其它信息技術(shù)為一體，實施工業(yè)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策生產(chǎn)過程，是一種增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全的綜合性技術(shù)，工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)是工業(yè)自動化的主要部分。，
隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動化計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大。由原來主要應(yīng)用于過程控制，如煤、油等連續(xù)化、流程化的生產(chǎn)過程;或者機(jī)械、電子、汽車等離散加工的制造自動化過程逐步擴(kuò)大領(lǐng)域，如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、智能儀器、汽車電子化等機(jī)電一體化產(chǎn)品等。目前，工業(yè)自動化計算機(jī)技術(shù)還應(yīng)用于環(huán)保、公用工程、道路與交通、樓宇與社區(qū)等。
二、工業(yè)計算機(jī)的發(fā)展特點
由于計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種工業(yè)自動化手段的發(fā)展開始相互影響，相互作用，大致呈現(xiàn)以下特點。
1.自動化技術(shù)界限模糊
信息技術(shù)的滲透性、融合性比較強(qiáng)，由于自動化的各種技術(shù)專業(yè)合并，工業(yè)控制計算機(jī)系統(tǒng)、機(jī)電一體化、數(shù)控、制造技術(shù)、CIMS等技術(shù)學(xué)科之間的界限變得模糊，這是發(fā)展的需要，技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
2.各種控制系統(tǒng)之間融合
在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，由于計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化的發(fā)展具有滲透性和共通性，一些控制系統(tǒng)如FCS、IPC、NC、DCS、PLC等會相互補(bǔ)充和促進(jìn)、彼此共存，如工業(yè)PC與低價的微型PLC相比其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度高。PC不會代替PLC，工業(yè)自動化發(fā)展存在于工業(yè)PC 和 PLC之間的融合。盡管PLC、DCS、NC、IPC、FCS等設(shè)計目地不一致，各有適宜的應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)，但在技術(shù)上彼此“學(xué)人之長，補(bǔ)己之短”，各種控制系統(tǒng)之間融合提高了傳統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。
三、計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化的應(yīng)用
工業(yè)自動化的計算機(jī)技術(shù)發(fā)展與信息化、數(shù)字化、智能化、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。目前世界工業(yè)控制計算機(jī)市場正在以每年10-15%的速度增長。計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用領(lǐng)域越來越多，發(fā)展也越來越重要，地位也不斷得到提高。以下就計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化的發(fā)展和應(yīng)用方面進(jìn)行探討：
1.DCS
集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)于1975年問世，生產(chǎn)主要集中在美、德等國。70年代中后期起，我國主要行業(yè)(如電力、石化、建材和冶金等)的DCS基本全部進(jìn)口。80年代初期開始引進(jìn)、消化和吸收并研制國產(chǎn)化DCS技術(shù)。近10年，我國DCS系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展很快，崛起了一批優(yōu)秀企業(yè)，這批企業(yè)研制生產(chǎn)的DCS系統(tǒng)，不僅品種數(shù)量大幅度增加，而且產(chǎn)品技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)的出口也在逐年增長。
DCS是受計算機(jī)影響最大、反應(yīng)最快的一種。盡管FCS發(fā)展很快，但是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的維護(hù)和改造還需要DCS。當(dāng)前工業(yè)控制計算機(jī)生產(chǎn)過程仍是大系統(tǒng)、分散對象、連續(xù)，分散型控制系統(tǒng)仍在發(fā)展。開放結(jié)構(gòu)和集成技術(shù)的發(fā)展促使大型分散型控制系統(tǒng)發(fā)展。由于數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，DCS向綜合方向發(fā)展，將各種調(diào)節(jié)器、PLC、工業(yè)PC、NC等構(gòu)成大系統(tǒng)，滿足自動化、開放化要求。DCS向智能化方向發(fā)展，現(xiàn)在DCS的產(chǎn)品具有系統(tǒng)開放、管控一體化特點，還帶有先進(jìn)控制軟件。
2.NC
機(jī)械智能化技術(shù)工業(yè)自動化領(lǐng)域一種新技術(shù)。它可補(bǔ)償機(jī)械自身因溫度、機(jī)械負(fù)荷等引起的機(jī)械變形。而檢測主軸負(fù)荷、主軸及機(jī)座變形的傳感器自身具有信號處理功能，所以叫智能傳感器。故障的診斷與維修是NC重要技術(shù)。它基于AI故障診斷的存在，把NC裝置通過互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)與中央計算機(jī)相連接，使其能夠遠(yuǎn)距離診斷，一方面建立用于診斷故障的數(shù)據(jù)庫，另一方面進(jìn)一步發(fā)展維修系統(tǒng)，在發(fā)生故障前把系統(tǒng)部件更換。它的實現(xiàn)需要智能傳感器、高速PMC及大型數(shù)據(jù)庫。
3.PLC
PLC在工業(yè)環(huán)境下使用，是一種可編程邏輯控制系統(tǒng)，采用了可編程序，實現(xiàn)運算、 控制、記錄等操作指令,將存儲內(nèi)容通過數(shù)字或模擬量等形式控制工業(yè)生產(chǎn)過程。該種控制系統(tǒng)的抗干擾能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)技術(shù)，適合于較為復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，而且操作簡單，往往采用些形象、直觀的簡單程序來適應(yīng)現(xiàn)場操作。目前PLC發(fā)展成為與DCS相抗?fàn)幍拇笙到y(tǒng)，具有高功能、高速度、大容量、網(wǎng)絡(luò)化和通信強(qiáng)化通信能力。CIMS、工業(yè)自動化和過程控制等大系統(tǒng)的應(yīng)用，可編程序控制器編程語言多樣化，適合不同應(yīng)用場合和不同國家應(yīng)用習(xí)慣的要求，并且允許在同一個 PLC程序中使用多種編程語言。PLC的發(fā)展?jié)摿�很大，不僅和其他工控機(jī)聯(lián)合，而且日益滲入到DCS中，走進(jìn)CNC領(lǐng)域。
4.IPC
因PC機(jī)資源豐富、產(chǎn)量大、價格低，為廣大技術(shù)人員認(rèn)可。家用電腦逐步普及，PC機(jī)占通用計算機(jī)95%是工業(yè)PC熱的基礎(chǔ)。它在過程控制、制造自動化、樓宇自動化等方面扮演重要角色。在我國，實時操作系統(tǒng)和編程語言等較好解決的IPC市場在擴(kuò)大。嵌入式系統(tǒng)得到發(fā)展和應(yīng)用，它以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)，從功能、可靠性、成本、體積、功耗方面來看，是IPC發(fā)展的主要表現(xiàn)
5.FCS
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)從抗干擾能力、魯棒性到布線安裝、系統(tǒng)擴(kuò)展、投資費用等方面都具有明顯的優(yōu)勢，它完整地實現(xiàn)了控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的集成，它的出現(xiàn)加快了工業(yè)智能化的步伐。FCS系統(tǒng)具有現(xiàn)場數(shù)字化，降低成本，系統(tǒng)效率高，便于安裝和維護(hù)功能，同時具有很高的傳輸速度和很強(qiáng)的抗干擾能力。在FCS中，軟件和硬件互換性好，更新?lián)Q代容易，具有開放性。
6.傳感器
傳感、通信、計算機(jī)技術(shù)構(gòu)成現(xiàn)代信息的三大基礎(chǔ)。傳感器的作用主要是獲取信息，具有高功能、高速度、大容量性能。傳感器技術(shù)是實現(xiàn)裝備數(shù)字化、流程最優(yōu)化的基礎(chǔ)。當(dāng)前，傳感器技術(shù)在傳統(tǒng)行業(yè)中的應(yīng)用量大面廣，而工業(yè)現(xiàn)場自動控制的水平也在很大程度上決定于傳感器的水平。目前傳感器技術(shù)向著微型化、高精度、低功耗、高可靠的智能傳感器方向發(fā)展，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡(luò)等新應(yīng)用將浮出水面。
7.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)有線和無線相結(jié)合發(fā)展
有線局域網(wǎng)以廣泛的適用性和技術(shù)價格方面的優(yōu)勢，得到了迅速發(fā)展。然而，在工業(yè)現(xiàn)場，一些工業(yè)環(huán)境禁止、地方限制限制，有線局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用，因此無線局域網(wǎng)技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用。
隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線局域網(wǎng)技術(shù)將在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越大的作用。它可以便捷地?zé)o線連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，隨時、隨地、隨意地訪問網(wǎng)絡(luò)資源。無線局域網(wǎng)可以在不用網(wǎng)絡(luò)電纜線的情況下，提供以太網(wǎng)互聯(lián)功能。
隨著工業(yè)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動化手段也發(fā)生了很大的變化。自動化技術(shù)和計算機(jī)輔助設(shè)計等軟件發(fā)展和普及給工業(yè)產(chǎn)品帶來了重大變化，并已滲透到工業(yè)自動化產(chǎn)品設(shè)計的各個方面。利用這些計算機(jī)技術(shù)工具，工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計大大減輕了設(shè)計、生產(chǎn)的工作量和難度，有效地提高了工作效率。
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