计算机控制技术的现状

计算机控制技术的现状（精选9篇）

篇1：计算机控制技术的现状

《计算机控制技术》的教学改革

计算机控制技术课程是我校电气自动化专业的一门重要的专业课，课程的特点是实践性强、与专业基础课密切相关，它涉及的基础理论和知识面较广，涉及电子技术、自动控制技术、计算机应用技术等基础知识。计算机控制技术课程教学内容多、信息量大,在计算机控制技术课程的教学中，建立起一套包括理论讲授、计算机辅助教学、实践教学和学术讨论相结合在内的全方位的课程教学改革新体系，利用多种教学方法和手段，充分调动起教师和学生两方面的积极性，提高教学质量和教学效果成为本门课程的基本教学改革思路。

1改革教学内容，提高教学质量

以课程教学大纲为依托，根据专业的实际需要，精选出教学大纲中的重点内容，重点讲授控制系统的基本概念、基本原理和基本方法，并且讲深讲透。

2改革传统教学手段，增强教学效果

采用现代教育技术和传统教学手段相结合，充分利用现代信息技术，大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用。目前，现代电化教育手段和多媒体技术等手段已全面引入各专业的教学，教师在课堂上采用多媒体这一先进的教学手段，大大提高了课堂教学质量。

在教学手段上，开发了相关计算机辅助教学软件，将传统教学方法与多媒体、网络教学、幻灯录像等现代化的手段相结合，互相弥补，使教学内容形象直观，易于理解，使教学过程更生动鲜明，更符合学生的年龄特征和思维特点，提高了教学效率，突出课程了重点和难点，更激发了学生学习的主动性。

3加强实践教学环节，增强学生的动手能力

学生从课本上、书本上学到的东西，都是从千变万化的事物中归纳出来的。特别是计算机控制技术，它是一门实践性很强的课程，学生对新知识的理解，仅仅通过课堂讲解还很不够，还必须通过实践教学这一环节，使学生对知识有一个感性的认识。实践教学是提高学生创新精神和能力的重要途径。

在《计算机控制技术》课程的教学改革过程中，通过以上几个方面的努力，很好地培养了学生的专业兴趣，增强了学生的创新意识，提高了学生的动手能力和实际应用能力，在教学实践过程取得了较好的教学效果。

篇2：计算机控制技术的现状

【关键词】基坑;降水;计算机控制;动力载波通讯

城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物.道路桥梁.地下管线.地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远大于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建(构)筑物.道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。

因此，深基坑的设计，在设计时也应进行方案比较，设计出既安全可靠，又具有相对合理造价的深基坑。

一、基坑降水的作用

1.有效防止基坑坡面和基底的渗水，使基坑在开挖期间保持干燥状态，从而有利于机械化施工;

2.增加基坑边坡的稳定性和基坑底板的稳定性，防止边坡上或基底土层的流失。这是因为基坑开挖至地下水以下时，周围的地下水向坑内渗流，从而产生渗透力，对边坡和基底产生了不利影响。

降低基坑周围地下水位至开挖面以下时，不仅保持了基底的干燥，而且消除了渗透力的影响，防止流沙的产生，从而增加了边坡和基底的稳定性;

3.减少土体含量，有效提高物理力学性能指标，减少支护体系的变形，提高土体固节强度，增加土中有效应力。对于放坡开挖而言可提高边坡的.稳定性;对于支护开挖可增加被动区土抗力，减少主动区土体侧压力，从而提高支护体系的稳定度和强度保证，减少支护体系的变形。

降低地下水位，减少土体含水量，提高土体固结程度，减少土中孔隙水压力，增加土中有效应力。

4.保护降水基坑周围环境，如保护周边建筑物和地下管道等的安全。

二、传统基坑降水的控制方法

传统基坑降水系统的组成;系统由潜水泵，水位控制器、交流接触器、空气开关等设备组成，潜水泵一般采用1.5～2.2KW，三相380V，水位控制器采用强电控制方式，由中间继电器和探测水位的导线组成，导线插入井中，遇到水导通，接通中间继电器的控制回路，中间继电器吸合，控制交流接触器启动潜水泵工作，水位下降后，中间继电器断开，使交流接触器断开，潜水泵停止工作。

传统基坑降水的控制方法的弊病是显而易见的，没有事故报警系统，潜水泵故障、开关故障致使水泵停止工作不容易被发现，不能实时地监测各个降水井的水位，检查降水井工作状态只能靠人工巡井，靠人来发现故障，而巡井人员每天只能巡井几次(人的责任心)，夜间则无法巡井，这样就给降水系统的可靠性带来许多问题，有时还会出现工程事故。

三、计算机控制基坑降水的控制方法

计算机控制基坑降水系统的组成;计算机控制基坑降水系统由电子水位传感器、现场控制器和管理计算机、打印机等组成。

电子水位传感器：

电子水位传感器是一种压电器件，测量深度为0～10m，传感器根据水中的压力与空气中的压力差把液位高度变换成压力差，再把压力差转换成微弱的电信号，该微弱的电信号经放大器放大后送A/D变换器，单片机接收到数字信号后进行相应的处理。

本系统采用的传感器对精度要求的不是很高，这主要是考虑系统成本的问题。

现场控制器：

现场控制器是以单片机系统为核心(见图1)，由单片机外围电路、与电子水位传感器接口电路、A/D变换电路，与管理计算机通讯接口电路、与潜水泵连接的驱动电路和双向可控硅开关电路组成。

现场控制器可以独立工作，负责根据水位传感器的信号控制潜水泵的起停，也可以接受管理计算机的指令，向管理计算机传送潜水泵的工作状态和水位高度等信息。

管理计算机：

管理计算机负责与现场控制器通讯，接收现场控制器发来的潜水泵的工作状态，为现场控制器发送指令，设置控制参数，根据各井水位情况分析地下的水分布，统计各降水井故障情况、维修记录、打印报表等工作，对降水井进行实时监测和控制。

图1 现场控制器原理图

四、现场控制器的功能设置

现场控制器为每个降水井配置一个，既可以独立控制潜水泵的起停，也可接受管理计算机的指令来控制潜水泵，现场控制器的主要功能为：

1、将水位传感器的电讯号转换为数字讯号，并计算出降水井的水位高度值。

2、根据水位高度控制潜水泵的起停。

3、根据潜水泵的工作电流及电压，监测潜水泵的工作状态。

4、与管理计算机通讯，报送水位高度及各项工作状态。

五、管理计算机软件功能设置

管理计算机控制着所有现场控制器的运行，他的主要功能为：

1、为现场控制器发送初始参数设置，为降水井编号。

2、发送巡查指令，检查各降水井的工作状态，并保存到数据库中。

3、报警功能，发现降水井工作状态异常，可发出报警信号，并给出出现异常的降水井的编号或在屏幕上显示出报警井的位置、作出故障分析。

4、根据各井水位高度情况绘制现场水位分布图，供施工参考。

5、强制降水井启动或停止工作。

6、对所有降水井巡回监测检查。

7、为每一个降水井建立运行档案数据库，记录运行状态，工作时间，故障时间，维修情况，故障原因等数据。

8、对上述情况打印报表，作为施工记录。

六、管理计算机与现场控制器的通讯方式

目前作为控制总线可分为有线与无线两种，有线通讯有485总线、CAN总线等，无线方式有GPS、ZigBee等方式，还有介于两种通讯方式之间的动力载波通讯，本方案就是采用这种通讯方式。

动力载波通讯是利用现有的动力线做通讯信号的载体，不用再设通讯线路，这种通讯方式安全可靠，安装方便，特别适合建筑工地的场合。管理计算机可以安装在任何地方，只要现场控制器和管理计算机共用一个变压器，就可实现它们之间的通讯，由于本文主要介绍计算机控制基坑降水技术的应用，对于动力载波的实现方法和原理在此就不过多的阐述了。

七、计算机控制基坑降水技术的优势

基坑降水工程的重要性前面已经介绍了，因此，实时的检测降水井的工作状态就显得十分重要了。

计算机控制基坑降水技术保证了基坑降水工程的顺利进行，能够实时地报告降水井的工作状况，这是人工巡井所做不到的，管理计算机如果联网，网上的任意一台计算机经过授权后，都可以实时地看到所有降水井的工作状态和运行情况报告。这对建设单位，政府监管部门和监理单位对基坑降水工程的监管都提供了新的手段。

篇3：计算机控制技术的现状

自从第二次世界大战后, 科学技术迅速地发展, 主要表现在两个方面, 一是计算机技术的诞生, 另一个是经典控制理论的出现, 而计算机与控制技术的融合, 就出现了计算机控制技术。计算机控制技术的发展与计算机的更新换代及控制技术的不断发展有着紧密的联系。

计算机硬件的发展迄今为止经历了四个阶段, 现如今, 计算机硬件的发展已经进入了第五个阶段。计算机的处理方式也分别经历了批量处理阶段、分段处理阶段、分布式处理阶段三个阶段, 现如今, 则是进入了稠密处理的第四阶段。这种处理方式使得计算机之间通过网络相互联系, 实现资源的高度集中和共享, 充分地挖掘了每一台计算机的作用和潜力, 实现了信息的高速处理。到如今, 不仅是计算机技术得到了飞速的发展, 控制论也在不断地发展, 它也先后经历了三个阶段:经典控制论、现代控制论、大系统理论。现如今, 控制理论还在不断地发展, 在不久的将来, 就会进入下一个阶段。

计算机控制技术作为计算机技术与控制理论融合的产物, 如今已经逐渐地在生产生活中开始运用。工业中的自动化系统, 就是以计算机控制技术来实现对生产过程的控制。计算机控制技术使得生产规模不断扩大, 生产速度不断加快, 加强了生产中各个环节之间的联系, 实现了生产的现代化和自动化。计算机控制技术可以自动地处理生产过程中较为复杂的工作, 代替人工成为生产中的主要劳动力, 节约了人力资源、提高了生产效率。然而, 由于计算机技术与控制理论还处于发展中阶段, 计算机技术与控制理论的融合还存在一些问题, 导致了计算机控制技术依旧不够成熟, 在某些领域难以运用, 因此, 计算机控制技术亟待进一步的发展和完善。

2 计算机控制技术的发展趋势

2.1 计算机控制技术将更为成熟先进

在未来的科学技术发展中, 计算机技术将会不断地进步, 控制理论也会更加完善, 计算机技术与控制理论的融合也将会更加完美, 可编程序控制器将会普遍运用到工业生产中去。可编程序控制器是一种专门为工业生产而设计的微机系统, 它可以通过程序控制存储器来存储用户的对系统的指令, 在一定的条件下执行这道命令, 完成对生产过程的控制。近年来, 可编程序控制器已经逐渐地运用到实际生产中, 由于它采用的是大规模集成电路, 其性价比比较高, 各方面的条件都比较符合生产发展的需求, 因此受到了很大的欢迎。而在将来的发展中, 这种技术将会更加完善, 它能够被使用的领域也将会更为广泛。可编程序控制器将会作为计算机控制技术的代表, 为工业生产带来更大的推动力。

2.2 计算机控制技术将采用集散控制系统

集散控制系统的工作原理是:以微型计算机为核心, 把微型计算机、数据通信系统、工业控制计算机、显示操作装置以及输入、输出通道、模拟仪表等联系到一起, 把这几个方面组合到一起形成一种先进的计算机控制系统。这种计算机控制系统可以实现工业生产过程中的综合自动化。在工业生产中, 计算机控制系统将会代替一部分人工来实现对生产过程的自动化控制, 有效地提高工业生产效率, 降低生产所需的成本。同时, 还可以实现工业生产综合性的自动化, 让生产过程中的每一个环节都能够通过计算机控制技术相互联系起来, 并且计算机控制系统的有效利用可以减少生产过程中失误的几率, 让工业生产变得更为可信可靠。集散控制系统的运用将会使计算机控制技术的发展进入更为高科技化的阶段, 为计算机控制系统在工业生产中的运用提供更有力的保障。

2.3 计算机控制技术将研究可开发智能控制系统

计算机控制技术在工业生产中的运用的最终目的就是节约人力资源, 减少工作人员在危险环境下的工作时间, 让器械设备代替人力进行一些较为复杂或者较为危险的工作。另外, 计算机控制系统可以生产更为精密的产品, 可以到达人工难以完成的生产难度。而要想完成计算机技术对于这一类生产的控制对于计算机控制技术的要求更高, 计算机控制技术的智能化应运而生。通过计算机控制技术的智能控制系统, 将生产所需要的程序输入到系统中, 让智能系统根据人类的要求进行生产工作, 在整个生产的过程中, 不需要人类的参与和干涉。智能控制系统将会对工业生产信息进行有效的判断和处理, 并且对于生产过程进行自动修正, 实现真正的自动化控制, 让工业生产进入智能化和自动化的阶段。

2.4 研究和发展计算机网络控制技术

现如今, 网络科技的发展已经进入了一种较为先进的阶段, 通过网络技术与计算机控制技术的再次融合, 可实现计算机网络控制技术的研究和发展。在计算机网络控制技术中, 控制系统结构网络化, 控制系统具有开放性, 控制技术与控制方式高度智能化, 人们通过网络, 实现对计算机控制技术的远程控制与监测, 进一步提高计算机控制技术对工业生产的促进作用。

计算机控制技术在工业生产中的应用越来越广泛, 计算机控制技术的未来发展, 将会实现智能化、网络化和集成化, 其运行速度和处理信息的速度将会越来越快, 效率会越来越高。计算机控制技术在生产中的应用将会更为高效和可靠, 是一种具有广阔发展前景的科学技术, 同时也是提高社会生产力的一种主要方式。

摘要：计算机技术的发展对于现代化的生产生活有着极其重要的影响。通过探讨计算机控制技术的发展现状, 预测计算机控制技术的发展趋势, 将计算机控制技术更多地应用到社会生产中去, 使其做出更大的贡献。

关键词：计算机控制技术,发展现状,发展趋势

参考文献

篇4：计算机控制技术的现状

摘要：对于火电厂的发电机组来说，自动化控制系统的重要作用就是保证自动化设备安全运行，在自动化控制系统运作的时候可以适当减少劳动强度是劳动条件得到根本改善的重要途径和措施。文章对火电厂的计算机自动控制系统的特性、应用现状及发展趋势进行了探讨，以供同仁参考。

关键词：火电厂；计算机自动控制系统；特性；应用现状；发展趋势

一、火电厂中DCS分散控制系统的特性

（1）可靠性程度高。DCS的分散控制性能使得系统运行时的风险大大降低，若其中一个操作点出现问题，不会影响其他系统的正常运转。

（2）开放式的运行。火电厂的系统操作是通过计算机分工合作，进行监视控制来达到执行任务这一目的，完全是自动化的流程。火电厂为了使DCS信息数据传输和通信更为便捷，对计算机系统的开放性有了更高的要求，配置的升级对DCS的运行有着重要的影响。

（3）灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成火电厂所需的控制系统。

（4）易于维护，功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障，节约了火电厂运行成本。

（5）协调性，火电厂各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。

（6）控制功能齐全，控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，运用于火电厂可实现串级、前馈、解祸、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。

二、火电厂中计算机自动控制系统的应用现状

目前，DCS在我国火电厂中的应用经历了试点、总结、推广的各阶段，现已成功地在各火电厂运行。DCS的应用改变了火电厂自动化投入率低的状况，除受主、辅机可控性限制外，一般机组的自动化投人率都可达90%左右。这充分说明了DCS的综合控制能力，从而保证了火电厂高质量、安全运行。也明显地改善和提高了火电厂自动化水平。虽然在一些火电厂也不同程度地出现过DCS硬件损坏情况，基本规律是早期投运的系统出现硬件损坏数量比近期的多，新建电厂比扩建多，调试投运初期比正常运行多。调试、投运初期，硬件损坏率高的原因是多方面的，除因DCS系统本身质量问题引起外，还与电厂安装DCS的运行环境恶劣、电源质量差、安装接线及送电不当等有关。后一种非制造质量引起的硬件损坏采取某些措施是可以避免的。例如：合理安排施工进度，建立有关规章制度，加强监督检查等。而某些DCS出现过“死机”现象。一般都是个别操作员站发生死机，同样也是在调试及投运初期出现的次数多于正常运行。操作员站死机现象出现与制造质量不好有关，有时也由操作员操作不当引起。由于电站设计时都配备了多台操作员站（一般4-5台），各操作員站功能相同，一台操作员站故障后，运行人员可利用另外几台操作员站维持机组正常运行，有的死机现象出现后能很快恢复，对机组运行影响不大。

三、火电厂中计算机自动控制系统的发展趋势

随着计算机技术及网络通讯技术的迅猛发展，DCS将不断完善，并推出功能更强、性能更可靠的新型产品。结合火电厂家的实际情况DCS应向智能化、通用化、标准化、网络化方向发展，使其在火电厂中得到更加广泛的应用。

（1）智能化。在火电厂控制的各系统功能（MCS. SCS. CCS. FSSS. DEH. BPS）中，传统的PID控制策略已能较好地实现。但尚有一些问题没有得到很好的解决，例如，燃烧过程的动态优化问题、钢球磨中储式制粉系统的控制问题、大范围变工况时再热汽温的控制问题等。这些问题多半涉及到非线性、大时滞、慢时变、分布参数和非确定性控制问题，用传统的控制策略是难以解决这类问题的。因此，必须探讨先进控制策略、特别是智能控制策略的应用问题，应采用人工智能的方法去解决。

（2）通用化、标准化。现阶段DCS仍是自成体系，相对独立的系统，不同厂商生产的DCS之间、DCS与其它控制系统（如PLC控制系统）之间相互通信困难，形成电厂中目前存在的“自动化孤岛”现象。随着计算机及网络技术的发展，DCS将是一种通用化、标准化的系统，具有良好的开放性，能满足用户不断提高的要求。在硬件上，DCS将采用更多通用的、标准化的技术，专用的产品将越来越少高性能的工业微机及工作站被大量采用，通用网络结构淘汰专用网络。在软件上，网络通信协议向国际标准靠拢，实现网络通信协议标准化通用化、标准化的商业性软件包将被大量采用，极大提高DCS的适应能力。今后，电厂自动控制系统将以系统集成的方式构成应用系统。DCS将与辅助车间（例如输煤、化学、除灰、循环水等）控制系统双向通信，实现无缝连接，为全厂监控和管理信息网络化奠定基础。

（3）网络化。随着网络技术的不断发展，现场总线网与互连网Internet技术的出现，DCS的上层将与互连网Internet融合在一起，而下层将采用现场总线网技术，使控制网络延伸到现场，形成以控制网（以现场总线网为基础）、系统网（传统的DCS网络）、管理网（适应管理控制一体化要求的SIS/MIS上层网）所构成的网络构架。在现场总线网技术出现以前，DCS的内部信息以数字量形式传输，而现场仪表与系统仪表之间的信息仍然以模拟量形式传输，是半数字控制系统。

在半数字控制系统中，仪表的零点漂移和传输误差问题仍然存在：现场仪表与系统仪表之间的信息仍然是点对点的单向传输；现场仪表之间同样不能直接交换信息。现场总线网的出现，彻底地改变现场信息的传输模式。基于现场总线网技术的DCS是一种全数字控制系统，控制系统内部、以及现场仪表与系统仪表之间的信息全部以数字量形式传输。它不但具有计算机控制系统的全部优点，而且现场仪表的零点漂移和传输误差问题得到了解决；现场仪表与系统仪表之间的信息传输成为多点、多变量的双向传输现场仪表之间能够直接交换信息。具有巨大的经济效益前景。

四、结语

总之，在目前的火电厂控制系统中，DCS自动化的控制技术是发展最快的，也是实用价值比较高的一种技术，作为火电厂的自动化技术人员应该通过不断学习来努力提升自己的专业水平，对于国内外的自动化发展状况也要时刻关注，为提高企业自身乃至我国的火电厂的自动化控制水平贡献出自己的一份力量。

参考文献：

[1]牛征.基于多元统计分析的火电厂控制系统故障诊断研究[J].华北电力大学学报，2009（2）.

[2]康支霞，王兵树，张宪.火电厂现代化控制系统发展方向探讨[J].仪器仪表用户，2010（5）.

篇5：计算机控制技术在工业上的应用

关键词：计算机控制技术 ;自动化生产线;生产应用

一、概述

计算机控制系统的发展是人类科学技术不断发展的产物，科技的进步与发展，技术的创新与改善，对控制系统的要求逐渐提高，精密仪器的生产过程以及微电子技术的制造都要求一套成熟而缜密的计算机控制系统，计算机控制系统需要有处理复杂程序，进行精密控制的能力，计算机控制系统的发展需要依托先进的计算机技术、强大的自动化控制为基础，计算机控制系统对工业自动化生产具有开拓意义。

企业应用计算机控制技术进行优化生产结构，将会为公司扩大生产、提高生产效率。

篇6：计算机控制技术

09热工一班姚跃辉200910610118

计算机控制是自动控制理论与计算机技术相结合而产生的一门新兴学科，计算机控制技术是随着计算机技术的发展而发展起来的。自动控制技术在许多工业领域获得了广泛的应用，但是由于生产工艺日益复杂，控制品质的要求越来越高，简单的控制理论有时无法解决复杂的控制问题。计算机的应用促进了控制理论发展，先进的控制理论和计算机技术相结合推动计算机控制技术不断前进。近年来，随着计算机技术、自动控制技术、检测与传感器技术、网络与通信技术、微电子技术、CRT显示技术、现场总线智能仪表、软件技术以及自控理论的高速发展，计算机控制的技术水平大大提高，计算机控制系统的应用突飞猛进。利用计算机控制技术，人们可以对现场的各种设备进行远程监控，完成常规控制技术无法完成的任务，微型计算机控制已经被广泛地应用于军事、农业、工业、航空航天以及日常生活的各个领域。可以说，21世纪是计算机和控制技术获得重大发展的时代，大到载人航天飞船的研制成功，小到日用的家用电器，甚至计算机控制的家庭主妇机器人，到处可见计算机控制系统的应用。计算机控制技术的发展日新月异，作为现代从事工业控制和智能仪表研究、开发及使用的技术人员，必须不断学习，加快知识更新的速度，才能适应社会的需要，才能在工业控制领域里继续邀游。计算机控制系统是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。这里的计算机通常指数字计算机，可以有各种规模，如从微型到大型的通用或专用计算机。辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。与被控对象的联系和部件间的联系，可以是有线方式，如通过电缆的模拟信号或数字信号进行联系；也可以是无线方式，如用红外线、微波、无线电波、光波等进行联系。被控对象的范围很广，包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。

计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机）来实现工业过程自动控制的系统。在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出时数字信号，而现场采集到得信号或送到执行机构的信号大多是模拟信号，因此与常规的按偏差控制的闭环负反馈系统相比，计算机控制系统需要有莫属转换器和数模转换器这两个环节。

计算机把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设

定值上。这种系统称为闭环控制系统。

计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。

（1）数据采集系统

在这种应用中，计算机只承担数据的采集跟处理工作，而不直接参与控制。它对生产过程各种工艺变量进行巡回检测、处理、记录及变量的超限报警，同时对这些变量进行累计分析和实时分析，得出各种趋势分析，为操作人员提供参考。

（2）直接数字控制系统

计算机根据控制规律进行运算，然后将结果经过过程输出通道，作用到被控对象，从而使被控变量符合要求的性能指标。与模拟系统不同之处在于，在模拟系统中，信号的传送不需要数字化；而数字系统必须先进行模数转换，输出控制信号也必须进行数模转换，然后才能驱动执行机构。因为计算机有较强的计算能力，所以控制算法的改变很方便。

微型计算机控制技术是一门跨学科以及应用性、技术性、综合性都很强的专业技术课程，要求具备较强的自动控制理论、微型计算机原理、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础知识。通过学习，要求掌握计算机控制系统的控制原理和分析设计方法，具备基本的设计技能，能够设计出简单的计算机控制系统。学习该课程对我们工科专业的学生是十分重要而有用的。

篇7：计算机控制技术总结

1、计算机控制系统的工作原理

•实时决策控制：对采集到的被控量进行分析处理，并按已定的控制规律，决定控制行为。

•实时控制输出： 根据控制决策，适时地对控制机构发出控制信号，完成控制任务。

2、计算机控制系统的组成答：计算机控制系统由计算机（工业控制机）和生产过程两部分组成。

工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。生产过程包括被控对象和测量变送、执行机构、电气开关等装置。

3、计算机控制系统的典型型式

答：操作指导控制系统，直接数字控制系统，监督控制系统，集散控制系统，现场总线控制系统，综合自动化系统。

第二章

什么是总线

所谓总线，就是计算机各个模块之间互联和传送信息的一组信号线。总线可以分为内部总线和外部总线，而内部总线又可分为片级总线和系统总线。

模拟量输入通道：是把从系统中检测到的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。

模拟量输入通道的组成一般由I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑等组成。

信号调理：为了将外部开关量信号输入到计算机,必须将现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机所能接受的逻辑信号，这个过程叫信号调理。

采样过程：按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟量信号、转变成在时刻0、T、1 T、2 T、…K T的一连串脉冲输出信号的过程成为采样过程。

量化：采用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信 号的幅值，将其转化为数字信号。量化过程：将采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程。

3.采样保持器

（1）孔径时间和孔径误差的消除

 孔径时间：A/D转换器将模拟信号转换成数字量所需的时间，称为孔径时间。

孔径误差：对于随时间变化的模拟信号来说，孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差。对于一定的转换时间，误差的百分数和信号频率成正比。

孔径误差的消除： 采用带有采样保持器，限制信号的频率范围。

模拟量输出通道任务是把计算机输出的数字量转换成模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行机构，达到控制的目的。

模拟量输出通道一般由接口电路、D/A转换器、V/I变换等组成模拟量输出通道的结构形式

1.一个通路设置一个数/模转换器的形式（数字保持方案）

优点：转换速度快、工作可靠。

缺点：使用较多的D/A转换器。

2.多个通路共用一个数/模转换器的形式（模拟保持方案）

优点：节省数/模转换器

缺点：分时工作，适用于通路数量多且速度要求不高的场合；

要用多路开关，且要求输出采样保持的保持时间与采样时间之比较大； 可靠性差。

2.6 硬件抗干扰技术

3种过程通道抗干扰技术主机抗干扰技术系统供电与接地技术

干扰既可能来源于外部，也有可能来自内部。外部干扰由外界环境因素决定；内部干扰是由系统结构、制造工艺等决定。

过程通道抗干扰技术

1.串模干扰及其抑制方法

（1）串模干扰

定义： 有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。

（2）串模干扰的抑制方法 答：•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。

–如果串模干扰的频率与被测信号频率不同时，可以采用滤波器来抑制干扰；

–当尖峰型串模干扰为主要干扰源时，用双积分式A/D转换器可以削弱串模干扰影响；

–对于串模干扰主要来自电磁感应时，信号应仅可能早地前置放大，提高信噪比；

–利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰；

–采用良好的屏蔽，以减少电磁干扰。

2.共模干扰及其抑制方法

（1）共模干扰

定义：所谓共模干扰是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。

（2）共模干扰的抑制方法

变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比。

数字PID控制器的改进

积分项的改进

（1）积分分离（2）抗积分饱和（3）梯形积分（4）消除积分不灵敏区

微分项的改进

（1）不完全微分PID控制

改进原因：在PID控制中，对具有高频扰动的生产过程，微分作用响应过于灵敏，容易引起控制过程振荡，降低调节品质。

改进方法：串联一阶惯性环节，组成不完全微分PID控制器。

两种PID控制的阶跃响应：

（2）微分先行PID控制算式

改进原因：为避免给定值的升降给系统带来冲击，如超调过大，调节阀动作剧烈。

改进方法：只对被控量y(t)微分，不对偏差e(t)微分。

带死区的PID控制算法

作用：避免控制动作过于频繁，消除频繁动作所引起的振荡。

施密斯预估控制的思想

施密斯预估控制原理是：与D(s)并接一补偿环节，用来补偿被控制对象中的纯滞后部分。这个补偿环节为预估器，其传递函数为Gp(s)(1--e-ts),t为纯滞后时间。由施密斯预估器和控制器D（s）组成的补偿回路称为纯滞后补偿器，其传递函数为D’(s),经补偿后，消除了纯滞后部分对控制系统的影响，且不影响系统的稳定性。

所谓振铃现象，是指数字控制器的输出以二分之一采样频率大幅度衰减的振荡。

振铃现象的消除 第一种方法是先找出D（z）中引起振铃现象的因子（z=-1附近的极点），然后令其中的z=1,根据终值定理，这样处理不影响输出量的稳定值。

第二种方法是从保证闭环系统的特性出发，选择合适的采样周期T及系统闭环时间常数Tt，使得数字控制器的输出避免产生强烈的振铃现象。

软件抗干扰技术

经常采用的软件抗干扰技术技术是数字滤波技术、开关量的软件抗干扰技术、指令冗余技术、软件陷阱等。先进控制技术：模糊控制技术、神经网络控制技术、专家控制技术和预测控制技术。

模糊控制系统通常由模糊控制器、输入输出接口、执行机构、测量装置和被控对象等5个部分组成。

6.6.1数字滤波技术

数字滤波是通过一定得的计算或判断程序，减少干扰在有用信号中比重。

与模拟滤波器相比，数字滤波器的优点：

程序实现，不需硬件，可靠性高，稳定性好。

可以对很低频率进行滤波，克服模拟滤波器的缺点，根据信号不同，采用不同的滤波方法，灵活、方便、功能强。

1平均值滤波：适用于周期性干扰

2中位滤波：使用偶然的脉冲干扰

3限幅滤波：使用偶然的脉冲干扰

4惯性滤波：适用于高频干扰

6.6.2开关量的软件抗干扰技术

1.开关量信号输入抗干扰措施

干扰特点：多呈毛刺状，作用时间短。

解决方法：两次采样、多次采样，完全一致方为有效。

2.开关量信号输出抗干扰措施

惯性大的输出设备（如各类电磁执行机构），对毛刺干扰有一定的耐受能力。

惯性小的设备（如通讯口），耐受能力小，需要输出抗干扰。

解决方案：重复输出统一数据，重复中期尽可能短，外设阶受到干扰信号，还来不及做出反应，一个正确的输出信息又来到了。

6.6.3 指令冗余技术

解决方案：在关键地方插入单字节指令（NOP)，这就是指令冗余。

6.6.4 软件陷阱技术

什么是软件陷阱：就是一条引导指令，强行将捕获的程序引向一个指定的地址，在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。

软件陷阱的实现：无条件转移指令

软件陷阱的位置（1）未使用的中间向量区（2）未使用的大片ROM区3）表格（4）程序区

网络拓扑结构

星形、环形、总线型、树形。

1.网络拓扑结构

（1）星形结构：结构：中心结点是主结点，它接受各分散结点的信息再转发给相应结点，具有中继交换和数据处理功能。

特点：：①网络结构简单，便于控制和管理，建网容易；

②网络延迟时间短，传输错误率较低；

③网络可靠性较低，一旦中央结点出现故障将导致全网瘫痪；

④网络资源大部分在外围点上，相互结点必须经过中央结点才能转发信息；

⑤通讯电路都是专用线路，利用率不高，故网络成本较高。

（2）环形结构：：结构：各结点通过环接口连于一条首尾相连的闭合环形通信线路中，环网中，数据按事先规定好的方向从一个结点单向传送到另一结点。

特点：①信息流在网络中是沿固定的方向流动，故两个结点之间仅有唯一的通路，简化了路径选择控制； ②环路中每个结点的收发信息均由环接口控制，因此控制软件较简单；

③环路中，当某结点故障时，可采用旁路环的方法，提高了可靠性；

④环结构其结点数的增加将影响信息的传输效率，故扩展受到一定的限制。

（3）总线形：；结构：个结点经其接口，通过一条或几条通讯线路与公共总线连接。其任何结点的信息都可以沿着总线传输，并且能被任一结点接收。由于信息传输方向是从发送结点向两端扩散，因此又称为广播式网络。特点：①结构简单灵活，扩展方便；

②可靠性高，网络响应速度快；

③共享资源能力强，便于广播式工作；

④设备少，价格低，安装和使用方便；

⑤由于所有结点共用一条总线，因此总线上传送的信息容易发生冲突和碰撞，故不易用在实时性要求高的场合。

（4）树形：：结构：分层结构，适用于分级管理和控制系统。

特点：①通讯线路总长度较短，连网成本低，易于扩展，但结构较星形复杂；

②网络中除叶结点外，任一结点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。

介质访问控制技术

什么介质访问控制?

各结点通过公共通道传输信息，因此存在如何合理分配信道的问题，访问控制方式的功能是合理解决信道的分配。

（1）冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）——适用于总线形

工作原理

当某一结点要发送信息时，首先要侦听网络中有无其它结点正在发送信息，若没有则立即发送；否则，等待一段时间，直至信道空闲，开始发送。

确定等待时间的方法

①当某结点检测到信道被占用后，继续检测，发现空闲，立即发送；

②当某点检测到信道被占用后就延迟一个随机时间，然后再检测。重复这一过程，直到信道空闲，开始发送。

（2）令牌环——适用于环网

令牌的定义

是控制标志，网中只设一张令牌，并依次沿各结点传送。

（3）令牌总线——适用于总线形式

原理：把总线形传输介质的各个结点形成一个逻辑环，即人为地给各个规定一个顺序。控制方式类似于令牌环。.差错控制技术

改善信道的点性能，使误码率降低

（1）奇偶校验

（2）循环冗余校验——CRC校验

（3）纠错方式3种：重发纠错，自动纠错，混合纠错

分布式控制系统

答：分布式控制系统就是指综合了计算机技术、控制技术、CRT显示技术、通信技术，集中了连续控制、批量控制、逻辑顺序控制、数据采集等功能，为用户实现过程控制自动化与信息管理想结合的管控一体化的综合集成系统。什么叫现场总线

现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线是用于过程自动化和制造自动化最底层的现场仪表或现场设备互连的通信网络。

现场总线的体系结构主要表现以下6个方面：

（1）现场通信网络（2）现场设备互连（3）互操作性（4）分散功能块（50通信线供电

（6）开放式互连网络

OPC OPC是用于过程控制的对象链接嵌入技术，OPC采用客户/服务层结构想下层提供接口，时信息进入OPC服务器，向上层提供接口，实现向上互联。

系统集成：

篇8：计算机控制技术的现状

计算机控制技术是将计算机技术与自动控制技术相结合的一种技术, 具有独特的科技优势, 广泛应用于工业、农业、航天航空、交通运输等重要领域。计算机控制技术是一种以计算机为核心的自动控制技术, 在促进国民经济的发展和改善国计民生方面发挥了重要作用。

1 计算机控制系统基础知识

1.1 计算机控制系统概念

计算机控制系统是一种通过将计算机以及各种辅助部件将被控对象与计算机相联系的方式, 来获取一定控制目的的系统。这里的计算机不仅包括数字计算机, 还包括微型计算机、大型计算机和各种专用计算机等。计算机与被控对象的联系方式以及部件与部件之间的联系方式主要分为有线联系和无线联系两种形式, 有线联系即通过电缆等方式进行的联系, 无线联系是指通过红外线、无线电波等方式进行的联系。这里的辅助部件可以分为执行装置、输入输出接口以及检测装置等。

1.2 计算机控制系统特点与分类

计算机控制系统除了兼具计算机与自动控制系统的特点, 还具有速度快、存储大、精度高等新的特点, 在提高控制的精密度与速度以及促进高复杂度控制方法的产生等方面发挥了重要作用。计算机控制技术的发展不仅改变了工业生产方式, 而且优化了人们的生活方式。

计算机控制系统主要分为以下几种: (1) 数据采集系统。计算机不直接参与控制, 而是对数据进行采集与处理, 对各种变化趋势进行分析, 为操作人员提供参考; (2) 分级控制系统。也就是集散控制系统 (DCS系统) , 是一种以微处理器为基础的一种新型控制系统; (3) 直接数字控制系统。计算机直接参与控制, 并通过较强的计算能力, 实现控制算法的灵活转换; (4) 现场总线控制系统。是一种在DCS系统的基础上发展而成的新一代分布式控制系统, 其通信标准的统一促进了各厂商产品间的互联并且降低了DCS系统成本; (5) 监督计算机控制系统。是一种采用高档微型计算机进行优化分析计算, 实现高级控制与管理的系统。

1.3 计算机控制系统组成

计算机控制系统主要有闭环与开环两种形式。闭环形式是当前计算机控制系统主要采用的形式, 通过对被控对象各种状态的信息采集, 并进行特定的处理, 由输出控制信息去影响被控对象。在开环控制系统中, 计算机不直接影响被控对象, 而是通过人工的方式去影响。

计算机控制系统可分为软件系统和硬件系统两大组成部分。

(1) 软件系统。软件系统是控制机按设计正常运行的基础与必要条件。软件系统又可以分为应用软件与系统软件。其中应用软件主要通过过程控制程序、过程监视程序以及相应的服务程序来确保被控对象的正常运行。用户的需求是应用软件开发的重要依据, 因此应用软件会随着控制要求与被控对象特性的变化而变化。当前, 应用软件正向模块化与标准化方向发展, 这不仅有助于加快软件的开发周期, 而且还有助于提高软件的可靠性。系统软件主要是指能够协调计算机系统内部各种资源并与外界进行联系或提供服务的各种软件。

(2) 硬件系统。计算机控制系统的硬件可以分为主机、外部设备、生产过程输入输出通道、通讯设备、操作台等结构。主机由控制器、内存储器和运算器组成;外部设备可分为外存储器、输入设备与输出设备, 对扩展主机的存储容量和促进人机联系起着重要作用。

2 计算机控制技术的发展与应用

计算机控制理论自上世纪50年代萌芽开始, 经过不断的改革与创新, 现已经形成了一套完整的理论体系, 大大促进了计算机控制技术的提高, 当前我国计算机控制技术的发展主要呈现以下趋势:

(1) 网络控制化发展。随着计算机网络技术在计算机控制系统的广泛使用, 传统的回路控制发生了根本变化, 扩大了计算机控制系统在电厂、航天航空、机械制造等领域的应用范围, 促进了信息资源的共享, 并提高了控制的效率与可靠性。

(2) DCS与PLC的新发展。DCS即集散控制系统, 通过采用分布式控制理念, 以单片微机技术为载体, 并以解决过程分散控制与信息集中管理整合问题为目的。未来DCS将朝着高质量、低能耗、低成本方向发展。PLC即可编程序控制系统, 主要用于生产过程的控制。今后PLC的发展主要有以下几个特点:控制器的高速、高能和大量;编程语言的多样化以及通讯网络的广泛应用。

3 计算机控制系统的设计

计算机控制系统的设计是计算机控制系统正常高效运行的重要保障, 计算机控制系统的设计不仅要考虑到系统的质量、可靠性、实时性, 还应考虑到系统的长期有效性。计算机控制系统的设计过程主要包括以下步骤: (1) 明确控制任务。设计的第一步就是明确控制任务, 并制定详细的设计任务说明书, 这是整个设计过程的重要依据; (2) 设计系统的总体方案。根据系统设计任务书, 制定系统设计总体方案, 选择合理的软、硬件以及最优的组合方式; (3) 软件设计。根据设计任务书以及用户的具体需求, 选择合理的编程语言进行软件的设计; (4) 系统安装调试。根据工艺流程图进行系统安装, 并进行调试, 及时解决出现的问题。

摘要：随着计算机技术与微电子技术的进步与发展, 计算机控制技术得到了很大提高, 被广泛应用于企业管理与工业生产中, 从而实现了企业管理与生产过程的自动化。本文介绍了计算机控制技术的组成与特点, 描述了计算机控制技术的发展现状与方向, 最后对计算机控制技术的设计过程做了简要分析。

关键词：计算机控制技术,组成与特点,发展,设计

参考文献

[1]吴作勋.计算机控制技术的发展现状[J].福建农机, 2005 (S1) .

[2]王吉, 张品.浅析计算机控制技术的新发展及应用[J].数字技术与应用, 2013 (05) .

篇9：高职计算机技术的教学现状及对策

关键词：高职计算机技术   教学现状   对策

在传统的课堂教学过程中，面对枯燥的学习过程，学生容易失去兴趣，从而导致教学效果不理想。计算机技术的运用，使得学生在学习专业知识的同时，还能提高动手能力，进而加深对所学知识的了解。

一、高职计算机技术的教学现状

随着信息技术的飞速发展，计算机技术以及应用软件技术在不断更新、换代。一方面，计算机技术教材具有滞后性，其更新速度无法与信息技术保持一致，这就使得很多学生无法充分利用所学信息，阻碍了学生的就业以及长远发展;另一方面，由于计算机技术教学资金的不足，导致学校无法及时更新计算机的软件和硬件，使得学生不能够进行有效的上机操作，不利于学生把理论与实践结合起来。

二、提高高职计算机技术教学效率的对策

1.创新教学，激发学生的学习兴趣

计算机技术主要通过理论与实践的结合来完成教学，这就要求教师在实际教学过程中，除了要让学生探究和理解理论知识之外，还需要通过上机操作来加深学生对知识的理解，利用教学方式的多样性和生动性来提高学生学习的积极性和实际操作能力，进而激发学生的学习兴趣。如在实际教学过程中，教师必须认识学生在课堂教学中的主体地位，充分考虑学生的实际能力以及知识的掌握水平，循序渐进地开展教学，以激发学生学习的主动性，让学生体会到学习的乐趣。此外，教师还需要随时关注学生的学习状态。一旦学生遇到问题，教师要能够给予有效地引导，帮助学生理清学习思路，最终实现深入探究知识，在掌握学习方法的同时，培养学生的创新思维。

2.增加实践性教学，深化理论知识的理解

在计算机技术的教学过程中，学生需要通过上机操作，加深对理论知识的理解，所以教师不仅要注重理论知识的教学，还要结合实践性教学，提高学生的动手能力，最终，通过手与脑的结合提高学生的学习效率。如教师可以利用多媒体技术实现生动性教学，进而深入学生对理论知识的认识;又如教师可以营造真实的教学情境，引导学生掌握与理解知识，从而提高学生的思维能力和动手操作能力，实现理论知识的内化。此外，教师还可以利用任务驱动法激发学生的探究意识，让学生通过新旧知识的联系来完善知识体系，加深对知识的理解。在实际教学过程中，如果教师能够最大限度地激发学生的主动探究意识，学生就可以根据教学内容自主设计操作任务，并在不断参与教学环节中激发学习兴趣，提高教学效率。如在教学Office文档时，教师可以指定一篇文章让学生进行录入，并且布置诸如设计、排版等常规训练，让学生在不断地练习中掌握技术要领，体会到任务完成时的成就感与荣誉感，最终，不断增强学生的计算机技术探究意识。

三、结语

总而言之，社会信息领域的飞速发展，使得信息技术早已渗入各行各业。在计算机技术的教学过程中，教师需要转变传统的教学理念和教学方式，让学生在课堂教学中化被动为主动，运用多样化的教学方式调动学生的学习积极性，通过上级的操作来掌握各种软件的使用方式，进而使学生更加深入地探究计算机专业知识，最终培养出符合社会发展需要的专业人才，不断提高计算机技术的教学效率。

参考文献：

[1]高积泽.提高高中信息技术教学效率的有效对策[J].学周刊，2013，（8）.

[2]邓炎.浅谈如何提高计算机技术教学效率[J].学周刊，2015，（4）.