發布時間：2022-04-16 09:02:16
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇計算機控制論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
鍋爐微計算機控制，是近年來開發的一項新技術，它是微型計算機軟、硬件、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物，我國現有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的1/3，目前大多數工業鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環境污染等嚴重的生產狀態。提高熱效率，降低耗煤量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。
作為鍋爐控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，減輕操作人員的勞動強度。采用微計算機控制，能對鍋爐進行過程的自動檢測、自動控制等多項功能。
鍋爐微機控制系統，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、微機、手自動切換操作、執行機構及閥、滑差電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入微機，手自動切換操作部分，手動時由操作人員手動控制，用操作器控制滑差電機及閥等，自動時對微機發出控制信號經執行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統設計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設置常規儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，這是必不可少的，以免鍋爐發生重大事故。
控制系統：
鍋爐是一個較為復雜的調節對象，它不僅調節量多，而且各種量之間相互聯系，相互影響，相互制約，鍋爐內部的能量轉換機理比較復雜，所以要對鍋爐建立一個較為理想的數學模型比較困難。為此，把鍋爐系統作了簡化處理，化分為三個相對獨立的調節系統。當然在某些系統中還可以細分出其它系統如一次風量控制回路，但是其主要是以下三個部分：
爐膛負壓為主調量的特殊燃燒自動調節系統
鍋爐燃燒過程有三個任務：給煤控制，給風控制，爐膛負壓控制。保持煤氣與空氣比例使空氣過剩系數在1.08左右、燃燒過程的經濟性、維持爐膛負壓，所以鍋爐燃燒過程的自動調節是一個復雜的問題。對于3×6.5t/h鍋爐來說燃燒放散高爐煤氣，要求是最大限度地利用放散的高爐煤氣，故可按鍋爐的最大出力運行，對蒸汽壓力不做嚴格要求；燃燒的經濟性也不做較高的要求。這樣鍋爐燃燒過程的自動調節簡化為爐膛負壓為主參數的定煤氣流量調節。
爐膛負壓Pf的大小受引風量、鼓風量與煤氣量（壓力）三者的影響。爐膛負壓太小，爐膛向外噴火和外泄漏高爐煤氣，危及設備與運行人員的安全。負壓太大，爐膛漏風量增加，排煙損失增加，引風機電耗增加。根據多年的人工手動調節摸索，6.5t/h鍋爐的Pf=100Pa來進行設計。調節方法是初始狀態先由人工調節空氣與煤氣比例，達到理想的燃燒狀態，在引風機全開時達到爐膛負壓100Pa，投入自動后，只調節煤氣蝶閥，使壓力波動下的高爐煤氣流量趨于初始狀態的煤氣流量，來保持燃燒中高爐煤氣與空氣比例達到最佳狀態。
鍋爐水位調節單元
汽包水位是影響鍋爐安全運行的重要參數，水位過高，會破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴重時會導致蒸汽帶水增多，增加在管壁上的結垢和影響蒸汽質量。水位過低，則會破壞水循環，引起水冷壁管的破裂，嚴重時會造成干鍋，損壞汽包。所以其值過高過低都可能造成重大事故。它的被調量是汽包水位，而調節量則是給水流量，通過對給水流量的調節,使汽包內部的物料達到動態平衡，變化在允許范圍之內，由于鍋爐汽包水位對蒸氣流量和給水流量變化的響應呈積極特性。但是在負荷(蒸氣流量)急劇增加時，表現卻為"逆響應特性"，即所謂的"虛假水位"，造成這一原因是由于負荷增加時，導致汽包壓力下降，使汽包內水的沸點溫度下降，水的沸騰突然加劇，形成大量汽泡，而使水位抬高。汽包水位控制系統，實質上是維持鍋爐進出水量平衡的系統。它是以水位作為水量平衡與否的控制指標，通過調整進水量的多少來達到進出平衡，將汽包水位維持在汽水分離界面最大的汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發效率，保證生產安全。由于鍋爐水位系統是一個設有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水位現象，實際應用中可根據情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙重量和水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統。
除氧器壓力和水位調節：除氧器部分均采用單沖量控制方案，單回路的PID調節。
監控管理系統：
以上控制系統一般由PLC或其它硬件系統完成控制，而在上位計算機中要完成以下功能：
實時準確檢測鍋爐的運行參數：為全面掌握整個系統的運行工況，監控系統將實時監測并采集鍋爐有關的工藝參數、電氣參數、以及設備的運行狀態等。系統具有豐富的圖形庫，通過組態可將鍋爐的設備圖形連同相關的運行參數顯示在畫面上；除此之外，還能將參數以列表或分組等形式顯示出來。
綜合分析及時發出控制指令：監控系統根據監測到的鍋爐運行數據，按照設定好的控制策略，發出控制指令，調節鍋爐系統設備的運行，從而保證鍋爐高效、可靠運行。
診斷故障與報警管理：主控中心可以顯示、管理、傳送鍋爐運行的各種報警信號，從而使鍋爐的安全防爆、安全運行等級大大的提高。同時，對報警的檔案管理可使業主對于鍋爐運行的各種問題、弱點等了如指掌。為保證鍋爐系統安全、可靠地運行，監控系統將根據所監測的參數進行故障診斷，一旦發生故障，監控系統將及時在操作員屏幕上顯示報警點。報警相關的顯示功能使用戶定義的顯示畫面與每個點聯系起來，這樣，當報警發生時，操作員可立即訪問該報警點的詳細信息和按照所推薦采取的應急措施進行處理。
歷史記錄運行參數：監控系統的實時數據庫將維護鍋爐運行參數的歷史記錄，另外監控系統還。設有專門的報警事件日志，用以記錄報警／事件信息和操作員的變化等。歷史記錄的數據根據操作人員的要求，系統可以顯示為瞬時值，也可以為某一段時間內的平均值。歷史記錄的數據可有多種顯示方式，例如曲線、特定圖形、報表等顯示方式；此外歷史記錄的數據還可以由以網絡為基礎的多種應用軟件所應用。
計算運行參數：鍋爐運行的某些運行參數不能夠直接測量，如年運行負荷量、蒸汽耗量、補水量、冷凝水返回量、設備的累積運行時間等。監控系統提供了豐富的標準處理算法，根據所測得的運行參數，將這些導出量計算出來。
摘要:本文著重介紹了水泥熟料煅燒回磚窯的技術改造,即利用計算機控制技術替代規儀表和模擬單回路的操作方法。一是建立完備的儀表系統;二是建立計算機的自控系統。達到了預期的設計目的,取得了較好的經濟效益,其經驗將對中小型水泥企業的技術改造或新建都具有現實的指導意義。
關鍵詞:熟料煅燒;控制理論
當時水泥熟料煅燒回轉窯,由于采集、檢測、計量手段不完善,無法對整個工況過程進行有效地監視與控制,只能靠經驗來確定和判斷生產狀況,影響了新工藝潛在能力的發揮,成為制約生產發展的中心環節。因此,為保證生產過程的正常運行和獲得較好的經濟效益,僅僅依靠常規儀表和模擬單回路的操作方法,已不能滿足現代生產的工藝要求,且單純依賴于外延擴大再生產也不是現實的。而積極開發研制計算機自控技術,推行技術改造,增加技術含量,挖掘現有生產技術裝備的潛力,以新的技術實現已有資源的再有效利用,也就是說刺激生產發展的因素應在生產過程中去尋找,才是可行的技術路線。
一、控制熟料煅燒回轉窯的儀表系統
建地完備的儀表系統,并通過工業實際運行,才能及時準確地提供水泥熟料煅燒過程中的各重要工藝參數信息,獲得被控制量隨操作變量而變化的數據組,積累定量化的、科學的直接操作經驗,找出它們之間的內在聯系和變化規律。既是實現人工手動調節的基礎和必要的技術手段,又是計算機實現自動控制的前提和應用軟件開發的科學依據。
儀表系統采用國產標準ⅰ系列ddz—ⅲ型儀表,因它具有以下特點:一是采用線性集成電路,儀表的穩定性和精度得到提高;二是采用國際標準信號制,現場傳輸信號是4～20ma,直流電流,控制室聯絡信號為0～5v,直流電壓;三是結構合理,功能多樣,數字直觀;四是可構成安全火花型防爆系統,易與計算機配套使用。
水泥熟料煅燒回磚窯是一個運動對象。檢測條件惡劣:有噴燃火焰對檢測光路的干擾、二次風卷上來的較冷的生科粉塵的散射吸收和對窗口的污染、以及被熟料形狀、窯皮狀態對輻射率的影響等。不宜采取接觸式檢測,因而,采用了遠程雙比色高溫針對燒成帶物料溫度的檢測,同時配有華海shc型核子秤,對生料雙管螺旋輸送機喂入量和煤粉雙管螺旋輸送機喂入量實施累積計量。
這些參數就其性質來分,一是為實現工序正常的參控參數,二是要求維持生產正常的監控參數,三是為保證設備正常運行的狀態參數。
儀表檢測系統的工作原理框圖
對于檢測參量它反映了從生產現場各工藝檢測點的一次檢測元件,經過變換處理,到儀表顯示,再到計算機信號處理板,經過濾波處理,直接進入模/數轉換器的全過程。所采用的儀表、儀器、設備以及它們的線路連接、信號制式是相互耦合的關系。
燒成帶物料溫度:高溫計溫度變換器數顯溫度表
窯尾廢熱咽氣溫度:電熱偶溫度變送器數顯溫度表
一次風溫度:電熱阻溫度變送器數顯溫度表
二次風溫度:電熱偶溫度變送器數顯溫度表
一次風壓力:正壓壓力變送器數顯壓力表
二次風壓力:負壓微差壓變送器數顯壓力表
回轉窯驅動電機電流:電流電流變送器數顯電流表
對于操作參量它反映了計算機的數/模轉換器,經過信號隔離、變化處理、操作器、控制器,直到生產現場各工藝調節點的執行機構之間的全過程。所采有的各種儀表、儀器、設備以及它們的線路連接,信號制式是相互耦合的關系。
一次風機開度:操作器電動執行器數顯開度表
二次風機開度:操作器電動執行器數顯開度表
生料雙管輸送機軸轉速:操作器調速電機數顯轉數表
煤粉雙管輸送機軸轉速:操作器調速電機數顯轉速表
回轉窯窯體轉速:操作器轉差離合器數顯轉速表
對于五個操作參量分別實施旋鈕調節,而其開關、故障信號,分別實施按鈕操作,并設有指示燈。
二、控制水泥熟料煅燒回轉窯的計算機系統。
水泥熟料煅燒回轉窯的控制為過程自動控制,其特點是在無人直接參與下,采用自動化技術裝置使生產各環節能以一定的準確度自動實現調節或開關等操作,以保證預定的工作狀態和所要求的控制功能的一種控制。
計算機控制系統是由過程計算機、數據處理及控制監視裝置等組成。它是從工藝過程中采集到控制所需的操作數據,經過適當處理,把結果反饋到工藝系統中相對應的調控裝置。它的功能是完成對話、顯示、打印、歷史數據存盤、超限報警和管理、顯示工藝參數變化趨勢曲線、優化控制,對水泥熟料煅燒回轉窯工藝過程實施小幅度調節。
把燒成帶物料溫度和窯尾廢熱煙氣溫度兩個重要的工藝運行參數作為被控制量,其目標設定值為:
燒成帶物料溫度控制在1450±30℃,并實施上下超限報警。
窯尾廢熱煙氣溫度控制在880±30℃,并實施上下超限報警。
把顯著影響兩個重要的工藝運行參行——回轉窯窯體轉速、生料雙管螺旋輸送機軸轉速、煤粉雙管螺旋輸送機軸轉速、一次風用量(窯頭一次風機是用來引進煤粉磨的熱風,以向窯內噴送煤粉。實際用風量應控制在與煤粉中揮發份含量相配比)、以及對窯內通風和溫度場影響頗大的二次風用量(窯尾二次風機是用來引進冷卻機的熱風,以減少煤量消耗,并排除窯內的廢熱煙氣,使冷煙室形成一定的負壓操作)作為操作變量。
根據熱平衡理論,在連續生產的工藝系統達到相對穩定的狀態時,各種熱工參數亦相對穩定。對于水泥熟料煅燒回轉窯系統,如果生產處于穩定狀態時,則其一、二次用風量、生料用量和煤粉用量及回轉窯窯體轉速都會保持不變,則系統的熱工參數應該基本上是不變的,但實際上這種情況是不可能達到的。因為:一是水泥熟料煅燒回轉窯是大量消耗燃料的熱交換設備;二是水泥熟料煅燒是一個典型的熱過程;三是一個十分復雜的物理化學反應過程。且影響窯內熱工制度的因素很多,同時風、料、煤等的量和質也隨時都在變化。因此,控制系統應采取閉環控制,從而使工藝控制系統能夠克服各種小的干擾和波動,保持處于穩定的生產狀態。
為實現這一目的,在控制系統中,回轉窯窯體轉速和生料雙管螺旋輸送機軸轉速構成一個隨動系統,即生料喂及量隨回轉窯窯體轉速的提高或降低而增減;而煤粉雙管螺旋輸送機軸轉速和一次風用量構成一個隨動系統,即一次風用量將隨著煤粉的喂入量的增減而提高或降低,以實現合理的定量比配。就是用五個操作變量的最佳組合來保證被控制量的不變,以圖建立水泥熟料煅燒回轉窯穩定的熱工制度,為水泥熟料煅燒的優質高產低能耗提供保證。
兩個隨動系統及兩個隨動系統中的各兩個參數,同時影響著燒成帶物料溫度和窯尾廢熱煙氣溫度的高低,屬于“邏輯與”運算,表達式為:x=a∧b=min(a?b)
該系統投入運行的條件是——回轉窯處于正常穩定的運行狀態。即是說,它不適用于開窯、停窯、欠燒、大量窯皮跨落、補掛窯皮等非正常的操作條件。當熟料煅燒工藝過程較為穩定時,可以借助于計算機控制系統去維持其穩定的運轉,若一旦有大幅度地干擾或波動,計算機無法處理時,它會自動報警提示,把回轉窯的控制交給窯的操作員,等待人工把問題處理完畢后,工藝過程又處于穩定的生產狀態時,再切換到計算機控制。
計算機控制系統通過兩個切換開關,來實現三種工作狀態:
一是自動控制狀態。即計算機對水泥熟料煅燒過程完全自動控制。此時,計算機發出五個操作變量參數,通過五個操作回路——一次用風量、二次用風量、生料雙管螺旋輸送機喂入量、煤粉雙管螺旋輸送機喂入量、回轉窯窯體轉速,對生產過程進行操作,以控制主要目標——燒成帶的物料溫度和窯尾廢熱煙氣的溫度均保持在設定范圍。兩個隨動系統的比例系數設定由計算機軟件來實現。
二是人工調節狀態。即計算機已脫離自動控制,轉入儀表聯動的人工調控。此時,除二次用風量單獨控制外,而兩個隨動系統比例控制回路進行控制狀態。其比例系數由人工整定比例器,來實現兩個隨動系統和二次風用量的三個回路操作。
三是單獨手動狀態。既兩個隨動系統也完全解體,五個操作變量——一次風用量、二次風用量、生料雙管螺旋輸送機喂入量,煤粉雙管螺旋輸送機喂入量,回轉窯窯體轉速,形成了五個回路單獨操作狀態,定值比例器不起作用,完全進入人工直接操作的控制方式。
由于水泥熟料標號、臺時產量、設備運轉率的提高,全年合計可增產火山灰質325號硅酸鹽水泥3240噸。同時降低了工人勞動強度,降低了電力、生料、煤粉、材料消耗,減少了維修費用。
通過實際運行證明,當時的決策無疑是正確的,雖然今天隨著現代控制理論、計算機技術和電子技術的發展,這只不過為大型水泥企業熟料煅燒過程的控制要求提供了更靈活可靠和功能齊全的控制可能,然而已經過實踐的、成功的控制策略,控制模式,控制理論仍具有現實的指導意義,特別是對中小型企業的技術改造或新建均可引為借鑒之經驗。
摘要:一直以來汽車工業都是國家經濟發展的支柱產業之一。隨著社會的進步，經濟的發展以及我國入世以后汽車行業的迅速發展，這就把汽車行業對科技水平需求提升到了一個新的高度。文章就計算機控制系統在汽車行業中的一些重點應用問題進行了綜合論述。
關鍵詞:計算機控制;汽車行業;汽車性能測試;汽車監控;汽車檢測
我國入世以后汽車行業得到了迅猛發展，汽車已逐漸成為人們生產和生活中不可或缺的工具。目前，我國是全世界機動車保有量增長最快的國家（2007年末統計超過2300萬輛）。這也就強烈的促進了汽車行業的發展。與此同時，現代計算機控制技術已滲透到汽車的各個組成部分，汽車的結構變得越來越復雜，自動化程度也越來越高。不過對于汽車行業來說，從宏觀角度來看計算機控制系統表現最為突出的是在：汽車出廠前的性能測試、汽車出廠后的監控及汽車檢測三大方面。下面我們首先來看一下：
1．計算機控制系統在汽車性能測試方面的應用
由于電子技術的飛速發展，測試技術日新月異。應用先進、成熟的測試技術，是成功開發性能優良、經濟實用的汽車性能測試系統的基本原則。在汽車性能的測試方面，最常見的計算機控制系統包括：
1.1 plc控制系統
可編程序控制器plc(programmable logic controller)控制系統:plc是重要的機電一體化產品，其主要功能是開關量控制。起初主要用于替代繼電器控制，目前已發展到具有模擬控制功能，因而應用范圍也有所擴展，形成了以plc為優秀的控制系統模型。
1.2 面向對象控制系統
面向對象的控制系統是利用典型基礎控制產品，針對特定應用對象進行系統設計和二次開發，二次開發的重點是系統結構、專用系統或部件以及應用軟件的開發。這種系統由于其針對性強，因而能夠做到系統緊湊、價格低廉，并能實現eic（電控、儀控、計算機）一體化。
1.3 dcs控制系統
分布式控制系統dcs(distributed control of system)，dcs是當今汽車過程工業自動化的主控系統，特點是控制分散、操作顯示集中、系統具有很高的可靠性和很強的功能。
1.4 模塊化控制系統
近年來控制模塊和模塊化控制系統得到發展。模塊化控制系統是以模塊為基礎，組成高度可配置的、分布式采集控制系統，這種系統當i/o出現故障時，只需要調換故障的模塊，而不需替換整個系統。模塊化控制系統的持點是：結構簡單、安裝方便、組織靈活、可擴展性較好、可靠性高、維護方便。
2.計算機控制系統在汽車監控方面的應用
從上世紀末90年代，電子信息技術越來越多地進入交通運輸部門，并逐漸形成一個嶄新的工程領域，即智能交通系統its(intelligent trans portation system)。所謂智能交通系統，就是通過采用先進的電子技術、信息技術、通信技術等高新技術，對傳統的交通運輸系統及管理體制進行改造，從而形成一種信息化、智能化、社會化的新型現代交通系統。
2.1車載端計算機控制系統的職能歸納
車載端計算機控制系統的職能可歸納為：首先，精確定位:車載監控終端全天候24小時連續不斷的接收gps衛星信號，從而為系統提供車輛的位置和速度，定位精度可達10米。其次，記憶功能:車載監控終端具有存儲車輛位置/模擬量/異常信息的功能，而且可存儲長達兩個月的車輛位置/模擬量信息。第三，控制功能:車載監控終端接收到監控中心的控制命令后，對車輛執行控制動作。第四，通信功能:在gsm網絡覆蓋范圍內，車載監控終端可與監控中心進行數據交換。最后，防劫報警職能:在車輛遭受搶劫時，駕駛員觸動一個隱蔽報警按鈕，即可在自保的同時等待援助。
2.2監控端計算機控制系統的職能歸納
監控端計算機控制系統的職能可以歸納為：首先，數據預處理:通信服務器從internet上接收到車輛的信息之后對信息進行初始的驗證、校驗、數據日志處理。并將待處理的信息分發給有處理能力的監控終端。其次，數據跟蹤:將移動車輛的實時位置以列表的方式顯示出來。第三，跟蹤監控功能:服務器端可以實現對多終端的跟蹤監控，系統實現采用tcp/ip協議，采用此協議是因為該協議可以保證信息傳輸的可靠性和實時性。第四，報警功能:終端設備報警分為預報警，實際報警，以及報警解除三級報警狀態，這主要為了避免誤報警情況發生，當服務器端收到終端設備預報警信息，則彈出報警對話框，并且在預報警車號列表框中列出發出預報警信息的車號，雙擊其車號可以使系統定位到該車上，預報警情況不會使系統自動定位該車號的終端。
3.計算機控制系統在汽車檢測方面的應用
對于計算機控制系統在汽車檢測方面的應用，我們需要從汽車管理檢測和汽車故障檢測兩方面來進行分析。
3.1計算機控制系統在汽車管理檢測方面的應用
其實也就是常說的“多站點汽車檢測動態管理網絡系統”主要是利用計算機信息技術實現道路運輸管理部門對多個汽車檢測站的檢測數據進行實時傳輸與檢測結果的自動判斷，實現車輛二級維護備案，并實現對道路運輸車輛技術狀況的實時監控和道路運輸車輛相關信息的自動化傳輸，該系統還可以對汽車維修企業的二級維護車輛的一次檢驗合格率進行監控，該系統可以應用于所有道路運輸管理部門，以及其相應的檢測站，利用網絡技術實現車輛技術管理及信息傳遞的自動化，滿足交通部4號令的要求。該系統采用分級分布式星型網絡結構，網絡各工作站點通過集線器相互連接構成檢測系統局域網絡，完成數據通信和信息傳輸;通過調制解調器能方便地與電話網連接，加入internet國際互聯網，實現局域網與局域的遠程通信，從而構成廣域網。其車輛檢測、辦理車輛技術等級評定和二級維護簽章實行封閉式自動檢測和流水作業辦公。
3.2計算機控制系統在汽車故障檢測方面的應用
經過多年的發展，目前國內的汽車故障檢測維修行業已具相當規模。大部分汽車綜合性能檢測站均采用了計算機控制系統，汽車維修企業也應用維修信息管理系統，一定程度上實現了檢測自動化和管理科學化。
3.2.1 計算機控制系統可以為汽車故障檢測提供技術支持
通過計算機控制系統完善汽車行業整體信息化之后，維修企業就可以通過一個公共的專家數據庫查詢需要的維修技巧并將自身的工作經驗與同行共享；一個維修企業的配件儲存是有限的，但如果將每個維修企業甚至供應商的配件倉儲量、型號和規格等登入信息網，可以較好地解決企業配件短缺但一時難以購置的問題；為車主提供周到迅速的服務，應是每個維修企業追求的目標之一，車輛檢測不合格需要進廠維修時，維修企業可以通過網絡查詢到該車輛的原始檢測數據和汽車性能曲線，極大地提高維修效率和準確性。
3.2.2 計算機遠程故障控制系統對汽車行業的現實意義
目前我國汽車維修行業已經從完全依靠檢查者的感覺和實踐經驗進行診斷的階段，發展到了利用專門設備進行綜合檢測診斷階段。計算機遠程故障控制系統為傳統汽車故障診斷技術進行了很好的補充。
首先，它增加了用于遠程診斷的診斷服務器，并預期能與該技術領域力量較強的大型汽車維修企業、科研院所、高等院校或國內外汽車生產廠家建立的故障分析診斷中心互聯，同時與相關專家建立一種協作關系，共同為系統提供高效、快捷的遠程故障診斷服務。其次，形成了豐富的診斷數據庫和診斷知識庫，提高了診斷智能，并通過多手段、多專家協同對故障進行會診，提高了故障診斷的準確性和可靠性。再次，遠程故障診斷技術同時克服了地域障礙，使用戶在行駛過程中也可以對汽車進行故障診斷和狀態監測。
《計算機控制理論與設計》課程教學建設與實踐
計算機控制理論與設計課程是控制科學與工程一級學科重要專業基礎課,在碩士研究生培養中起著重要作用。計算機控制理論與設計課程作為控制理論與控制工程學科學位課程,于1998年開設,已有10多年的歷史,通過多年建設,在課程內容、知識體系、教學方法等方面取得顯著成績。
1 明確專業培養目標,體現智能建筑特色
沈陽建筑大學是遼寧省唯一的一所建筑類院校,我校控制科學與工程學科以智能建筑技術為學科特色,智能建筑技術的優秀計算機控制技術。隨著計算機控制技術的發展,對計算機控制理論和技術要求越來越高,但多年來計算機控制理論與設計課程教材內容上沒有太大變化,教材內容陳舊是主要問題之一;其二,計算機控制理論課程與實際脫節,就理論講理論,內容枯燥,不易理解;其三,很難能找到適應建筑類院校研究生培養的教材。
為此,對該課程進行了改革,取得了良好效果。
1.1 引進前沿技術
結合計算機控制技術的發展和最新成果,引入計算機控制研究的前沿技術,不斷更新教學內容,使學生能學習掌握最新的知識和技術。
1.2 注重基礎教學
按照“基本原理－系統分析－系統設計”的思路講授課程,結合實例分析和實踐環節,使學生掌握計算機控制系統基本原理、方法和技術,具備計算機控制系統的應用和設計能力。
1.3 反映智能建筑特色
結合智能建筑系統工程實例講授,使計算機控制理論與智能建筑系統設計融合,體現智能建筑技術特色。
1.4 重在能力培養
將計算機控制理論學習與工程案例分析、科研成果相結合,通過課堂討論、專題報告、專家教學、科研活動等實踐環節訓練,培養學生的實踐能力。
2 豐富教學內容,滿足社會發展需求
2.1 收集相關資料,充實課程內容
注意學科發展動態,收集國內外控制理論與控制工程的相關資料,特別是控制理論方面的有重要價值的論文、參考書籍及控制理論方面的原版教材,將計算機控制技術中最新、最先進的知識引入教學,大大充實了計算機控制理論與設計課程的教學內容,擴大了學生的知識視野。
2.2 將科研成果引入教學
在課程講授的過程中結合科研工作研究成果,將科研中成功應用的計算機控制系統的工程實例開展案例教學,通過對計算機控制系統實例進行解剖分析,從硬件設計到軟件控制程序,從軟硬件接口電路到大系統連接,從常規的控制方法到先進的智能控制方法,結合實際系統設計中的經驗,理論聯系實際,受到學生普遍歡迎。
3 改進教學方法,提高教學效果
3.1 改進教學模式,促進學生積極思考,激發創造性思維
建立以學生為主體、以教師為主導的基于探索和研究的教學模式。在課堂教學中,以國內外典型計算機控制工程實例為載體,引導學生多方位、多角度地發現問題,有效地調動學生的學習積極性,激發學生的潛能;在課堂教學中鼓勵師生交流;啟發式教學,引導學生通過思考、分析和探索學習,鼓勵學生大膽質疑、獨立思考和創新思維。教學模式的改變,調動了學生學習的積極性,又激發了學生的創造性思維;開展研究型教學,開展學科前沿知識研討、理論難點研討、系統設計難點研討等專題討論。具體方法是:事先布置研討內容,讓學生查閱資料,針對實際問題,闡述自己的觀點,每個研究主題指定主講述人,并進行專題研討,通過多媒體等現代化教學手段激發學生學習的興趣,通過與學生互動,包括課程介紹、圖片和錄像資料、系統實例分析等教學資料,進行深度思考。
3.2 案例教學收到良好效果
在課堂教學中,將基本理論、設計方法、實例分析等按模塊化進行歸類,采用模塊化教學分析方法,每章歸納出知識結構,從知識結構了解各個知識點之間的聯系,以及模塊中的各個知識單元到模塊與模塊之間的內在聯系,深入淺出,由理論到工程應用,使學生易于掌握。
3.3 教學方法和手段的多樣化,提高了學生的學習興趣
深入實際:到中科院沈陽自動化所、科學家花園智能工程現場等單位進行現場教學。事先布置一些思考題,讓學生帶著問題學習,把課堂的理論知識和實踐知識有機地結合起來。請專家講解計算機理論在機器人控制、智能建筑中的應用技術,并通過現場的演示和實際操作,從理論到實踐,展示了計算機控制理論在實際對象中的應用情況,更真實、直觀,使學生更加真實地了解了計算機控制理論的重要性。
專家講座:聘請有智能建筑實際工作經驗的專家到校內做學術報告,做計算機控制技術發展國內外發展狀況及計算機控制技術在智能建筑技術中的應用方面的報告,擴大了學生的知識視野開闊了學生的知識視野。
將現代技術與教材有機結合:現代技術與教材有機結合,形成立體化的教學環境。多媒體課件、網絡教學軟件、文字引導學生開展科研訓練,學生自主選題,搜集資料,開展科研訓練計劃,鼓勵研究生開展研究性學習,以鞏固學生課程所學知識,并使課堂教學與科學研究融為一體,激發他們的科研和創新熱情。
多種教學方式的融合:如課堂討論教學與教師講授相結合,學科前沿知識與教材基本內容相結合,理論與工程實際相結合,科研成果與教學內容相結合,課堂教學與實踐教學相結合等,大大提高了講課效果。
(1)采用模塊分析方法,深入淺出。系統設計要結合科研工作實際,從理論到實踐,通過工程實例講述,使設計更貼近實際;(2)將抽象的理論描述轉化為形象化的描述。利用圖形、圖像信息資源使學生能夠盡可能的接近實際系,從而提高學生認知度和學習興趣。(3)在分析系統特性時,采用對比的分析方法,有助于學生深入理解各種分析方棕的特點、區別、適用條件及相互之間的關系。
3.4 理論聯系實際,培養學生的解決實際問題的能力
注重“實踐性”,在課堂教學中通過工程實際問題引出理論知識點,培養學生解決實際問題的能力。教學中提供大量工程實例的資料,引導學生帶著實際工程問題學習理論知識,做到理論與工程實踐密切結合。實踐證明,這種理論與實踐相結合的教學方法,不僅激發了學生學習的主動性和積極性,而且有效地培養了學生解決實際問題的能力。
多年的教學實踐證明:研究生專業課程必須結合專業特點,其專業知識結構要根據社會發展需求調整,以適應社會發展的需要。
【摘要】
隨著社會的進步和科學技術的飛速發展，帶動了一大批互聯網產業的進步和發展，對于傳統技術的產生了巨大的沖擊，計算機通信技術和網絡技術的結合是現代互聯網產業的重要標志之一。通過計算機網絡技術和通訊技術的相互結合，信息傳遞的方式更為豐富多彩，增加了人與人之間溝通交流的平臺，促進了社會的發展和進步。
【關鍵詞】
計算機網絡；通訊技術；控制
計算機的控制中網絡與通訊技術的是在信息的傳輸中逐步發展和1確立起來的，它包括對于計算機的操作能力以及網絡通訊技術兩個部分。通過在互聯網這個大的網絡環境中的各種操作，對于計算機間的數據傳輸和信息傳播起到了促進作用，在計算機的信息處理軟件中，整個網絡的通訊設備都能實現現場的控制和傳輸，網絡和通訊技術的設備和計算機的連接組成了信息處理系統的重點部分。
一、網絡和通訊技術在計算機中的應用類型
1.1以太網
以太網是目前商業化計算機的控制領域的中高檔信息的管理和控制的通訊技術的集體提下，有望在軍工領域有著良好的發展。以太網之所以能產生這樣的優勢在于他的廣泛性和先進性，以太網的優勢在于他的應用的范圍十分廣泛，對于網絡的傳輸和數據的流通運行成本較低，通信的效率和高，有著十分廣闊的發展前景，對于以太網的開發和利用一直是互聯網通訊技術的發生技術的重要項目。而且以太網杜絕了傳統數據傳輸上的種種局限性，擺脫了現場連線方式的種種限制，對于開發和利用的前景十分遼闊。有較大的發展空間。種種上述優勢并沒有對于技術的應用和設備的連接造成困難，對于以太網在速度的連接上有著巨大的優勢嗎，尤其是以太網在數據的傳輸上具有高速、安全、可靠特性。在企業中，通常內部的網絡信息是由三部分組成的，通常是現場設備層、過程監控數據和信息管理層。一個企業在內部網絡的頂部和最外層通常是通過實施數據庫的應用來構成網絡的，以太網的高速實施和利用是對于現場信息的置換來說是非常重要的，通常可以進行比如網絡數據的高頻率傳輸和現場數據的錄入等工作，對于設備的控制和查詢的功能來說哦，這部分網絡的高速構成組成了最高速度的時段和現場設備層，對于控制方面的要求來說，處于控制中的現場設備的測量系統的信息傳輸之間。現場的低速的數據網絡構成了現場設備的網絡。
1.2現場總線系統
生產現場和微機械化的測量系統在設備間的控制和現場應用的技術分析，可以通過開放式的數字化設備和數據的傳輸來實現。對于控制、通信和技術的來實現對于總體技術的把握是十分方便的，高速率的網絡、現場基金會的總線數據以及數據傳輸設備的現場總線的技術轉換作為網絡數據的傳輸的要點。對于分散的設備我們可以看到通過總線的連接網絡化的應用程序作為一個控制終端的數據連接。現場總線的實際應用具有的優點有很多，比如微處理設備作為系統的優秀處理器，通過集散式的控制和研究做到對于數據連接的基礎傳輸，功能模塊的傳送和應用對于互聯網之間的聯系是十分重要的，在不同設備的情況下，作為廠家以及產品來言，各設備在使用中已經大體實現了現場總線技術的統一。
1.3控制網絡的狀況
以太網和現場總線的連接雖然具有很多優秀的特點，但是在總體方面來說，穩定能和便捷度上以太網的可靠性和實時性都不如現場總線技術，但是目前，由于現場設備技術昂貴的造價還沒有開始大規模的應用，對于企業的信息化網絡技術來說，企業的信息化過程中的監控措施是通過現場信息的實施錄入來實現的，通過先進控制的設備和歷史的查詢功能以及歷史數據來向華西考慮出關于控制系統在設備間的網絡和信息的網絡傳遞的構成的。
二、網絡通信技術在計算機控制中的發展歷程
2.1第一階段
聯機技術的首次出現對于不同的地理位置和分散式的計算機處理軟件的中央處理器來說，數據運算和收集以及處理過程都是十分復雜的，在計算機的處理和運算中，中央處理器的連接的數據的數目對于計算機的運行速度來說是十分巨大的，對于系統中計算機的處理和運行階段的傳達的導致計算機運行速度的變慢，對于指令的影響會導致信息的通信技術的頂端化速度減緩，他們處于中央處理器的通訊技術的之間的終端的負責和控制技術的研究之間。
2.2第二階段
從二十世紀開始興起的計算機互聯網技術以及計算機的操作運行系統，對于數據傳輸和系統的應用來言主要是進行系統的分散式控制和資源的大力整合，對于網絡協議的分層計算的來看，二十世紀的生產廠家對于計算的標準并沒有一個標準的規范，對于網路的信息共享系統以及最大程度的預言和信息共享系統來看是具有封閉獨立的特點的。網絡信息系統的共享和數據的互通建設不能得到最大程度的實現。
2.3第三階段
第三時期開始于二十世紀七十年代末，標準化的計算機的出現才標志著第三時期正式開始，對于計算機技術的應用由于得到微處理器的出現而得到空前的發展，集成電路的大規模應用更是對于互聯網和計算機的應用產生了巨大的推動力。對于計算機技術的不斷成熟和創新以及微型計算機的運算速度和集成電路的高度安全的特性對于標準化的網絡時代而言無疑進入了高速發展階段，在標準化的時期內，互聯網的迅速發展也推動了局域網的使用和進步，對于信息共享技術的研究更為深入，在路由器和調節器的意義上得到了最大意義的研究。
2.4第四時期
最后一個時段是開始于二十世紀末，作為互聯網的飛速進步的階段，高速網絡的出現和應用，對于信息高速公路的建立起到了重要的推動作用，各地紛紛建立自己的信息高度基礎設施。對于全球的互聯網和信息技術的應用作為一個優秀的位置來說，授權人能夠得到自己想要的東西在全球的資源都能得到充足的共享。
三、網絡與通訊技術在計算機控制中的相關應用
3.1在計算機控制中的具體應用
網絡和通信技術的飛速發展帶動了各行各業的人們使用計算機通信技術的應用。帶動了相關技術的產生和發展，比如電子郵箱。個人移動通信設備和電子數據的業務。應用范圍也在不斷的擴大，比如目前我們所熟知并普及的4G網絡。通信技術的應用范圍也在不斷地擴大中。還有應急通信系統的建立和投入使用的過程加大了我們對于突發事件的應急處理的能力，為人們的生命健康和個人財產安全得到了保障。智能電網的設計和應用都采用了網絡的通信技術。電力系統中的電力線纜以及航海作業GPS導航以及無線視頻技術的產生和發展對于通信技術的應用都十分廣泛，在電力系統的航海電路中，企業數據的整理和統和也在通信技術的方面占據著重要的作用。
3.2網絡與通信技術在計算機控制中的作用
節約能源的消耗，對于信息網絡的數據的共享，嫩吼吼減少在數據的保存和管理時損耗的人力物力，個人終端設備能夠很好的控制信息的傳輸和使用，做到對于數據的輸入有著多次的促進作用，使得信息的實際價值得到了有效的發揮和使用，為信息的實際價值起到了促進作用，避免了數據在運輸過程中的意外和損失。遠程教學技術的大規模普及帶動了教育事業的發展和進步，為國家和社會的文化建設教育事業做出了貢獻，促進了不同國家和地域人們的文化交流和應用。
四、結束語
網絡的通訊技術在計算機的控制應用中有著十分廣泛的前景，對于如今社會人們正常工作學習和生活都有著密切的聯系。對于網絡通訊技術的應用，大大提高了人們生活質量和生活水平，促進了社會的進步和發展那，對于計算機通訊技術的要求也越來越高，和人們生活的聯系也越來越密切。
作者：秦俊波 單位：鶴崗市公安邊防支隊
【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，其運行的優秀為計算機控制技術。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優秀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。
作者：李楠，潘陽，齊瑩超 單位：沈陽理工大學
實時控制系統要求在有需求時馬上得到滿足，沒有時間上的滯后，即實時性是第一要求。在工業控制中應用廣泛，實時控制系統的使用目的是按時完成規定的任務。控制系統中對于任務必須按要求完成的稱為硬實時，不能做任意更改；控制系統中對于任務可以做某些時間上的變更，在某一時間段完成即可的沒有嚴格的完成次序的稱為軟實時。一個計算機控制系統可以在某段應用時間內實時，沒有必要時刻實時。硬實時和軟實時相比，硬實時容易因局部錯誤而導致控制失效，軟實時則容錯率較高，或許會出現短時間失效但系統能很快恢復。計算機控制系統是為應用而生，按照需求來設計實現的。通用的計算機控制系統從設計之初就考慮其為實時系統，例如WindowsNT、OS390，多數操作系統是分時操作系統，是多任務多線程的。目前人們在分時操作系統中也常常涉及到實時應用，這種應用的實時沒有要求精確到一定級別，如利用WindowsXP平臺設計某個工業控制程序完全可以滿足某些實時應用的需求。
1計算機控制系統的應用分類
計算機控制系統傳感器裝置采集的一般是模擬信號，模擬信號要被計算機處理則需要模數變換的環節。當計算機控制系統發出數字信號指令時，這些信號到達控制系統的終端時需要轉換為執行部件使用的模擬信號，這種過程需要數模轉換的環節。（1）數據采集應用：通過控制系統的傳感器采集數據信息，要求對傳感器裝置獲取的瞬時數據信息以最快的速度采集到控制系統中。（2）實時控制決策應用：對上述采集的數據能夠及時處理，如立即分析這些數據的結果馬上得出結論，可以對下一步的控制系統做出決策性判斷。（3）實時控制應用：上述做出的決策性判斷信息傳入下一個環節，中心處理單元根據這些傳入數據信息做出迅速響應，在適當時機控制完成整個控制系統的任務。
2Windows系統實時性應用研究
計算機控制系統的實時性要求系統能及時響應，在嵌入式設備中使用普遍，該類系統由于其外設相對簡單，系統響應迅速，很容易滿足實時性要求。現在計算機平臺使用Windows操作系統的占絕大多數，Windows系列操作系統功能很強，系統提供的API非常豐富，操作系統本身是多線程多任務的機制，工業控制多采用現在流行的Windowsxp作為軟件平臺。基于Windwosxp軟件平臺，利用軟件開發工具設計工控軟件，利用這些控制軟件實現對硬件接口和外部設備的控制操作。
2.1多線程技術多線程是Windows系列操作系統的一個優勢，利用該項技術CPU可以分時地處理不同的任務，用戶感覺就是多個任務在同時進行，利用Windows系列平臺開發的計算機控制系統，多線程技術是必須采用的，實現實時操作的界面程序作為主線程執行，利用輔助線程對輔助任務進行后臺處理，多個線程協調工作，滿足用戶對實時性的要求，當然這種實時性不是要求很高的。
2.2定時器Windows的定時器在控制程序中非常有用，操作系統執行的任務如果耗時，將占用CPU很多時間，其他的任務等待某個大任務完成后再去做顯然是不合理的，Windows操作系統有能力把這個大任務分解，在分解的時候如何統籌執行就依靠Win－dows的定時器來實現，在Windows的消息隊列中有個WM_TIMER的消息，分解的任務要等到該消息來臨時刻去執行，就可以達到任務分時統籌的目的。不過盡管Windows的機制可以進行分時，但是由于任務有優先級的設定，并不能特別準確地保證這種控制的實時性，適用于要求低的控制系統。
3計算機控制系統的實時性提高策略
對于計算機控制系統的實時性要求很嚴格，這是與其具體需求密切相關的。例如：在整個移動信息網絡中，如果網絡優秀設備出問題，要求必須在50ms時間內切到優秀備機設備，否則整個公共移動電話服務將中斷，這種情況絕對禁止發生，程控交換網也是如此，諸如此類計算機控制系統實時性要求精確到一定程度。下面分析提高控制系統的實時性的具體策略。
3.1將中斷響應時間降到最短當有外部事件觸發時計算機控制系統要馬上做出響應，從響應該外部觸發事件到執行中斷代碼程序的時間要求很短。這個響應時間間隔定義為中斷延遲，對于優秀的計算機控制系統要做到隨時能響應并處理中斷，現實應用中處理程序的某些情況有屏蔽中斷的要求，比如在數據庫修改過程要求短暫屏蔽中斷處理，這種屏蔽是必要的，保障正常數據庫讀寫操作。屏蔽時間的最大值叫做最大中斷延遲。在嵌入式應用系統中硬件中斷的次數不確定，與系統的實際情況關系很大，有可能出現若干次的硬件中斷，舉例：病人監護系統也是一種計算機控制系統，在監控一個病人心臟的實時情況時，假如病人心跳發生多次變化，這種傳感信息通過網卡傳入網絡信息系統引起護士注意，護士響應該信息按下相應功能按鍵，即中斷得到迅速處理，這是刻不容緩的，否則情況不容預測。計算機控制系統能夠在處理上采取最優先處理，支持最優先響應。
3.2將進程切換時間降到最低在控制系統中經常面臨新任務新情況，如果中心處理器在處理某個任務時，有突然的任務加入，該任務的優先級高，處于不能協調的情況必須先處理新任務，否則會影響這個系統控制的實施，那么中心處理器需要馬上切換任務，保存當前正在處理任務的一切設置及參數，例如需要保存寄存器信息和內存當前狀態以及當恢復該任務需要的一切信息等。這個過程也需要消耗處理器時間，對于任務沒有交叉的情況很容易處理，直接切換即可，可是對于2個有交互信息的任務需要處理的信息較多，需要耗費一定時間。為了保持實時性，必須盡量將進程切換的時間降到最低。
3.3優先級繼承搶占優先級不是在任何時候都能奏效，由于操作系統的機制并不能完全保證高優先級都能搶占低優先級的資源，也會出現低優先級占用資源不放的狀態，這種狀態的解決方法是通過優先級繼承的方式獲得資源，使計算機控制系統的實時性得到保證。計算機控制系統有網絡分布架構的，如果一個計算機控制系統擁有網絡分布的多個終端，該控制系統就支持網絡架構的優先級繼承方式，通過優先級繼承方式獲取到對資源的占用，假如對于這種情況沒有解決方法，那么這種多終端的網絡式計算機控制系統很容易陷入局部網絡癱瘓或系統停滯的狀態。
3.4縮短進程資源分配等待時間多進程計算機控制系統資源是共享的，那么對于資源的合理調度就是首要問題。對于某個進程當它急需資源的時候能夠解決所需這是實時系統的要求，當某個資源被低優先級的進程占用不能釋放的時候，所需資源被搶占，以至于低優先級進程在停滯狀態，整個計算機控制系統的資源不能協調，這種等待是系統不允許的。解決這種實時性的方法是2種：優先級繼承和優先級極限。2者的實現都是通過提高占有資源的低優先級進程的優先級，讓其優先級和等待資源的進程優先級相同。
3.5簡化控制系統，突出實時性計算機控制系統對實時性要求較高，在控制系統中減少不必要的資源開支，不需要關注美觀的界面，盡量滿足控制系統的實時需要，主要將實時任務突出。現在實時控制系統較多，計算機控制系統在設計之初要拋掉不必要的考慮，將滿足實時需求作為首要條件。
4結語
計算機控制技術是多學科多領域交融的技術，以計算機應用技術為優秀，以電子工業控制為過程，同時將自動化應用、無線電技術、軟件編程技術、網絡通信技術融入其中，為實現精密儀器設備生產制造、工業自動化的生產過程、國防科研應用等領域提供廣泛的應用前景。
作者：國海東左永文單位：吉林工業職業技術學院
編者按：本論文主要從計算機控制系統在汽車性能測試方面的應用；計算機控制系統在汽車監控方面的應用；計算機控制系統在汽車檢測方面的應用等進行講述，包括了PLC控制系統、面向對象控制系統、DCS控制系統、模塊化控制系統、車載端計算機控制系統的職能歸納、監控端計算機控制系統的職能歸納、計算機控制系統在汽車管理檢測方面的應用等，具體資料請見：
論文關鍵詞:計算機控制;汽車行業;汽車性能測試;汽車監控;汽車檢測
論文摘要:一直以來汽車工業都是國家經濟發展的支柱產業之一。隨著社會的進步，經濟的發展以及我國入世以后汽車行業的迅速發展，這就把汽車行業對科技水平需求提升到了一個新的高度。文章就計算機控制系統在汽車行業中的一些重點應用問題進行了綜合論述。
我國入世以后汽車行業得到了迅猛發展，汽車已逐漸成為人們生產和生活中不可或缺的工具。目前，我國是全世界機動車保有量增長最快的國家（2007年末統計超過2300萬輛）。這也就強烈的促進了汽車行業的發展。與此同時，現代計算機控制技術已滲透到汽車的各個組成部分，汽車的結構變得越來越復雜，自動化程度也越來越高。不過對于汽車行業來說，從宏觀角度來看計算機控制系統表現最為突出的是在：汽車出廠前的性能測試、汽車出廠后的監控及汽車檢測三大方面。下面我們首先來看一下：
1．計算機控制系統在汽車性能測試方面的應用
由于電子技術的飛速發展，測試技術日新月異。應用先進、成熟的測試技術，是成功開發性能優良、經濟實用的汽車性能測試系統的基本原則。在汽車性能的測試方面，最常見的計算機控制系統包括：
1.1PLC控制系統
可編程序控制器PLC(ProgrammableLogiccontroller)控制系統:PLC是重要的機電一體化產品，其主要功能是開關量控制。起初主要用于替代繼電器控制，目前已發展到具有模擬控制功能，因而應用范圍也有所擴展，形成了以PLC為優秀的控制系統模型。
1.2面向對象控制系統
面向對象的控制系統是利用典型基礎控制產品，針對特定應用對象進行系統設計和二次開發，二次開發的重點是系統結構、專用系統或部件以及應用軟件的開發。這種系統由于其針對性強，因而能夠做到系統緊湊、價格低廉，并能實現EIC（電控、儀控、計算機）一體化。
1.3DCS控制系統
分布式控制系統DCS(Distributedcontrolofsystem)，DCS是當今汽車過程工業自動化的主控系統，特點是控制分散、操作顯示集中、系統具有很高的可靠性和很強的功能。
1.4模塊化控制系統
近年來控制模塊和模塊化控制系統得到發展。模塊化控制系統是以模塊為基礎，組成高度可配置的、分布式采集控制系統，這種系統當I/O出現故障時，只需要調換故障的模塊，而不需替換整個系統。模塊化控制系統的持點是：結構簡單、安裝方便、組織靈活、可擴展性較好、可靠性高、維護方便。
2.計算機控制系統在汽車監控方面的應用
從上世紀末90年代，電子信息技術越來越多地進入交通運輸部門，并逐漸形成一個嶄新的工程領域，即智能交通系統ITS(IntelligentTransPortationSystem)。所謂智能交通系統，就是通過采用先進的電子技術、信息技術、通信技術等高新技術，對傳統的交通運輸系統及管理體制進行改造，從而形成一種信息化、智能化、社會化的新型現代交通系統。
2.1車載端計算機控制系統的職能歸納
車載端計算機控制系統的職能可歸納為：首先，精確定位:車載監控終端全天候24小時連續不斷的接收GPS衛星信號，從而為系統提供車輛的位置和速度，定位精度可達10米。其次，記憶功能:車載監控終端具有存儲車輛位置/模擬量/異常信息的功能，而且可存儲長達兩個月的車輛位置/模擬量信息。第三，控制功能:車載監控終端接收到監控中心的控制命令后，對車輛執行控制動作。第四，通信功能:在GSM網絡覆蓋范圍內，車載監控終端可與監控中心進行數據交換。最后，防劫報警職能:在車輛遭受搶劫時，駕駛員觸動一個隱蔽報警按鈕，即可在自保的同時等待援助。
2.2監控端計算機控制系統的職能歸納
監控端計算機控制系統的職能可以歸納為：首先，數據預處理:通信服務器從Internet上接收到車輛的信息之后對信息進行初始的驗證、校驗、數據日志處理。并將待處理的信息分發給有處理能力的監控終端。其次，數據跟蹤:將移動車輛的實時位置以列表的方式顯示出來。第三，跟蹤監控功能:服務器端可以實現對多終端的跟蹤監控，系統實現采用TCP/IP協議，采用此協議是因為該協議可以保證信息傳輸的可靠性和實時性。第四，報警功能:終端設備報警分為預報警，實際報警，以及報警解除三級報警狀態，這主要為了避免誤報警情況發生，當服務器端收到終端設備預報警信息，則彈出報警對話框，并且在預報警車號列表框中列出發出預報警信息的車號，雙擊其車號可以使系統定位到該車上，預報警情況不會使系統自動定位該車號的終端。
3.計算機控制系統在汽車檢測方面的應用
對于計算機控制系統在汽車檢測方面的應用，我們需要從汽車管理檢測和汽車故障檢測兩方面來進行分析。
3.1計算機控制系統在汽車管理檢測方面的應用
其實也就是常說的“多站點汽車檢測動態管理網絡系統”主要是利用計算機信息技術實現道路運輸管理部門對多個汽車檢測站的檢測數據進行實時傳輸與檢測結果的自動判斷，實現車輛二級維護備案，并實現對道路運輸車輛技術狀況的實時監控和道路運輸車輛相關信息的自動化傳輸，該系統還可以對汽車維修企業的二級維護車輛的一次檢驗合格率進行監控，該系統可以應用于所有道路運輸管理部門，以及其相應的檢測站，利用網絡技術實現車輛技術管理及信息傳遞的自動化，滿足交通部4號令的要求。該系統采用分級分布式星型網絡結構，網絡各工作站點通過集線器相互連接構成檢測系統局域網絡，完成數據通信和信息傳輸;通過調制解調器能方便地與電話網連接，加入Internet國際互聯網，實現局域網與局域的遠程通信，從而構成廣域網。其車輛檢測、辦理車輛技術等級評定和二級維護簽章實行封閉式自動檢測和流水作業辦公。
3.2計算機控制系統在汽車故障檢測方面的應用
經過多年的發展，目前國內的汽車故障檢測維修行業已具相當規模。大部分汽車綜合性能檢測站均采用了計算機控制系統，汽車維修企業也應用維修信息管理系統，一定程度上實現了檢測自動化和管理科學化。
3.2.1計算機控制系統可以為汽車故障檢測提供技術支持
通過計算機控制系統完善汽車行業整體信息化之后，維修企業就可以通過一個公共的專家數據庫查詢需要的維修技巧并將自身的工作經驗與同行共享；一個維修企業的配件儲存是有限的，但如果將每個維修企業甚至供應商的配件倉儲量、型號和規格等登入信息網，可以較好地解決企業配件短缺但一時難以購置的問題；為車主提供周到迅速的服務，應是每個維修企業追求的目標之一，車輛檢測不合格需要進廠維修時，維修企業可以通過網絡查詢到該車輛的原始檢測數據和汽車性能曲線，極大地提高維修效率和準確性。
3.2.2計算機遠程故障控制系統對汽車行業的現實意義
目前我國汽車維修行業已經從完全依靠檢查者的感覺和實踐經驗進行診斷的階段，發展到了利用專門設備進行綜合檢測診斷階段。計算機遠程故障控制系統為傳統汽車故障診斷技術進行了很好的補充。
首先，它增加了用于遠程診斷的診斷服務器，并預期能與該技術領域力量較強的大型汽車維修企業、科研院所、高等院校或國內外汽車生產廠家建立的故障分析診斷中心互聯，同時與相關專家建立一種協作關系，共同為系統提供高效、快捷的遠程故障診斷服務。其次，形成了豐富的診斷數據庫和診斷知識庫，提高了診斷智能，并通過多手段、多專家協同對故障進行會診，提高了故障診斷的準確性和可靠性。再次，遠程故障診斷技術同時克服了地域障礙，使用戶在行駛過程中也可以對汽車進行故障診斷和狀態監測。
摘要：二十世紀末以來計算機和信息技術的飛速發展，為網絡和通信技術的發展打下了良好的基礎。最近幾年，我國的網絡與通信技術有很大的進步，在我國社會的各行各業都發揮著力量。本文介紹了幾種常見且使用率高的網絡與通信技術，分析它們是如何在計算機控制中發揮作用的。
關鍵詞：計算機；控制；網絡；通信技術
計算機網絡技術和通信技術結合的理論的提出，是現代信息溝通領域一個里程碑式的進步。通過這兩種技術的結合，信息傳遞的方式更加豐富，速度也得到了極大的提升，極大地方便了人與人之間的溝通。這二者的結合突破了傳統通信技術信息交換和數字編碼的限制，在現代快節奏的社會中充分發揮了作用。
1計算機網絡技術
計算機網絡系統是現代通信技術和計算機技術結合的產物。在計算機網絡系統中，通過一些硬件的設備和線路，將處于不同區域網絡中的計算機連接起來，從而達到不同計算機之間的信息流通和交換。簡單來說，計算機網絡技術就是在不同計算機之間搭建了一條能夠溝通的路。我們所說的網絡是指由電話線、電纜等數據線以及無線傳輸方式，建立的以計算機為節點的信息傳輸渠道。計算機網絡系統由資源網絡和通信網絡兩種系統組成。一般來說，計算機網絡主要由六種互聯的設備組成，包括路由器、網關、中繼器、網橋、集線器以及交換器。通過計算機網絡之間各節點信息的傳遞，實現電子數據的傳輸和共享，是現代網絡技術使用的主要方式。
2計算機數據通信技術
數據通道并不是一個通道，而是指不同計算機之間進行數據交換的過程。隨著技術的革新，數據通信具有不同的發展階段，從傳統利用模擬信號達成的模擬通信，到使用數字信號的數字通信，再到如今依靠信息源發出的數據信號，數據通信能夠傳遞的信息越來越豐富，速度也在不斷提高。其中，數據通信又可分為電路交換、報文交換和分組交換三種交換方式。計算機之間的信息傳輸和共享，主要是通過網絡協議實現的。使用相同計算機語言的計算機可以在相同的網絡協議的基礎上，進行信息交換。網絡協議的選擇，往往要根據有具體的情況來確定，而不是一成不變的。
3網絡控制技術類型
3.1以太網
現代計算機網絡技術中，以太網是使用最為廣泛、運行最為穩定的技術，無論在商用還是政府官方使用的網絡技術中都是主流的計算機網絡技術，同時，以太網技術還在不斷改進，并逐漸適應工業方面的工作。以太網技術能夠發展到今天的地步，離不開它極高的適應性和先進性，具體優勢可以總結為以下幾點：①以太網能夠在各種類型、各種用途的計算機中發揮穩定的效用，并且對使用現場總線的標準也沒有很嚴格的限定，能夠在各種場合發揮作用；②由于技術發展已經比較成熟，以太網在建設和使用過程中的成本控制效率較高，設備、技術、維修等方面都具有一定的成本優勢；③資源豐富硬件資源豐富是以太網的重要優勢之一；④傳輸速度與其他技術相比有很大的優勢，不僅速度快切傳輸穩定，提高了資源的共享及信息交流的效率；⑤開發潛力大其具有上述多種優勢，在許多領域成為了主流技術，還可以延伸到許多其他領域，開發潛力大，具有持續發展的意義。
3.2現場總線技術
現場總線技術一般應用于生產過程中及微機化測量控制儀器或設施中，其能夠構成數字化及開放式的信息傳輸系統。現場總線技術的作用是能夠極大的幫助計算機網絡系統的運行和控制，提高穩定性，降低系統成本。國際電工協會對于八種現場總線的標準進行了確認，如以太網、基金會現場總線FF等。正是因為現場總線技術的應用，位于不同位置的網絡設備才能聯系成一個整體，實現信息共享、數據傳遞的功能。該技術的基本特點有幾下幾點：①由微處理器將分散在不同位置的設備聯系成一個網絡，進行統一的控制。②使信息的處理更加及時、迅速、穩定，隔絕了不同地區外在因素的影響。③處于不同位置的設備雖然形成整體運行，但是每個版塊的功能相對獨立，就算某個板塊出現故障，其他版塊也可以繼續運行，提高了可靠性，在一種功能失效后，不影響其他功能的正常運行，在維護上也較為方便。
4計算機控制中的網絡與通信技術的發展階段
4.1聯機階段
聯機階段，計算機的中央處理器是運行的主體。在這一階段中，計算機需要對處于不同位置的多臺計算機進行連接，并進行信息交換，此時，主處理器將處理規劃連接的順序、接收后的存放位置以及一定的反饋工作，計算機其他剩余的部分也會在主處理器的指揮下對接受的信息進行處理，并將信息反饋給主處理器。在整個過程中，中央處理器除了要負荷本身的處理工作外，還要指揮其他結構，這在一定程度上提高了對中央處理器性能的要求。而隨著現代網絡信息鏈接的對應端不斷增加，中央處理器要應對的對象越來越多，負擔不斷加重，處理器的運行效率下降，對信息的處理質量在不斷降低。一般人們采用增設通信控制器或前段處理器的方法來解決這個問題，這兩種設備可以獨立負責計算機與終端計算機的對接，可以極大地提高數據處理的速度。
4.2計算機互聯階段
二十世紀六十年代，網絡基本處于互聯階段。當時使用的互聯網絡，雖然能夠實現一定的信息共享，系統具有分組交換、控制等功能，但與現在使用的通信系統相比還是具有較大的封閉性，且在計算機之間的連通性上也有很大限制，效率與現在的網絡系統相差甚遠。
4.3標準化網絡階段
微處理器和集成電路的誕生使計算機技術進入了一個嶄新的階段。二十世紀八十年代以來，計算機的體積在不斷的縮小，然而，計算機運行的效率卻沒有降低，反而得到了巨大的提升。現在使用的計算機不僅體積輕薄，功能完善，運行也越發穩定。再加上企業管理模式改變等社會的進步，人們通過路由器和調制解調器等設備，發展出了局域網，從而實現了一些群體計算機之間交互式網絡的誕生，這種網絡能夠實現信息的完全共享，且與外界網絡環境隔絕，呈現了較大的私密性。
4.4互連和高速網絡階段
信息高速公路理論是二十世紀九十年代提出的一種思想，在這種思想的發展過程中，它逐漸展現出了其余現代網絡信息通信的切合性。美國是世界上最早開始重視信息工程建設的國家，在美國之后，全球范圍內也逐漸接受了這一思想，開始進行網絡信息工程的建設。現在，全球互聯網通信系統已經完全建立了起來，實現了全球性的信息資源共享。
5計算機控制中的網絡與通信的主要技術
5.1以太網
以太網與其他網絡相比有許多優勢，如以太網建設成本低、應用范圍廣，能夠兼容絕大多數軟件和硬件設備，通信傳遞的效率高，因此在世界范圍內，以太網市場的前景都非常可觀。目前階段，不僅僅是商用計算機通信，在一些工業領域內也開始使用以太網。就市場情況來看，以太網技術與其他技術相比，具有很大的技術性優勢，而又因為其成本低廉，它的價格在市場上有較強的競爭力。采用以太網來建設通信網絡，能夠讓網絡的建設成本得到節約。而這些優勢不僅使以太網在市場上不斷擴張發展，也推動了整個計算機網絡和通信領域的發展。
5.2現場總線技術
利用現場總線技術，可以實現微機化的測量控制設備與生產現場之間的數字化和開放化通信，保證計算機控制的網絡和通信技術的完整實現。目前常用的現場總線技術采用的是基帶傳輸。這種方式具有較快的運行效率和獨立性，以至于它的時效性和穩定性都比較強。另外，由于現場總線系統中發揮左右的各模塊相對分散，在進行維護時可以分別進行，減少對整體系統的影響。此外，現場總線技術與其他技術相比，線路之間的互聯結構更加開放，不同層級的線路大街變得更加方便，且因為具有較強的互操作性，就算是不同廠家生產的設備，只要確保使用相同的通信協議，彼此之間的聯通就不會有障礙。
6計算機控制中的網絡與通信技術的應用
目前，計算機網絡和通信技術得到了不斷的發展，其應用的范圍也不斷擴展，例如電子數據業務、個人移動通信、電子信箱等。當然，它的應用范圍并不局限于此。打個比方，目前最常用的計算機網絡和通信技術就是3G和4G技術的運用。在城市配電網絡中使用3G和4G技術，能夠實現配電網中的自動化通信系統，配合應急處理系統，在事故發生時，能夠在第一時間向控制中心傳遞消息，并采取措施控制。再比如無線視頻技術在企業、政府部門之間的運用，也是通過計算機網絡與通信技術，來將上級的指令傳達下去。這些計算機網絡和通信技術的應用在個人生活和政府工作中都發揮著巨大的作用。
7結語
當今社會，無論是工作、學習還是日常生活，人們都無法離開計算機網絡和通信技術。正式因為這些技術的廣泛運用，才使得當今人們的生活水平提升。目前計算機網絡和通信技術的發展已經達到了相當的水平，但我們不能停止探索，隨著人們對生活質量的要求不斷提高，一些對于通信技術的新的要求被提出，如果有一天這些要求能被滿足，也將成為一個巨大的跨越，并為人們的生活提供更多的幫助。
作者：張智 單位：國家新聞出版廣電總局694電臺
1計算機控制汽車管理檢測系統
車輛維修企業可以通過一個全國公共計算機專家數據庫，將全國每個汽車維修維護企業、4S店情況、車輛故障維修技巧、汽車維修技工技師自身的工作經驗、全國汽車零部件供應商的配件倉儲量、汽車配件型號和規格等車輛維護維修管理相關信息錄入公共數據庫。相關車輛維修企業就能通過網絡查詢到該車輛的原始檢測數據和汽車性能數據，計算機就可以進行綜合檢測診斷，實現全國汽修行業共享資源、技術，解決汽修企業配件短缺難以購置與調配、過剩等問題；車輛檢測不合格的維修；車輛維修疑難問題等，提高了車輛維修效率和準確性。車輛故障遠程監控系統用于遠程診斷的診斷服務器，用便攜式電腦和車內網絡之間進行短程無線通信，監控和操作汽車的傳感器及控制單元，使車輛在運行過程中實現遠程監控和診斷。利用汽修專家、大型先進汽車維修企業、汽車科研院所、高等院校或國內外汽車生產廠家的技術資源，建立故障分析診斷中心互聯網，可以提供高效、快捷的遠程故障診斷服務，提高了故障診斷的準確性和可靠性，克服了地域障礙，為傳統汽車故障診斷技術進行了很好的補充。
2汽車計算機控制系統發展趨勢
2.1智能交通系統(ITS)
未來汽車智能化傳感器提供用于模擬和處理的信號，并能對信號進行放大和處理，自動進行最優化檢測和自我校正線性和非線性的傳感器信號。ITS是與計算機技術、信息科學、衛星定位等多個交叉學科相結合的系統，可以預測不久的將來會普及應用，它會將汽車行駛過程中的即時動態信息、目標資料等通過計算機系統優化處理，通過衛星等隨時隨地向駕駛員提供行駛過程的最短距離、進入最近加油站、休息區、商店、繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線，使車和車之間保持最佳安全距離；汽車防碰撞雷達的先進調速系統可以使汽車自動調速，提高高速公路的交通流量，可降低和避免交通事故。汽車采用的衛星導航系統(GPS)，定位衛星系統可以使駕駛員隨時隨地獲取沿途天氣、道路上的車流量、發生交通事故路段、某路段汽車交通堵塞等各種情況，智能交通系統可以綜合、分析、判斷、傳輸出汽車當前最佳的行車信息與路線，提高車輛行駛最佳綜合性能。
2.2高速數據傳輸網絡
電子技術、計算機技術和信息技術的迅速發展，汽車上電控器件的應用會越來越多，越復雜，車載電子設備間的數據快速交換要求越來越高。數據傳輸系統是一個復雜的信息交換與控制系統，它要求該系統容量大，傳輸速度快且計算處理速度高，因此將來它一定是采用光導纖維的高速數據傳輸網絡，會對各子系統進行協調，將車輛行駛性能控制到最佳水平，以提高汽車的綜合性能，行車質量。
2.3未來智能汽車
給汽車裝上“大腦”，讓汽車學會“思考”，這是汽車行業發展的必然趨勢。目前世界很多大公司都在研究智能汽車。未來的智能汽車肯定有一套完善的導航信息資料庫、GPS定位系統、車輛防碰系統、緊急報警系統等。未來智能汽車必定會裝備有能同時進行多種設備通訊、聯絡的計算機智能系統，除進行汽車本身的智能控制和操作外，還會提供多方面、全方位的信息化服務，例如與全球互聯網連通的辦公自動化系統、可視高保真多媒體可視通訊設備等，使汽車行車過程安全、舒適、便捷。將來駕駛汽車會成為依靠計算機控制系統即可實現每個人都能駕駛的最普通的智能交通工具，在遵守交通法規的前提下，無人駕駛汽車也將成為未來的汽車發展趨勢。
3結語
總之隨著計算機技術、網絡信息技術等的迅速發展，汽車的智能化、信息化、網絡化將會不可避免，汽車計算機控制與網絡技術將成為汽車工業發展的未來趨勢，未來汽車的各系統功能必將更加提高和完善.
作者：姚慧文 單位：山東勝利職業學院
1.存在問題
1.1學生的思維觀念問題
機械制造及其自動化專業學生普遍認為機械類學科應該以機械設計和機械制造為優秀，主要學習機械的設計以及與之相關的加工技術，其它與機械“無關”的課程學不學無所謂。所以，在計算機控制類課程的教學過程中，大多數同學表現消極，僅求考核過關。有的機械制造及其自動化專業的學生甚至認為計算機控制類的課程，應該是計算機專業或者控制專業的課程，這些課程與自己的專業方向不相關，花時間在這些課程的學習上，浪費自己的時間。
1.2計算機控制類課程設置上與專業結合生硬
普通的本科學生在大學課程期間會學到很多的計算機類課程，但真正把計算機控制類課程與機械類主干課程相關聯的課程卻幾乎沒有。比如，機械制造及其自動化專業的學生都學習了機械設計課程，課程中對于絲桿的設計與計算進行過講解；同時他們也學習過單片機或者PLC之類的計算機控制課程，對伺服或者步進電機控制也有一定的了解。但由于我們教學過程中缺少將兩者有機結合的主干課程，所以，但在大多數同學的眼中，這兩門課程沒有任何的關聯，是獨立的兩門課程。由于機械和控制類課程的生硬結合，也導致學生在進行機械設計的過程中，對于設計中需要考慮的機械傳動與動作部分，都用一個方框替代，認為這是計算機專業學生需要解決的問題，這就使得有些機械設計成為了“空中樓閣”，無法運行。
1.3機械制造及其自動化專業針對計算機控制類課程的實踐
與創新環節尚未形成實踐和創新環節是學生將理論知識與實踐相結合的重要組成部分，機械類學生的實踐環節多是針對某個零件的生產工藝或者設計過程進行的，而對于其生產制造過程中的動作及工藝自動實現部分卻視而不見，這種長期以來形成的實踐環節，更進一步地加深了學生對其課程學習的偏見。針對計算機控制類課程的實踐和創新環節目前大多數的學校沒有形成一套成熟的方案。
2.機械專業計算機控制類課程教學改革的方法與實踐
2.1轉變學生的思想觀念
大學生進入學校后，專業教育很重要。在專業教育的過程中，機械制造及其自動化專業的老師不僅需要強調其未來四年需要學到優秀專業知識，同時，要進一步強調為了提高生產效率和減輕勞動強度，控制類的課程也是必不可少的組成部分，不能讓學生在思想上對該專業開設計算機控制類課程存在偏見。其次，在機械類課程教學的過程中，機械設計、機械制造課程教學的老師，在提及到電機和控制之類的素材時，也需要提示同學們在今后的計算機控制類課程會進一步說明和講解，這樣可以使得機械制造及其自動化專業的學生逐步認識到該專業課程不僅僅是機械設計和制造等機械類課程組成，它是一個系統的工程，同時也有計算機和控制之類的課程。這樣不僅可改變機械制造及其自動化專業學生在大學期間的思想觀念，同時也會影響其今后的設計和制造工作，使其對事物的認識不僅僅停留在某一個方面，而會從系統的角度來進行分析和研究。
2.2機械類課程與計算機控制類課程有機結合
為了改變傳統的機械類課程與計算機控制類課程的生硬疊加的教學模式，大學本科教學的老師有必要從機械制造及其自動化專業課程與計算機控制類課程的內在聯系出發，提取機械類課程與計算機類課程的關聯因素，對現有的教學模式進行改革，對兩類課程之間的空缺進行有益的補充，形成比較完善的機械專業知識體系結構。在教學的過程中，可以嘗試將機械類課程與計算機控制類課程分解為知識點、章節和教材的三種結合模式，形成點、線、面的三級結構，將機械類課程與計算機控制類課程真正做到此有機地結合，形成學生在專業課程學習中的一個重要結成部分和重要的學習環節。
2.3針對機械制造及其自動化專業的計算機類課程的實踐環節研究
實踐教學環節是學生對所學理論知識進行驗證的手段，也是學生進行創新設計的重要基礎，因此對機械制造及其自動化專業學生的計算機類課程的實踐環節研究也是必不可少的，而且是十分重要的。在教學環節中，需要從機械的部件、功能、組成和接口之間的聯系出發，將機械制造及其自動化專業的實踐教學分解為設計類實踐教學、工藝類實踐教學和控制類實踐教學三個組成部分，從而形成實踐教學中的三大優秀模塊。實踐教學的內容緊緊圍繞三大模塊展開，在實踐教學的過程中，既能體現機械制造及其自動化專業的三大優秀模塊的獨立性，又能強調三大模塊之間的關聯性。通過實踐教學環節，進一步加深學生對機械是一個系統工程的認識。此外，在注重學生實踐環節訓練的同時，鼓勵學生參與各類與機械和控制相關的設計大賽，如全國的機械創新設計大賽。通過參加各類大賽，不僅可以提高參賽學生對本專業所學知識的應用能力，同時也可以激發本專業學生對課程的學習熱情，在整個院系形成一點帶面的學習效果，形成良好的學習氛圍，使控制類課程真正融入到機械類課程的學習和實踐之中，為培養知識全面的新時代機械制造及其自動化專業人才提供有力地保障。
3.結束語
針對我校機械制造及其自動化專業中的計算機控制類課程教學過程中存在的問題進行研究，分析了目前影響計算機控制類課程學習熱情的因素。同時，針對這些問題提出了教學改革方法，將新的教學方法和做法應用于機械制造及其自動化專業的教學過程中，可以改變學生對機械專業課程的認識，提升學生對機械設備的系統認知能力，完善其自身的知識體系結構。該教學改革的研究，為機械制造及其自動化專業計算機控制類課程的教學工作的順利開展提供了有力的保障。
作者：張成俊 張弛 張智明 單位：武漢紡織大學機械工程與自動化學院
1課程教學中的問題
《計算機控制技術》這門課程在不同高校的課程設置有很大的不同。有的高校側重于以計算機為主線，著重討論直接數字控制系統、以及現場總線控制系統等計算機控制系統。有的高校側重于硬件系統的設計和仿真，而對軟件卻是一帶而過。有的高校針對的是計算機控制技術的數學描述及控制算法。應該說各個高校在教材的選取和教學環節的進行中都有自己的獨到之處，但是對于針對本校學生的實際情況，這些是遠遠不夠的。在經歷了若干個環節的教學和實踐中，我對計算機控制技術這門課程的教學改革的方法和實踐有自己的一些認識。
2課程教學改革的方法和實踐
2.1教學環節突出側重點
針對本校學生的實際水平，在教學環節中突出側重點。由于本課程的第一部分主要涉及計算機控制的基礎知識、數學模型及控制原理和分析方法。這一部分內容在前期的自動控制原理、復變函數中都有所講述，那么在本課程的學習中主要是針對課程內容進行復習和總結，而不作為重點內容進行講授。而第二部分中，講述的是計算機控制技術的算法和應用以及系統仿真的算法。該部分是眾多學科實踐與應用的理論支撐，包括了經典控制算法如PID控制算法及其改進等，復雜控制算法如最少拍控制及達林算法等以及數字濾波等數據處理方法，同時包括了系統仿真算法。這一部分作為重點內容講授。而第三部分是控制系統的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。該部分需要學生動手實踐來完成，實際應用也很廣泛，在講授中同樣以舉例的方式讓學生能親身體會到軟件方面的使用。
2.2教學與教材有機結合
針對《計算機控制技術》這門課程的特點，現有的高校教材可謂是形形色色，各有各的特點，那么如何使學生更好的學習課程內容而又不依賴于教材呢？或者說如何使學生更好的理解教材內容而更深入的學習課程知識呢？這就要求將教學與教材有機的結合起來。針對本校學生特點，不能拘泥于一本教材來學習本課程，因此，在教學過程中，第一部分內容也就是前期的計算機控制技術基礎知識和數學模型等內容，主要針對學生現有教材以及自動控制原理等教材進行講解，第二部分內容主要是計算機控制技術的算法和應用以及系統仿真的算法。該部分的內容想對比較難，計算量大，因此既應用現有教材，還參考于海生等編著的《計算機控制技術》以及湯楠等編著的《計算機控制技術》等教材，針對算法的部分，結合不同教材的例題，使學生更好的理解算法的來源。第三部分即控制系統的MATLAB仿真和SIMULINK仿真，該部分更多的需要學生自己動手操作，那么在上課的過程中針對例題給學生通過多媒體演示的方法，引入知識點來提高學生學習的積極性。
2.3有效利用實驗環節
《計算機控制技術》這門課程不但有獨立的理論和方法，而且有相當強的實踐性和應用性。因此，要學好這門課程，必須有效的充分的利用實驗環節。本門課程安排在第六學期開設，該課程的實驗的設置充分結合課堂內容，考慮以實際應用為主，主要安排了數字濾波器、數字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并為了提高學生的學習興趣以及拓展學生的知識面，還安排了選做的步進電機控制、溫度控制系統等現實中廣泛應用的實驗環節。
2.4重視教學中的考核方式
考核是評價學生學習、了解教師教學效果的一個重要杠桿。而僅僅通過期末考試的方法來對學生進行考核的話，有可能使學生平時不注重學習，期末搞突擊，考后知識還給老師。我們把考核分為了4種：
①課堂作業。每次作業計10分，按照作業次數折合成滿分10分的平時成績。
②課堂表現。針對學生的課堂狀態以及回答問題的正確率和積極性，計10分平時成績。
③實驗環節。針對各個實驗中學生的預習情況、實驗過程中的參與情況，實驗結果的準確度來評價，滿分計10分。
④期末考試。期末考試成績折合成70%，再加上以上3項的成績即為學生的總體考核成績。這樣分配更加合理，也充分調動了學生的積極性。
3結語
我在從事《計算機控制技術》這門課程的教學過程中，也深深的被該課程的魅力所吸引，同時也深感學生是蘊藏著極大的學習熱情和潛能的，關鍵是要靠教師去挖掘。通過我對該課程的教學改革的一些方法進行了實踐后，學生對該課程的掌握和實際應用能力均有了很大的提高，并且在課堂中，也明顯感覺學生有了活力和動力。那么在今后的教學中，我將投入更大的精力在該課程的教學改革中，希望能用我的微薄之力使該課程的教學能更上一層樓。
作者：馬智慧 田振宇 單位：沈陽工業大學
1.設施的優點及功能
有所區別，中繼器的功能在于傳輸兩個節點之間的物理層的相關信息，數據等；網橋，其作用在于將兩個不同的局域網連接起來；交換機，其運轉的位置在于數據鏈路層，具有操作方便、性能良好且成本低；集線器，在網絡信息輸送的過程中作為輸送媒介的中央節點；路由器，轉發各個局域網之間傳輸的數據包；網關，可以連接協議出入較大的兩臺計算機。
2.網絡控制技術類型
2.1以太網
縱觀現在的計算機控制技術，以太網已經成為了應用最為廣泛的技術，其在商用計算機和過程控制范圍內中高檔信息的管理和通訊中占主導地位，并正在進一步向工業現場滲透。其具有適應性極強及技術先進的顯著特點，該特點也是其得到廣泛應用的重要因素，具體優勢可以總結為一下幾點
：①適應性極強 適用于各種類型的計算機，并沒有現場總線的標準，因此適用性極強；
②成本較低 想較其他的控制技術，及成本需要的設備、原理、使用流程等均較為簡單，成本低；
③資源豐富硬件資源豐富是以太網的重要優勢之一；
④傳輸速度快 其對于數據的處理及傳輸速度快，提高了資源的共享及信息交流的效率；
⑤開發潛力大 其具有上述多種優勢，在許多領域成為了主流技術，還可以延伸到許多其他領域，開發潛力大，具有持續發展的意義
3.現場總線技術
現場總線技術一般應用于生產過程中及微機化測量控制儀器或設施中，其能夠構成數字化及開放式的信息傳輸系統。該技術的主要作用在最終完成控制、信息傳輸以及計算機技術的各項功能國際電工協會對于八種現場總線的標準進行了確認，如以太網、基金會現場總線FF等。其利用現場總線技術，控制測量設施能夠轉變成網絡節點，使處于不同位置的設備形成一個完整網絡系統，并將信息共享，共同作用，互相協作維持正常的功能運轉。該技術的基本特點有幾下幾點：
①微處理器為中心 該總線將現場的設備全部連接起來，統一控制；
②實時性、抗干擾能力強 該技術在數據傳送上采用基帶傳輸方式，速度快，且傳輸過程不受其他因素的影響；
③功能獨立性 各個功能板塊相對獨立，不受其他功能的影響，提高了可靠性，在一種功能失效后，不影響其他功能的正常運行，在維護上也較為方便；
④各個網絡之間聯系緊密 其開放式的網絡結構能夠達到同層的網絡相互連接及接入信息管理網絡；
⑤兼容性良好 在通信協議一致的條件下，不同型號、不同供應商出產的設備也能夠進行統一組合及控制，兼容性及可操作性較強
4.現代控制網絡情況
總體來看，現場總線技術具有較多顯著的優勢，包括可靠性強、穩定性好、技術較為成熟、實用性及兼容性良好的特點，但是由于自身的性質限制，也存在許多固有的缺陷，包括信息傳輸慢，效率較低；總線標準繁雜，如果總線標準不一致時，設備的連接控制存在較大的障礙；而以太網剛好與之相反，其數據傳輸速度快、兼容性好，不受型號、標準等因素的影響，但是可靠性不佳，且存在某些不穩定因素，因此，沒有在現場設備控制方面得到廣泛的應用，但是，對以太網技術進行改造后，其潛力的巨大的。基于上述情況，一般企業信息化網絡是把以太網及現場總線技術配合使用，將二者都優勢進行互補，揚長避短，使之的功能得到最大優化。
該應用形式的基本結構為現場設備層、過程控制層、信息處理層。現場控制層的作用在于傳輸現場各個設備之間測量和控制的相關數據信息。過程控制層在功能為完成現場的各類信息向實時數據庫的輸入過程。信息處理層是整個控制網絡的優秀，主要由以太網組成，其功能為傳輸各類數據信息，包括企業的各類方案、銷售計劃、財務報表等。
5.總結
計算機技術深入的發展，互聯網的普及，該類信息技術給人們的生活帶來了巨大的變化，是人們的生活逐步簡單化、高效化、智能化。計算機數據通信技術的應用逐漸覆蓋到了生活工作的各個方面，使人們的生活更加方便，如手機電視；人們溝通更加順暢，如視頻通話；生活更加豐富多彩，如數字電視等，涵蓋范圍廣闊。按照現在的形勢分析，其今后會與網絡聯系更加密切，對于社會信息化的轉變有著十分重要的積極意義。
作者：孟鑫偉 趙翔 單位：陜西省天然氣股份有限公司
摘要：近幾年計算機應用獲得了大力推廣和普及，如今幾乎所有的公司辦公都已經實現了無紙自動化。同樣的，心理學實驗領域也應用了相應的計算機技術，幫助其實驗工作能夠高效順利的開展、獲得更好的效果。但需要注意的是，在心理學實驗進行過程中，計算機控制環節所產生的計時誤差不可忽視，且該誤差存在某種程度的隨機性。本文講解了“計算機控制的心理學實驗計時問題與新方案設計”的詳細內容。
【關鍵詞】計算機控制；心理學實驗；計時問題；新方案設計
這幾年伴隨時代的快速發展與社會經濟的提升，中國心理學領域也獲得飛速成長。而作為科技力量中流砥柱的計算機技術也被心理學實驗大量使用，其不但能夠進一步提升實驗的工作效率，還有利于推動心理學領域實現可持續發展。但是由于計算機各類系統越來越復雜導致其計時問題更難解決，其優化措施遭遇瓶頸，從而使得心理學實驗的測試結果存在誤差。需要注意的是，在心理學實驗進行過程中，計算機控制環節所產生的計時誤差無法預知，并存在某種程度的隨機性。
1計算機控制的心理學實驗所面臨的計時問題
1.1實驗采用Windows、Linux等通用系統無法精確計時
現在我們比較通用的計算機系統都不是針對心理學實驗專門開發的，如：Windows系統、Linux系統等。因此若在實驗中不對這些系統計時做改善和優化，則會導致嚴重的計時誤差，心理實驗所獲得的結果數據也會不準確甚至報廢。大多數計算機采用的通用系統都屬于多任務操作，這種系統的特點便是針對并發任務進行執行，使其依照某種規律依次進行調度。若在心理實驗過程中應用此類系統，就算將實驗設置為最優先的任務權限，也無法使得實驗占據整個CPU的內存資源，并且在該系統中隨時都可以將心理實驗任務中斷，且該實驗的中斷時間、次數都存在某種程度的不可預知性。由此可知，Windows、Linux等通用系統由于自身多任務操作的特點，無法在心理實驗過程中進行精確計時，可能并不適合被采納應用。
1.2實驗過程中顯示器刷新呈現時間無法有效控制
很多心理實驗在應用計算器的時候需要借助其顯示器，將某些刺激信息傳遞給實驗人，但是顯示器由于自身刷新率的特征導致心理實驗在時間控制環節存在難以修正的問題。因為普通顯示器數據更換必須是其刷新周期的N倍，且N為整數。所以不管心理實驗程序在之前設置的顯示時間是幾毫米都沒有意義，實際心理實驗進行過程中無法對其顯示器確切的信息呈現時間進行控制。如：某心理實驗過程中對實驗人的展示的圖片刺激需要二十毫秒，但是該實驗應用的計算機顯示器的刷新周期是十四點三毫米，那么最終實驗人所接收到的刺激信息時間是十四點三毫米或者二十八點六毫米。
1.3心理實驗過程輸入設備易引發隨機性延時
我們生活比較常見的計算機所應用的輸入設備便是鼠標、鍵盤等。在心理實驗過程中應用這些輸入設備會存在某種程度的延遲，從而導致計時誤差。其計時誤差程度取決于輸入設備的型號、性能等等。這些都不是心理實驗程序所能決定的，且其延時存在某種程度的隨機性。
2針對計算機控制的心理學實驗計時問題的解決方案
2.1心理實驗中采用單任務操作系統
不采用多任務的計算機系統，使用單任務系統。心理實驗相關程序直接采用C語言進行編程，如此一來就不會發生由任務調度引發的計時誤差現象了。心理實驗單任務程序可以對其內部的Microcontroller定時設備進行直接操控，且其定時設備的分辨率低于零點一微秒，其在心理實驗過程其定時能夠達到毫秒級別。對實驗人來說相關刺激信息從調取到展現，整個過程的常數時間都受到有效控制。
2.2實驗過程中顯示器應用LED背光技術
想要在心理實驗過程打破顯示器刷新周期引發的計時誤差，我們可以選擇LightEmittingDiode技術，即發光二極管背光技術。與普通CathodeRayTube顯示器的循環掃描不同，LightEmittingDiode顯示器屬于保持型，其可以借助透光途徑來將刺激信息進行呈現，若關閉LightEmittingDiode背光則人的肉眼是不能看到其顯示器上的任何信息的。由此可知，在心理實驗過程中其對實驗人呈現的刺激信息時間只有定時誤差和LightEmittingDiode背光的延遲，而這兩者的及時誤差僅僅是二十微秒，因此其對其顯示器確切的信息呈現時間可以實現毫秒級控制。
2.3心理實驗過程中應用微動按鍵輸入設備
想要在心理實驗過程避免輸入設備引發計時延時誤差，我們可以選微動按鍵輸入設備，將該設備與Microcontroller中斷功能進行連接，并將其按鍵做分離處理，從而減少因去抖或者掃描等因素引發的延時，則在心理實驗實際進行過程中一旦按鍵出現微動則馬上引發中斷，從而對其Microcontroller定時設備進行開關控制，其計時控制可以實現微秒級。
3結語
本篇文章針對“計算機控制的心理學實驗計時問題與新方案設計”有關內容，為大家詳解講解了計算機控制的心理學實驗所面臨的計時問題，如：實驗過程中所采用Windows、Linux等通用系統無法進行精確計時、顯示器刷新呈現時間不能進行有效控制、輸入設備容易引發延時且該延時存在某種程度隨機性等。同時向大家簡單闡述了針對該計時問題的解決方案，如：理實驗過程中應用微動按鍵輸入設備、采用單任務操作系統以及LED背光技術等。
作者：王雅喆
【摘要】新時代背景下，計算機幾乎被應用到了社會活動的所有領域中，不論日常生活，還是辦公生產都需要運用計算機。計算機控制系統在生產中的應用，大大提高了生產效率和生產質量，促進了企業發展。本文從計算機控制系統的軟件與硬件入手，分析其各自的應用，并深入探討計算機控制系統的關鍵技術的發展。
【關鍵詞】計算機；控制系統；軟硬件；關鍵技術
引言
計算機控制系統是實現生產自動化、智能化、高效化的優秀技術，是高新技術融合的產物，已在生產中活動中得到了廣泛應用。計算機控制系統是自動控制理論與計算機技術的完美結合。計算機控制系統由軟件和硬件兩大部分組成，任何一部分故障或缺失都將導致整個系統的癱瘓。目前比較常見計算機控制系統有：DDC系統、DCS系統、FCS系統、PCS系統等。研究計算機控制系統軟硬件的應用與關鍵技術，對于促進計算機控制系統的應用于推廣有著重要意義。
1計算機控制系統
計算機又名電腦，是一種用于高速計算的電子計算機器，可同時進行邏輯運算及數值計算，具備一定儲存記憶功能，可根據程序自動、高速的進行大量信息處理工作，是現代化智能電子設備，由軟件系統和硬件系統組成。世界上第一臺計算機發明于1946年，是由約翰?馮?諾依曼在賓夕法尼亞大學發明的“電子數字積分計算機”。這臺最原始的計算機造價487000美元，由17840支電子管組成，重達28t，用來計算彈道。而現代計算機正在朝著集成化、智能化、自動化、微型化方向發展。計算機控制系統是應用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控制對象相聯系，以獲得一定控制目的而構成的系統，從而實現工業過程自動化控制[1]。計算機控制系統應用的計算機為數字計算機，按照規模可分為：通用、微型、大型三類。計算機控制系統可應用于：生產過程控制、交通工具控制、機械設備控制等領域。通常情況下，由于計算機控制系統中控制機的輸出和輸入信號為數字信號，而采集到的信號和發送的執行信號為模擬信號。所以需要通過測量元件、變送單元、數模轉換器來實現信號的轉換與傳輸，根據要求運算，將信號傳送到執行機構，從而對被控制對象下達指令，進行控制。最早的計算機控制系統出現于20世紀60年代，為數字信號控制方式，主要應用于過程控制。隨著科學技術的發展，集中式計算機控制系統開始出現，這種計算機控制系統以現代化的微型處理器為優秀，在運行中能夠進行分層式控制，這種控制模式下能夠實現過程控制的：控制管理、集中操作、集中監視。生產、科研等多個領域都對計算機控制系統進行了應用，20世紀70年代，計算機控制系統得到了空前發展，逐漸走向智能化、網絡化、集成化。計算機控制系統的發展和進步及其在工業領域的應用，給工業生產帶來了巨大影響，有效降低了生產成本，提高了企業利潤，提升了生產效率。
2計算機控制系統軟件
計算機控制系統由被控制對象和控制部分組成，其中控制部分包括：軟件部分和硬件部分。軟件部分包含：操作系統、語言處理程序和服務性程序，是能夠完成各種功能計算機程序的總和，可分為：應用軟件與系統軟件兩大部分。應用軟件通常需要建立在系統軟件的基礎上才能運行和啟動，是為了實現特定控制目的而編制出來的專用控制程序，具有一定針對性和特殊性，如報警處理程序、控制決策程序、數據采集程序、輸出處理程序、編碼轉換程序等等。這類程序在編制過程中通常與控制策略及被控制對象的自身特點有直接關系。目前市面上常見的基于PC總線開發的專用工控組態軟件和開發軟件有：DELPHI、VB、MC++、C++、BORLAND等，這些軟件為WINDOWS平臺，提供了I/O驅動程序，OBJ文件，DLL服務，OCX控件，不僅開發界面友好，且操作簡單，均為可視化界面，開發效率高，可用于各類應用程序開發。例如，DELPHI和VB就特別適合應用在有特殊控制要求，且控制點少，管理規模及數據量大的程序開發中。與PC總線相比PLC控制系統的應用軟件性價比較高，也是十分適合大規模應用，并且控制性能較強。由于PLC不同于一般系統結構，因此構成PLC控制系統的應用軟件通常由：下位機軟件與上位機軟件組成。下位機軟件通常情況下與PLC硬件相互對應，LSS和LM90就是典型的下位機軟件。下位機軟件具有開關量的邏輯控制功能，其功能大同小異，運算能力通常要取決于CPC性能[2]。對于具有特殊控制要求的下位機軟件，通常使用SFC和FBD。上位機軟件與下位機軟件相比，類型更多、更復雜，典型的上位機軟件是INTELLUTION和INTOUCH、FIX等。以FIX為例，目前FIX支持五百多種不同驅動程序和組態軟件，按OPC標準開發的程序均可在工控組態軟件上運行。此外，DCS系統組態軟件也有著十分強大的性能，且各個方面的功能也已經十分成熟，最適合組態編程方式，并且這些程序通用性和移植性較好，可在不同組態編程環境下直接引用，因此開發效率較高，使用非常方便，開發成本低。不同控制系統的軟件性能、功能都存在差異。因此，在軟件選擇時，要正確結合控制特點和實際控制要求，科學選擇。
3計算機控制系統硬件
計算機控制系統硬件是整個計算機控制系統的優秀及軟件運行基礎，軟件系統功能的實現，性能的發揮需要得到硬件系統的支持。計算機控制系統硬件指計算機本身及外圍設備，包括：計算機、過程輸入輸出接口、人機接口、外部存儲器等。常見的計算機控制系統硬件系統有：可編程控制系統、現場總線控制系統、分散控制系統、直接數字控制系統、單回路控制系統、多回路控制系統等。直接數字控制系統的優秀是微機，該系統是利用一定數量的外圍設備來實現數據處理與顯示，進行控制。通過軟件組態，可實現各種不同控制算法。直接數字控制的控制功能豐富，控制靈活性強，不需要增加控制儀表和現場連線，僅需改變控制軟件組態，就可進行更高級及更復雜的控制，且具有強大的數據處理與顯示功能，根據控制規律便可進行運算，作用于被控制對象。但直接數字控制系統所有控制功能都集中在一臺計算機上，集中度較高，這是一種致命缺陷，一旦發生故障，將直接影響整個控制系統的運行，導致無法正常進行控制，甚至會導致數據及信息丟失，造成系統混亂，后果十分嚴重。分散控制系統雖然也是以微處理器為基礎，但采用控制功能分散、顯示操作集中設計原則，穩定性和可靠性更高。分散控制系統目前主要應用在：石化、電力、冶金等領域。分散控制系統實現了信號運算、輸入、輸出、變換過程控制分級、分層，主要配置了I/O插件、主機插件、通信插件、電源插件、操作接口、顯示設備、打印輸出設備、輸入設備、存儲設備等硬件設備。最早的分散控制系統開發于1975年，其開發目的是為了分散管理風險，保障系統穩定性和可靠性，提高生產效率，現如今已經成為工業自動化主流系統。目前國際上流行的分散控制系統有：N-90、TDC-300、TEWMAC500、MAX1、P-400-ICS、TOSDIC等。分散控制系統操作集中、顯示集中，所以操作方面簡單，效率高，功能分散所以安全可靠，且具有較強兼容性。此外，可編程控制系統應用也十分廣泛，主要應用工業領域，采用可編程存儲器，利用邏輯運算來實現控制，能夠控制各種類型的機械設備和生產過程，功能性和可靠性都比較高，可大規模應用。可編程控制系統現場輸入接口電路由：微機接口與光耦合電路組成；輸出電路由：中斷請求電路、選通電路、寄存器組成；開關量按隔離方式可分為：晶體管隔離和繼電器隔離兩大類。模擬量模塊包括：電壓型、電流型、脈沖型、熱電阻等幾大類。基本單元可分為：集成式與模塊式、分布式、擴展式。主體結構包括：中央處理單元、存儲器、I/O模塊、電源及通信接口。可編程控制系統抗干擾能力強、功能完善、易學易用、適用性強、容易改造，且體積小、能耗低、性價比高。
4計算機控制系統軟硬件關鍵技術的發展方向
通過前文分析可以知道，計算機控制系統由控制部分與被控制對象組成，控制目的是使被控對象的狀態或運動過程達到某種要求。計算機控制系統通常具有精度高、速度快、存儲容量大和邏輯判斷功能等特點，廣泛應用于企業管理和工業生產中，被控制對象包括：各行各業的生產過程、實驗裝置、家用電器、儀器儀表、交通工具、機械裝置等等，可實現高級、復雜、精密的控制效果。先來看計算機控制系統的硬件關鍵技術發展。近些年隨著計算機、網絡、信息技術、通信技術的發展和進步，硬件技術水平得到了明顯提高，PLC和DCS相互滲透融合成為主流趨勢，很顯然PLC正在吸取DCS的優勢，取長補短，例如DCS的CRT顯示功能、網絡功能等，而DCS也吸取了PLC的程序控制功能、模塊編輯功能、聯鎖控制功能等，二者間界線越來越模糊，性能差距越來越小。功能的豐富使PLC正在逐步向現場總線控制系統FCS轉移。從當前計算機控制系統硬件關鍵技術發展來看，控制類型呈現多元化，控制設備呈現一體化，系統組合更靈活，且規模可變，風險分散，成本更低。如，DCS作為新型控制模式，其強大的性能以及CRT顯示手段，很快就隨著單回路可編程控制回路的普及得到了廣泛應用，這種控制模式控制功能與數據采集均由單回路可編程控制器來實現，目前已經成為工業控制的通用模式。再來看當前計算機控制系統關鍵技術，主要發展方向是：網絡技術和多媒體集成化、控制與管理集成化、軟件技術相互融合化、智能化、開放化。不論是智能程度，還是自動化程度都將越來越高，除了提供基本的比值、串級、前饋、PID控制算法外，還提供了多變量邏輯控制、數據整定控制、自適反饋控制、前饋整定控制、批量生產管理控制、智能模糊控制、統計過程控制等功能。軟件編程技術開放性和標準化發展趨勢越來越明顯，能為各種應用軟件提供技術支持。網絡化也是當前計算機控制系統關鍵技術主要發展方向。在INTEMET背景下，數據傳輸更快，能夠實現數據的共享和高速通訊，大大提高了數據利用率。因此，目前許多應用軟件都在融入網絡技術。例如，FIX就融入了網絡技術，FIX在互聯網環境下可直接監控生產控制過程，且FIX已支持動畫顯示和語音功能，所以應用起來效率更高，控制過程和操作響應速度更快。計算機控制系統的應用優勢十分明顯，在不久的將來必然成為主流工業過程控制技術。
5結束語
計算機已成為生活、辦公中、生產中不可缺乏的重要工具，計算機幾乎融入到了現代社會各個領域。計算機控制系統是計算機技術與自動控制理論的完美融合，實現了機械控制，生產過程控制，大大提高了工業化生產效率和生產質量。計算機控制系統由控制部分與被控制部分組成，其中控制部分由：硬件與軟件組成。想要實現控制目的和控制功能，離不開軟件與硬件的協調和應用，其關鍵技術值得研究。
作者：楊璐純 單位：渤海大學信息科學與技術學院
【摘要】在新的時代背景下，計算機技術的出現和應用使得是石油化工生產向著自動化和規模化的方向不斷發展。本文以石油化工生產中的計算機控制為研究對象，分析了計算機控制在石油化工生產中的重要作用，探討了計算機控制技術在石油化工領域的發展趨勢。
【關鍵詞】計算機控制；石油化工；生產
1計算機控制在石油化工生產中的作用
1.1生產過程的自動控制
在市場經濟條件下，企業之間對市場份額的競爭愈演愈烈，為了占有更多的市場份額，各個企業都在從多方面不斷的改善自己。就石油化工企業而言，如何減少生產過程中的成本投入，如何有效的利用計算機控制來協助生產過程，如何不斷提高企業的經濟效益是十分值得關注的問題。自動化控制是現代化工業生產的方向，好多企業是借助過程控制儀表來完成工業生產過程。
1.2生產裝置安全性、高可靠性的要求
石油化工生產過程具有一定的危險性，高溫高壓的生產環境為安全生產帶來了一定的挑戰。高安全性和高可靠性的生產裝置是石油化工生產順利開展的基礎和前提，在計算機控制下開展的生產過程具有高安全性和可靠性，可以充分滿足石油化工生產過程對安全性和可靠性的要求。
2控制儀表的發展過程
控制儀表最早出現在20世紀40年代，在控制儀表出現的初始階段，最為常見的控制儀表就是就地式儀表。經過一段時間的發展，到了20世紀70年代，第二代DDZ電動單元儀表正式問世。又經過了大約十年的時間，人們又開發出了以DCS過程控制系統為優秀的第三代計算機控制系統。進入21世紀之后，人們又對第三代計算機控制系統進行不斷的改進，進而開發出了第四代智能控制系統，也就是現在非常常見的現場總線控制系統。
3DCS在揚子石化生產裝置上的應用
3.1什么是DCS
DCS的全稱是DistributedControlSystem，中文的意思是集散控制系統，屬于計算機控制系統。DCS的主要作用是對生產過程進行集中管理和分散控制。一個DCS系統主要包括五個部分，分別是操作員站、工程師站、上位管理機、通信網絡以及現場控制站。在上述五個部分的協調之下，DCS系統才能實現其功能。
3.2DCS的特點
3.2.1監控操作方便在工作過程中，DCS可以利用計算機實現對生產過程的實時監控，保證生產過程處于正常狀態。一旦出現意外情況，DCS系統可以進行報警處理，及時提醒工作人員解決生產過程遇到的問題。
3.2.2控制功能豐富
DCS系統的控制功能十分豐富，DCS可以借助各種復雜的控制算法和邏輯運算實現多種控制功能，包括預警功能，監控功能，連鎖保護功能等等。
3.2.3信息和數據共享
盡管DCS系統擁有多個相互不影響的工作站，但是不同的工作站之間可以實現信息和數據的共享。
3.2.4系統擴展靈活
DCS系統具有擴展靈活的特點，不同的生產過程需要的DCS系統是不一樣的，相關人員可以根據自己的需要對DCS系統進行配置。
3.2.5安裝維護方便
就硬件而言，DCS系統的硬件設備都屬于標準化的設備，在安裝時是非常容易的。就軟件而言，DCS系統的軟件功能非常強調，可以進行有效的自我診斷，及時發現軟件在運行時遇到的問題，并及時將問題反映給相關人員。
3.2.6系統的可靠性高
DCS系統中的微處理器有效的提高了系統的可靠性，降低了系統的危險性。此外，DCS系統中冗余措施在一定程度上提升了系統的整體可靠性。
4計算機控制技術的發展趨勢
進入21世紀以來，各種新技術不斷涌現，計算機技術也得到了不斷的發展。現階段，微處理器的體積逐漸變小，性價比也越來越高，現場檢測儀表和執行器也向著智能化的方向發展。21世紀初，IEC提出了61158標準，也就是現在非常常見的現場總線標準，簡稱FCS。
4.1基金會現場總線FF
基金會現場總線簡稱為FF，是最為常見的一種現場總線。基金會現場總線通常被安裝在生產現場的最底層網絡，總的說來基金會現場總線是一種自動化程度比較高的總線。基金會現場總線的主要作用是度量生產過程中的變量，并對生產過程的相關信號進行控制等等。基金會現場總線具有下述優勢①較高的系統開放性，可以和任何具有相同標準的設備兼容；②智能化程度相對較高；③系統結構具有高度的分散性，從而使得整個系統的可靠性更高；④抗干擾能力相對較高。
4.2PROFIBUS總線
PROFIBUS是ProcessFildbus的縮寫，PROFIBUS總線也是使用范圍很廣的一種現場總線，PROFIBUS總線的提出者是德國西門子公司。PROFIBUS總線主要包含三個部分①PROFIBUS-DP，也就是外圍設備；②PROFIBUS-PA，也就是過程自動化；③PROFIBUS-FMS，也就是報文規范。
5結束語
在新的時代背景下，各種新技術的出現極大的推動了社會前進的步伐。現階段，計算機技術已經融入了多個領域，就石油化工領域而言，計算機技術的出現和應用使得是石油化工生產向著自動化和規模化的方向不斷發展。
作者：宋璐 單位：中石化華北油氣分公司油氣生產支持中心
