控制网络通信发展论文

摘要：步进电动机驱动控制技术的发展,推动着步进电动机系统获得更加广泛的应用。简单阐述了步进电机驱动电源的发展及国内概况和国外驱动技术的发展状况以及驱动软件发展概况,最后展望了步进电动机驱动控制技术的未来发展。关键词：步进电机；驱动技术；发展步进电动机系统是由步进电动机及其驱动控制电路构成的。下面是小编整理的《控制网络通信发展论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

控制网络通信发展论文 篇1：

工业自动化技术应用分析与发展展望

【摘要】隨着IT技术和控制技术的发展，工业自动化系统正在发生一些变化和变革。文章分析了当前工业自动化技术的应用特点和现状，对工业自动化的发展前景进行了简要的探讨。

【关键词】工业自动化；智能控制；PLC

工业自动化技术是当今微电子技术和电力电子技术领域中高技术的综合应用技术，这也是工业自动化技术的特点之一。工业自动化是工业技术改造和进步的主要手段，它综合应用系统科学、认知科学、信息科学、控制科学与工程等理论，形成相应的自动化软硬件及系统，实施检测、控制、优化、调度、管理与决策，达到增加产量、提高质量、降低成本、减少资源消耗、环境污染和确保安全的目的。

1.工业自动化控制技术的应用

1.1 智能控制

智能控制作为人工智能的一个研究与应用方面，与自动控制、运筹学、系统论、信息论等学科的结合，已形成一个新兴的交叉学科系统，在实际应用中已产生了许多类型的智能控制系统，如多级递阶智能控制、基于知识的专家系统、基于模糊逻辑的智能——模糊控制、基于神经网络的智能——神经控制、基于规则的仿人控制、基于模式识别的智能控制、多模变结构智能控制、学习控制与自学习控制、基于混沌理论的智能——混沌控制等类型。与其它行业一样，智能控制作为一项关键技术，在钢铁工业中也得到了较多的应用。在各个生产工序中，用于设定与控制、生产计划的安排与调整，以及设备诊断、监测、学习等方面。智能控制能在钢铁工业中得到较多应用，是与它的特点分不开的，它适合于那些含有复杂性、不完全性、模糊性或不确定性以及不存在已知算法的非数字过程，并以知识进行推理，以启发引导求解过程；也可以对具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的过程进行混合控制。智能控制的发展，将会使工业自动化的过程控制有更大进展。

1.2 以PLC为基础的分布式控制系统

PLC作为专为工业环境应用而设计的数字运算电子系统，实现了单机、车间、工厂的自动化控制。它表现出了诸多的优点，具有抗干扰能力强、维修方便等特点，由于PLC对现场进行实时监控具有很高的可靠性，且编程简单、灵活，因此得到广泛的应用。随着科技的进步，它的控制功能将会演变成更加复杂的过程控制和连续控制，这也为将来成为未来的支柱性技术产业而奠定坚实的基础。

1.2.1 模拟量控制

根据控制对象特征，PLC通过组合功能模块组装能成功地控制系统，来灵活实现系统控制。PLC有主机模块、I/O模块、高速计数模块、位置控制模块、模拟量控制模块、通信模块等。PLC的模拟量控制能大大地提高过程控制系统的精度，它可以对热处理的升温、降温、保温等过程进行严格的控制，给热处理过程的控制设计和维护带来了极大的方便，这是以往的仪表控制系统很难实现的。

1.2.2 开关量控制

作为继电器控制的替代品，PLC的自动开关量控制提高了控制的可靠性，它用中间继电器控制系统动作，根据顺序控制器的公式进行设计，画出顺序控制器控制部分梯形图，并根据模拟仿真进行检查，保证设计的规范化。

1.2.3 位置控制

在工业自动化控制中，位置控制占有很重要的地位。工业生产中，机床刀具串刀补偿控制、主轴精确分度控制、搬运定位控制都是位置控制的方式。PLC可通过控制步进电机，给步进电机绕组发出脉冲，能精确地确定步进电机位移，来达到位置控制的目的。

1.2.4 系统集中控制

PLC不仅可以实现自动化控制，而且也适用于系统本身的控制，如控制系统故障检测和显示等。控制系统的原理是根据时限故障检测和逻辑错误检测的原则进行系统监控。由于机床设备在工作循环中的各工步运动在执行时都需要一定的时间，在检测工步动作时可启动定时器，并将定时器的输出信号作为自动停机信号或启动报警信号。

1.3 三电一体化和嵌入式系统

任何工业自动化系统都是由检测仪表或传感器（电测），自动控制装置（电控）和以电力传动为主的执行机构（电力传动）构成的三电一体化系统。没有符合检测精度要求的电测仪表或传感器和满足动静态技术指标要求的电力传动执行机构，自动化控制装置是不能发挥作用或难以达到要求的控制精度。虽然三电系统的各种装置是由各个厂家的产品集成，但是只有全面地掌握三电综合技术才能承担和完成自动化工程项目，特别是大中型工业自动化工程项目。计算机技术、通信技术和控制技术在工业自动化控制领域有机结合的产物和产品升级，实现控制系统更高一级高精度、高性能、高可靠、高适应性，多功能、低消耗等功能成为现场总线技术发展最新趋势。而促进系统组态傻瓜化是现场总线在应用上又一新发展趋势。针对总线传输速度而言，应继续发展和完善低速现场总线技术，同时注重高速现场总线技术的研发。综合自动化系统是为实现企业综合自动化而提出，相应的ERP/MES/PCS三层结构体系是当今世界工业自动化技术的另一发展趋势。

2.工业自动化控制系统的发展展望

随着IT和控制技术的融合的不断深入，工业自动化控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展，自动控制的三大构成系统也将有新的突破。

PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展。在基于PLC自动化的早期，PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型PLC已经出现，价格只有几十到几百欧元不等。随着软PLC（Soft PLC）控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展，PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。

DCS将向信息管理系统和计算机网络控制扩展，将过程控制和信息管理系统紧密结合起来，构成计算机集成过程系统（CJPS）。CIPS除了要完成传统DCS过程控制的功能外，还要实现运行支持和决策支持的功能，包括质量控制、过程管理、在线优化、经营管理、决策分析等。网络是当今工厂自动化的核心，是计算机集成过程系统的基础，而工厂自动化的每一层都有适用于自己的网络。计算机集成技术和现场总线的发展，将对DCS的结构产生重大影响。目前DCS的结构将受到上下肢解，上层工作站将与CIPS紧密结合，DCS将演变成CIPS的低层部分；在现场级，现场总线的应用将使传统的DCS输人输出结构彻底改变。现场总线将对自控领域带来深刻影响，工业控制系统的体系结构将以统一的现场总线为纽带构成，现场控制系统（FCS）代称将是新世纪的开放控制系统。

工业计算机，从软交换机到即插即用的通信服务器，将成为一个与信息网络融为一体、以人为中心的随时随地地服务平台。各种各样的工业计算机技术将无处不在，它们将通过多样化网络通信方式，无缝地集成在一个信息网络里，随时随地为人们提供所需要的丰富多彩的服务，而又不为人所察觉。新的工业计算机体系结构有更强的交互和互操作性，同时也是多种信息系统的融合平台。

参考文献

[1]周围，闫文斌，刘洪有.水工业自动化控制技术的发展趋势[J].黑龙江科技信息，2010（16）.

[2]郭红生.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].科技创业月刊，2011（12）.

[3]王瑜，张晓伟.浅谈工业自动化控制技术[J].黑龙江科技信息，2011（19）.

[4]张晓伟，王瑜.工业自动化技术的特点及工业自动化的重要性[J].黑龙江科技信息，2011（20）.

作者：肖彩红　田秀成

控制网络通信发展论文 篇2：

浅谈步进电机驱动器的发展

摘要：步进电动机驱动控制技术的发展,推动着步进电动机系统获得更加广泛的应用。简单阐述了步进电机驱动电源的发展及国内概况和国外驱动技术的发展状况以及驱动软件发展概况,最后展望了步进电动机驱动控制技术的未来发展。

关键词：步进电机；驱动技术；发展

步进电动机系统是由步进电动机及其驱动控制电路构成的。近20年来，电力电子技术、微电子技术和微处理器技术的飞速发展，极大地推动了步进电动机驱动控制技术的进步，并使之在不断完善中趋于成熟。步进电动机驱动控制技术的发展，在使得步进电动机系统获得更加广泛应用的同时，也使得步进电动机与其驱动电路装置日益成为不可分割的一个整体。步进电动机驱动电路的合理设计与改进，需要对步进电动机运行机理和具体结构设计的透彻了解与深入分析。同时，步进电动机系统的性能和运行品质在很大程度上取决于其驱动电路的结构与性能，同一台电动机配以不同类型的驱动电路，其性能会有较大差异。抛开驱动电路来谈步进电动机的性能是不完全的。

步进电机又称脉冲电机，是数字控制系统中的一种执行元件。其功能是将脉冲电信号转换为相应的角位移或直线位移，且其输出转角、转速与输入脉冲个数、频率有着严格的同步关系。步进电机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变得非常的简单。

以二相步进电机为例，如下表所示，驱动方式为二相四拍方式各线圈通电顺序：

电机正反转控制和速度控制：

当电机绕组通电时序为AB-BA′-A′B′-B′A-AB时为正转，通电时序为AB-B′A-A′B′-BA′-AB时为反转。步进电机的驱动电路，微电脑向步进电机输入端传送1或0信息，则可实现上述操作。通过不同长度的延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲，从而得到多种步进速度，也就是改变电机的转动速度。

步进电机由于其本身特点，在具体的应用中有利于装置或设备的小型化和低成本。因此，广泛地应用在众多的领域中并得以不断地发展。虽然步进电机是一种数控元件，易于同数字电路接口。但是，一般数字电路的信号能量远远不足以驱动步进电机，必须有一个与之匹配的驱动电路来驱动步进电机。步进电机本体和步进电机驱动电路两者密不可分的组成步进电机系统。多年来，随着电力电子技术、自动化控制技术以及计算机网络通信技术的发展，步进电机系统尤其是其中的驱动电路部分也不断地发展，国内围绕步进电机驱动电路做了大量的研究与开发。

在微型计算机出现以前，步进电机的控制完全由硬件实现。比如环形分配器，就是由多个标准数字集成电路按照逻辑真值表组合而成，不同类型的电机、不同的工作方式就需要有不同的环形分配器，如果更换了电机类型或改变工作模式，则整个硬件电路需要重新设计。国外对步进电机的研究一直很活跃。目前，国外对步进电机的控制和驱动的一个重要发展方向是大量采用专用芯片，结果是大大缩小了驱动器的体积，明显提高了整机得性能。比较典型的芯片有两类：一类芯片的核心是用硬件和微程序来保证步进电机实现合理的加减速过程，同时完成正反转等。对于开环适用的步进电机，实现合理的加减速过程便可使其达到较高的运行频率而不失步或过冲。

随着以MCS-51系列为代表的单片机的迅速普及，此类环形分配器仅需要更换不同的软件即可适应各种电机，而无需变更硬件，具有极大的灵活性。此外，在步进电机的速度控制中，我们寻求的最佳升降速曲线是根据步进电机的动力学特性及矩频特性得到的，在数学上这种曲线是比较复杂的，人们很难找到一种硬件电路来模拟它，只能在一定频段内做一种大的近似来拟合。现在，我们可以通过软件编程来精确的模拟升降速曲线，并且结合当前微型计算机的强大计算功能可实现步进电机的最优化控制。几十年来，步进电动机的驱动控制技术在不断解决问题、不断提高性能的过程中日益发展。步进电动机开环驱动控制技术已经取得了长足的进步，并在不断完善中趋于成熟。步进电动机闭环伺服驱动控制技术的研究仍在继续，并已经显现出了其优越性。步进电动机驱动控技术的发展，使步进电动机系统存在的失步、震荡、驱动电流过大（效率不高）等问题得到了不同程度的改善或克服，但步进电动机固有的功率密度低的问题依然存在。驱动电路与控制技术的发展，使得利用少极对数电机模拟传统多极对数步进电机的运行特点成为可能。随着自动控制技术、计算机网络通信技术在众多领域中的进一步应用与发展以及数字化、智能化技术的日益发展，步进电机将会在更加深入广泛的领域中得到应用，其驱动系统必将随之发展，尤其是智能化应用技术方向的发展将会成为步进电机驱动器下一个阶段的发展趋势。

参考文献：

［1］哈尔滨工业大学，成都电机厂.步进电动机［J］.北京：科学出版社，1979.

［2］王宗培，孙宝奎.论步进电动机产品的格局［J］.电工技术学报，1999，14（4）：5-9.

［3］刘宝延，程树康，等.步进电动机及其驱动控制系统［M］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997.

［4］高钟毓.机电控制工程［M］.2版.北京：清华大学出版社，2002.

［5］周明安，朱光忠，宋晓华，等.步进电机驱动技术发展及现状［N］.浙江工业大学出版.

［6］沈红卫.智能型环形脉冲分配器的设计［J］.制造技术与机床，1997，（8）：21-43.

［7］王宗培.步进电动机的发展及建议［J］.微电机，2004，37（4）：47-49.

（作者单位 武汉纺织大学）

作者：王诗哲

控制网络通信发展论文 篇3：

工业自动化技术应用分析与发展展望

（1身份证号码：230306198801265310 辽宁 沈阳 110000； 2辽宁华夏天通安防工程股份有限公司 辽宁 沈阳 110000）

摘 要： 随着IT技术和控制技术的发展，工业自动化系统正在发生一些变化和变革。文章分析了当前工业自动化技术的应用特点和现状，对工业自动化的发展前景进行了简要的探讨。

关键词： 工业自动化；智能控制；PLC

工业自动化技术是当今微电子技术和电力电子技术领域中高技术的综合应用技术，这也是工业自动化技术的特点之一。工业自动化是工业技术改造和进步的主要手段，它综合应用系统科学、认知科学、信息科学、控制科学与工程等理论，形成相应的自动化软硬件及系统，实施检测、控制、优化、调度、管理与决策，达到增加产量、提高质量、降低成本、减少资源消耗、环境污染和确保安全的目的。

1.工業自动化控制技术的应用

1.1 智能控制

智能控制作为人工智能的一个研究与应用方面，与自动控制、运筹学、系统论、信息论等学科的结合，已形成一个新兴的交叉学科系统，在实际应用中已产生了许多类型的智能控制系统，如多级递阶智能控制、基于知识的专家系统、基于模糊逻辑的智能——模糊控制、基于神经网络的智能——神经控制、基于规则的仿人控制、基于模式识别的智能控制、多模变结构智能控制、学习控制与自学习控制、基于混沌理论的智能——混沌控制等类型。与其它行业一样，智能控制作为一项关键技术，在钢铁工业中也得到了较多的应用。在各个生产工序中，用于设定与控制、生产计划的安排与调整，以及设备诊断、监测、学习等方面。智能控制能在钢铁工业中得到较多应用，是与它的特点分不开的，它适合于那些含有复杂性、不完全性、模糊性或不确定性以及不存在已知算法的非数字过程，并以知识进行推理，以启发引导求解过程；也可以对具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的过程进行混合控制。智能控制的发展，将会使工业自动化的过程控制有更大进展。

1.2 以PLC为基础的分布式控制系统

PLC作为专为工业环境应用而设计的数字运算电子系统，实现了单机、车间、工厂的自动化控制。它表现出了诸多的优点，具有抗干扰能力强、维修方便等特点，由于PLC对现场进行实时监控具有很高的可靠性，且编程简单、灵活，因此得到广泛的应用。随着科技的进步，它的控制功能将会演变成更加复杂的过程控制和连续控制，这也为将来成为未来的支柱性技术产业而奠定坚实的基础。

1.2.1 模拟量控制

根据控制對象特征，PLC通过组合功能模块组装能成功地控制系统，来灵活实现系统控制。PLC有主机模块、I/O模块、高速计数模块、位置控制模块、模拟量控制模块、通信模块等。PLC的模拟量控制能大大地提高过程控制系统的精度，它可以对热处理的升温、降温、保温等过程进行严格的控制，给热处理过程的控制设计和维护带来了极大的方便，这是以往的仪表控制系统很难实现的。

1.2.2 开关量控制

作为继电器控制的替代品，PLC的自动开关量控制提高了控制的可靠性，它用中间继电器控制系统动作，根据顺序控制器的公式进行设计，画出顺序控制器控制部分梯形图，并根据模拟仿真进行检查，保证设计的规范化。

1.2.3 位置控制

在工业自动化控制中，位置控制占有很重要的地位。工业生产中，机床刀具串刀补偿控制、主轴精确分度控制、搬运定位控制都是位置控制的方式。PLC可通过控制步进电机，给步进电机绕组发出脉冲，能精确地确定步进电机位移，来达到位置控制的目的。

1.2.4 系统集中控制

PLC不仅可以实现自动化控制，而且也适用于系统本身的控制，如控制系统故障检测和显示等。控制系统的原理是根据时限故障检测和逻辑错误检测的原则进行系统监控。由于机床设备在工作循环中的各工步运动在执行时都需要一定的时间，在检测工步动作时可启动定时器，并将定时器的输出信号作为自动停机信号或启动报警信号。

1.3 三电一体化和嵌入式系统

任何工业自动化系统都是由检测仪表或传感器（电测），自动控制装置（电控）和以电力传动为主的执行机构（电力传动）构成的三电一体化系统。没有符合检测精度要求的电测仪表或传感器和满足动静态技术指标要求的电力传动执行机构，自动化控制装置是不能发挥作用或难以达到要求的控制精度。虽然三电系统的各种装置是由各个厂家的产品集成，但是只有全面地掌握三电综合技术才能承担和完成自动化工程项目，特别是大中型工业自动化工程项目。计算机技术、通信技术和控制技术在工业自动化控制领域有机结合的产物和产品升级，实现控制系统更高一级高精度、高性能、高可靠、高适应性，多功能、低消耗等功能成为现场总线技术发展最新趋势。而促进系统组态傻瓜化是现场总线在应用上又一新发展趋势。针对总线传输速度而言，应继续发展和完善低速现场总线技术，同时注重高速现场总线技术的研发。综合自动化系统是为实现企业综合自动化而提出，相应的ERP/MES/PCS三层结构体系是当今世界工业自动化技术的另一发展趋势。

2.工业自动化控制系统的发展展望

随着IT和控制技术的融合的不断深入，工业自动化控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展，自动控制的三大构成系统也将有新的突破。

PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展。在基于PLC自动化的早期，PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型PLC已经出现，价格只有几十到几百欧元不等。随着软PLC（Soft PLC）控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展，PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业PC的控制系统。

DCS将向信息管理系统和计算机网络控制扩展，将过程控制和信息管理系统紧密结合起来，构成计算机集成过程系统（CJPS）。CIPS除了要完成传统DCS过程控制的功能外，还要实现运行支持和决策支持的功能，包括质量控制、过程管理、在线优化、经营管理、决策分析等。网络是当今工厂自动化的核心，是计算机集成过程系统的基础，而工厂自动化的每一层都有适用于自己的网络。计算机集成技术和现场总线的发展，将对DCS的结构产生重大影响。目前DCS的结构将受到上下肢解，上层工作站将与CIPS紧密结合，DCS将演变成CIPS的低层部分；在现场级，现场总线的应用将使传统的DCS输人输出结构彻底改变。现场总线将对自控领域带来深刻影响，工业控制系统的体系结构将以统一的现场总线为纽带构成，现场控制系统（FCS）代称将是新世纪的开放控制系统。

工业计算机，从软交换机到即插即用的通信服务器，将成为一个与信息网络融为一体、以人为中心的随时随地地服务平台。各种各样的工业计算机技术将无处不在，它们将通过多样化网络通信方式，无缝地集成在一个信息网络里，随时随地为人们提供所需要的丰富多彩的服务，而又不为人所察觉。新的工业计算机体系结构有更强的交互和互操作性，同时也是多种信息系统的融合平台。

作者：王文斌 孙丽娟