摘要：在科学技术不断化的发展下，人们越来越多的应用计算机进行控制。计算机技术、自动化控制技术、检测和传感器技术、CRT显示技术、通信与网络技术和微电子技术的高速发展，都给计算机控制技术带来更大的挑战。设计一个性能好的计算机控制系统是十分重要的，计算机控制系统主要是由硬件、软件所组成，一个完整的控制系统需要充分考虑到抗干扰性能，系统抗干扰性的能力将直接影响整个系统的安全运行。本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析计算机控制技术的应用，希望对相关从业人员有所帮助。
关键词：计算机控制技术；系统；应用
1计算机控制系统的概述分析
采用计算机进行控制的系统称为计算机控制系统，也称为是数字控制系统，如果说不考虑其量化的问题，计算机控制系统主要是采样系统，如果说把连续控制对象、保持器进行离散化，采取控制系统就称为是离散控制的系统，采样、离散系统的理论是研究计算机控制系统的基础。
2计算机控制系统的控制过程
（1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。（2）实时控制决策：对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程。（3）实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
3计算机控制系统的特点
（1）结构上。计算机控制系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外，其执行控制功能的核心部件是数字计算机，所以计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统。（2）计算机控制系统中除仍有连续模拟信号之外，还有离散模拟、离散数字等多种信号形式。（3）由于计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计。（4）计算机控制系统中，修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性。（5）计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算能力，一个控制器（控制计算机）经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路。（6）采用计算机控制，如分级计算机控制、离散控制系统、微机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。
4计算机控制系统的组成
计算机控制系统主要由硬件和软件两大部分组成，而一个完整的计算机系统应由下列几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表和软件系统。
（1）硬件：
a）由中央处理器，时钟电路，内存储器构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部分。b）通用外围设备按功能可分为输入设备、输出设备和外存储器三类。c）过程I/O通道，又称过程通道。d）通用接口电路，一般有并行接口、串行接口和管理接口（包括中断管理、直接存取DMA管理、计数/定时等）。e）传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变成电学量。变送器的作用是将传感器得到的电信号转变成适用于计算机借口使用的标准的电信号。f）计算机控制系统一般要有一套专供运行操作人员使用的控制台称为运行操作台，操作台一般包括各种控制开关、数字键、功能键、指示灯、声信器、数字显示器或CRT显示器等。
（2）软件：软件是指计算机控制系统中具有各种功能的计算机程序的总和，如完成操作、监控、管理、控制、计算和自诊断等功能的程序。整个系统在软件指挥下协调工作。从功能区分，软件可分为系统软件和应用软件。
5计算机控制系统的典型应用方式
5.1操作指导控制系统
操作指导控制系统机构简单，控制灵活安全，但由于要人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。
5.2直接数字控制系统（DDC）
DDC系统是面向生产过程的底层应用功能。计算机通过自动化仪表、输入通道、输出通道，采集现场参数，经过处理和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，直接参与对过程参DAS系统的监视功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆控制方案由软件实现，修改灵活、方便，除能实现PID控制规律外，还能实现多回路的串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解耦控制及自适应、自学习、最优控制和智能控制等复杂控制规律的控制。DDC系统一个是闭环控制系统。
5.3监督控制系统（SCC）
SCC系统是一个分机的控制系统。上级的监督计算机从生产过程采集反映工况的参数，进行寻优计算，计算出当时工况下的最佳给定值，提供给下级执行DDC控制的计算机实现对过程的控制。可实现生产过程的最优控制，使控制的目标值达到最佳。SCC可以提高系统的可靠性，当上位机出现故障时，DDC计算机可以独立完成控制操作；当DDC计算机出现故障时监督控制计算机可以取而代之，执行控制任务。SCC是闭环控制系统。
5.4分散控制系统（DCS）
DCS是将计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术（即所谓“四C”技术）结合起来的新型计算机控制系统。它通过数据高速公路（或计算机网络）将分散在不同地方，执行不同功能的计算机连接起来，按照信息共享，分散控制，集中管理，总体配置，各司其职的原则，构成的高性能，高可靠性的计算机控制系统。DCS系统安全，可靠，便于维护、扩展。是一个闭环控制系统，它兼有以上几种系统的功能。
5.5现场总线控制系统（FCS）
现场总线控制系统（FCS）是实现将自动化系统现场控制装置与现场智能仪表互连的实时网络控制系统。现场总线是连接工业工程现场仪表和控制系统之间的全数字化、双向、多站点的串行通信网络，与控制系统和现场仪表联用组成现场总线控制系统。现场总线不单单是一种通信技术，也不仅仅是用数字仪表代替模拟仪表，它是用新一代的现场FCS代替传统的分散型控制系统DCS，实现现场总线通信网络与控制系统的集成。
6计算机控制系统的发展方向
6.1集散控制系统
目前，在过程控制领域，集散控制系统技术已日趋完善而逐步成为广泛使用的主流系统。集散控制系统又称为以微处理器为基础的分散型信息综合控制系统。集散控制在其发展初期以实现分散控制为主，因而国外一般沿用分散控制系统的名称，即DCS（Distributed Control System）。进入80年代以后，分散控制系统的技术重点转向全系统信息的综合管理。因考虑其分散控制和综合管理两方面特征，故称为分散型综合控制系统，一般简称为集散系统。
6.2可编程序控制器
进入20世纪80年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展PLC的功能已经远远超出了逻辑运算、顺序控制的范围，高档的PLC还能如微型计算机那样进行数学计算、数据处理、故障自诊断、PID运算、联网通信等。因此，把它们统称为可编程序控制器PC（Programable Controller）。
6.3计算机集成制造系统
计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）是在自动化技术、信息技术及制造技术基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂全部生产环节，包括产品设计、生产规划、生产控制、生产设备、生产过程等所需使用的各种分散的自动化系统有机地集成起来，消除自动化孤岛，实现多品种、中小批量生产的总体高效益、高柔性的智能制造系统。
6.4低成本自动化
近年来，随着计算机向高速度、大容量发展，各种功能完善、价格昂贵的计算机综合自动化系统日趋完善。与此同时，国际上的科技发展动态又向着低成本自动化――LCA（Low Cost Automation）的方向发展。
结束语
综上所述，计算机控制技术是一门以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础，以计算机控制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科。目前，企业对具备较强的计算机控制技术应用能力专门人才需求很大，将来一定有很大的发展前景。
参考文献
[1]党媚，王曙霞.高职院校“计算机控制技术”课程项目教学方法研究[J].科技资讯.2010（26）.
[2]王莉.浅谈项目化教学在高职“计算机控制技术”课程中的应用[J].科技信息.2010（25）
论文作者:韩志涛
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/1
标签：系统论文; 控制系统论文; 计算机控制论文; 计算机论文; 技术论文; 分散论文; 生产过程论文; 《防护工程》2019年第6期论文;