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互聯(lián)網時代的計算機控制技術探索論文
計算機控制技術的優(yōu)化和發(fā)展需要經過一個過程。而當今是互聯(lián)網技術普遍存在的時代,這一時代的到來對計算機控制技術的發(fā)展和完善非常有利。以互聯(lián)網為媒介的計算機控制技術在處理信號或信息上實現(xiàn)自動化和高效化,提升了計算機控制技術的應用范圍。
隨同著工業(yè)技術的不時開展，特別是網絡技術、微處置器技術等的提高，計算機控制技術的定義曾經發(fā)作了基本的變化，進入了一個多機的、自動化消費、控制和智能一體化相分離的開展方向。本篇文章將歸結計算機控制技術的開展概略，同時指出作為計算機控制技術操作工程師主要的義務和工作從事狀況。
1 集中控制到集散控制的開展
最初的計算機控制主要采用的是集中控制的工作方式，在停止一系列的包括采集信號、運算處置、信息反應、顯現(xiàn)狀態(tài)等任務的過程中，均是經過工業(yè)控制計算機IPC來控制的。IPC工業(yè)控制計算機將各種參數(shù)，如，壓力、溫度、PH值等停止有效的搜集，然后經過接口卡來承受經過處置而得到的信號。如今，隨同著控制系統(tǒng)日益增加的復雜度，單獨的一臺計算機曾經不能勝任多種信號的處置工作了，在這種狀況下，散布式控制系統(tǒng)便應運而生，依據功用的不同，可分為上位機、下位機。上位機主要擔任整體集中監(jiān)視工作，下位機為散布在各現(xiàn)場的用于散布控制的個體。而上、下位機則經過相關的通訊互聯(lián)網停止傳送信息工作。
通訊是集散式控制系統(tǒng)的中心，它作為DCS的中央神經系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)具有可拓展性、平安性和有效性。DCS最初研發(fā)階段的瓶頸為系統(tǒng)開放性低。許多廠家采用封鎖方式來完成運營壟斷，而不同廠家之間的信息閉塞，則成為了DCS系統(tǒng)開展艱難的主要問題之一。
2 封鎖系統(tǒng)到工業(yè)現(xiàn)場總線的開展
為了到達加強DCS系統(tǒng)的兼容性、開放性的目的，必需采取措施完成DCS系統(tǒng)網絡協(xié)議的公開化和規(guī)范化，因而就有了封鎖系統(tǒng)到工業(yè)現(xiàn)場總線的開展。工業(yè)現(xiàn)場的總線控制系統(tǒng)（簡稱FCS）的主要功用就是完成數(shù)據“點到點”到“總線”的方式轉變。依照總線方式，整個控制系統(tǒng)雜亂無章的停止運轉，各種設備的工作都是一個“總線單元”，互相平行的運轉，恪守公開、統(tǒng)一的通訊協(xié)議停止綜合自動控制相關工作。FCS相比于DCS系統(tǒng)，更能完成順應用戶的請求，它采用的是開放式的現(xiàn)場總線協(xié)議，經過這種協(xié)議諧和現(xiàn)場一切支線工作，使得維護和本錢都降低。所以說，F(xiàn)CS系統(tǒng)是種互聯(lián)的、開放的散布式系統(tǒng)。
現(xiàn)場總線技術是一種可以完成“變分散為集中，完成統(tǒng)一控制管理”的技術，可以分散風險，完成控制別離。在整個系統(tǒng)中，經過智能儀表來完成數(shù)據的搜集、處置、運算控制及輸出等現(xiàn)場工作，而上位機擔任一些高端工作。
從上個世紀80年代，現(xiàn)場總線技術就開端開展，而它在開展過程中的各種規(guī)范也不時成為工業(yè)國度和廠商的搶奪焦點。如今，Profibus及CAN均是中國自動控制范疇的中心。1996年，Profibus規(guī)范開端進入中國，在10年光景的推行中，普遍存在于我國的工業(yè)范疇中。2006年，Profibus成為了我國第一個現(xiàn)場總線技術的國度規(guī)范。到如今為止，Profibus仍是應用最為普遍、各種控制設備、儀表品種最為齊全的總線技術，不斷是車間級的總線規(guī)范、自動化集成的首要選擇。同時，CAN是機電設備控制相關范疇中應用最為普遍的總線技術，不斷是工業(yè)機械手、汽車電子、高速印刷機等控制系統(tǒng)的設備級的總線規(guī)范。也就是說，Profibus和CAN分別是自動化、電子工程師的首選。
3 現(xiàn)場控制到企業(yè)自動化的開展
EtherNet/IP即以太網工業(yè)協(xié)議，是一種以以太網的傳輸為規(guī)范的協(xié)議。目前，這個協(xié)議被三大組織所支持，即the Industrial Ethernet Association（IEA）、ControlNet International（CI）、the Opening DeviceNet Vender Association（ODVA）。以太網工業(yè)協(xié)議旨在構成一個開放式的網絡協(xié)議，以便于工業(yè)控制網絡的開放式建立。工業(yè)以太網能夠定義為將商業(yè)以太網（IEEE802.3規(guī)范）在技術上完成統(tǒng)一、同時提升產品的器件選用、適用性、牢靠性和抗干擾才能，以滿足不時增長的工業(yè)現(xiàn)場需求。
控制造用要能滿足實時性，這是工業(yè)控制網絡必需服從的準繩，換句話說，傳輸信號的過程要疾速同時信號必需穩(wěn)定，因而要保證滿足數(shù)據定時刷新的請求。以CSMA/CD的方式所停止的傳統(tǒng)以太網的傳輸，不能在電荷負荷過大的時分正常運轉。工業(yè)以太網采用的是新的信息交流技術，可以快速刷新信號，這就為以太網信號的不肯定問題找到理解決辦法。如，EtherNet能夠到達100M、10G的傳輸速率，減少了網絡傳輸?shù)难訒r問題，使得阻塞幾率大大降低。雙工星形的拓撲構造及EtherNet技術則使傳輸實時性、肯定性變成了可能。
“信息化工廠”是工業(yè)以太網的技術存在意義，這里的信息化工廠指的是在信息根底相關設備的根底上，應用信息處置手腕，將信息搜集、傳輸、計算處置和綜合應用，好像在工廠中消費、管理和運營的手腕一樣。能夠說，工業(yè)以太網是自動化控制的中心，管理、運營等信息的傳輸都靠它。
經過完成“信息化工廠”形式，可以使得整個內部信息運轉順暢、較少內訌、進步應變市場才能和增加效率的才能。能夠說，工業(yè)以太網是現(xiàn)代企業(yè)運營成必不可少的局部。
很多現(xiàn)場設備對EtherNet/IP協(xié)議都很支持，它能完成直連下層設備，直接掛接變頻器和散布式IO，并采用以太網交流機作為中部鏈接，完成整個信息交流系統(tǒng)。EtherNet/IP控制網絡的功用包括以下幾方面，決議性控制、順應應用需求、毛病包容措施、遠程控制、低本錢銜接、內部平安和開放式規(guī)范。它具有許多值得推行的價值，如，完成了商業(yè)和企業(yè)的簡單整合，即有效的將消費控制、質量監(jiān)視、可檢測性及系統(tǒng)維護等分離起來；高速、高帶寬，便于網絡技術的融進，可以銜接普遍區(qū)域內的設備；便于專家遠程效勞、診斷及部署等，有利于本錢的降低和便當快捷停止信息控制等。所以，有人將工業(yè)化的以太網形容為“總工程師讀數(shù)據的網”。能夠看出，工業(yè)以太網具有無縫對接的優(yōu)點，這樣，工程師們就能完成遠程對掛在以太網上設備的控制管理了。
4 結論
互聯(lián)網時期的計算機控制技術是完成了集中控制到集散控制的開展、封鎖系統(tǒng)到工業(yè)現(xiàn)場總線的開展、現(xiàn)場控制到企業(yè)自動化的開展的過程。最初的計算機控制采用集中控制的工作方式，一系列任務均是經過工業(yè)控制計算機IPC來控制的；DCS系統(tǒng)具有可拓展性、平安性和有效性，但信息閉塞；工業(yè)現(xiàn)場的總線控制系統(tǒng)FCS完成數(shù)據“點到點”到“總線”的方式轉變，是一種互聯(lián)的、開放的散布式系統(tǒng)；EtherNet技術則使傳輸實時性、肯定性變成了可能。
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