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          計算機控制系統的原理探析

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          計算機控制系統的原理探析

          【摘要】電子計算機控制技術的應用,對于自動控制技術水平的提高有著重要促進作用。在計算機控制技術研究中,控制系統的組成與實踐操作研究,是當前這一技術研究的重要組成部分。其研究的開展對于我國自動化控制水平,有著不可估量的作用。

          【關鍵詞】電子計算機;自動控制;技術原理

          隨著我國社會生產信息化與自動化趨勢的不斷推進,電子計算機控制技術的應用得到了廣泛應用。在這一情況下,做好計算機控制技術的基礎理論研究,用于促進控制技術的有力發展,就成為了當前自動化控制技術與計算機實用技術研究者的重要研究內容。在這一研究中,技術人員以計算機控制系統組成、特點與設計技術為基礎,結合新型控制技術的運行原理開展了控制技術原理研究,為計算機控制技術的發展與實用性提高提供理論研究支持。

          1計算機控制技術概念分析

          電子計算機控制技術的應用,來源于計算機技術的高速發展。技術研究者在研究中將這一技術定義為以下內容:計算機控制技術是以電子技術、自動控制技術、計算機應用技術為基礎的自動化控制技術,其運行的核心為計算機控制技術。所以計算機控制技術,在實際運行中包括了綜合可編程控制技術、單片機技術、計算機網絡控制技術等多項技術內容。在自動化控制研究中,計算機控制技術的應用可以很好提高自動控制精密度與控制效率,降低控制管理成本。

          2控制系統運行原理研究

          在計算機控制系統包括了硬件系統和軟件系統兩個主要系統。自動控制過程即是通過兩個控制系統的配合完成。下面我們分別就這兩個系統的運行原理進行研究。

          2.1硬件系統運行原理

          計算機自動控制系統的作用是通過對控制數據信息分析,在通過數據信號完成自動控制的計算機及相關控制設備。在實踐應用中,技術人員將其分為通用機系統與控制機系統,兩個組成系統。通用機系統在運行中主要是按照軟件程序,通過主機對控制數據進行計算、分析、存儲以及控制命令的工作。而控制系統則是將通用機系統的命令,發送到控制設備中,完成對自動化系統的控制過程。所以在計算機控制硬件系統中,控制機系統實際上是通用機系統的外延系統,負責完成通用機系統的命令,同時將所控制設備產生的數據信息反饋到通用機系統,完成控制系統與被控制設備的數據交換過程。

          2.2軟件系統運行原理

          如果將硬件系統比喻為控制系統的軀體與器官,軟件系統則是計算機控制系統的神經系統,負責指揮計算機控制系統的正常運行。自動控制軟件系統在實際運行中,包括了系統軟件與應用軟件兩個組成部分。系統軟件是計算機軟件運行的基礎,負責對應用軟件提供支持,同時負責對系統自身運行提供幫助。如計算機各類操作系統、計算機運行的監控軟件、語言與數據處理軟件等,都是系統軟件的組成部分。而應用軟件則是通過程序運行,完成通用機與控制機系統發出的各項控制指令,完成對被控制設備的控制工作。

          3計算機控制系統實踐操作原理

          在計算機控制系統運行中,硬件系統與軟件系統的配合工作過程大體如下。

          3.1控制系統設計

          技術人員在計算機控制設置中,首先需要做好控制系統的設計工作。其主要工作內容包括以下程序。首先確定系統需要的控制任務說明書。在控制系統設計開始前,技術人員需要了解被控制設備的技術參數、運行原理,以及設備生產加工工藝流程、精度要求、設備運行需要實現的功能等各項技術指標。除此之外,技術人員還需要對設備運行環境、操作技術人員素質等外界因素進行信息統計、分析,制定出有效的控制設計任務說明書。這一過程是控制系統設計的基礎工作,對于設計過程起到了有力的支持作用。

          其次制定系統總體方案設計。在任務說明書基礎上,技術人員即可對系統控制總體方案進行設計。方案設計的內容包括了以下內容。一是根據任務書內容,選擇硬件與軟件系統。根據任務書內容,技術人員在成本、技術指標等條件下,選擇合理的計算機硬件主機、周邊設備,以及系統軟件與應用軟件。其選擇因素包括了系統控制質量與效率、系統整體造價與工時限制等幾個主要因素。二是合理配置硬件與軟件系統。在系統硬件與軟件系統選擇完成后,技術人員還應在方案設計中充分考慮硬件與軟件系統是否匹配,合理配置計算機系統使其發揮出最佳效果。三是完成設計方案。在完成以上工作后,技術人員需要將控制系統總體方案落實在文件中。在設計方案文件中應包括硬件系統微處理器選擇、計算機內外存儲器容量選擇、外圍接口電路類型與連接方式、控制系統傳感器類型、控制系統應用軟件開發環境的配置以及硬件系統配置設計與調試工作內容等主要方案內容。

          最后是完成控制系統應用軟件設計。在硬件與軟件總體設計方案基礎上,技術以方案要求與控制工作實際過程出發,開始應用軟件的設計工作。軟件設計的內容包括了軟件控制功能設置,以及控制功能運行的邏輯與時序關系。應用軟件設計過程中,技術人員需要用軟件流程圖表述出來。再按照流程圖內容,設計出應用相應的應用程序,搭建控制應用軟件系統。

          3.2控制系統主要方式簡析

          控制系統在設計完成后,即可進入控制管理階段。在這一階段,控制管理可以分為程序控制、反饋控制以及應急控制三個主要組成部分。程序控制主要是按照應用軟件程序,由通用機系統向控制機系統命令,再由控制機系統控制被控制設備完成指令。反饋控制主要由被控制設備發出反饋信號,再由控制機與通用機系統進行分析,再根據分析結果做出控制指令。這種控制模式需要與外圍監控系統配合進行。應急控制主要是在設備故障、自然災害等突發情況下,控制系統采用的應急轉換、手動控制等特殊的控制方式,是應對突發緊急情況下的控制措施。由于這種控制方式較為特殊,一般不會采用。

          4結束語

          計算機自動控制技術的核心在于系統設計與運行兩個主要內容。為此技術人員以計算機控制技術系統組成為切入點,結合其設計與控制方式,開展了技術專項研究。為計算機控制技術水平的提高打下有力的基礎。

          參考文獻

          [1]于文新,楚書來.計算機控制技術在自動化生產線上的應用[J].煤炭技術,2013(08).

          [2]祁立勛.淺談計算機控制技術原理及發展趨勢[J].信息與電腦(理論版),2010(08).

          作者:李楠,潘陽,齊瑩超 單位:沈陽理工大學