互联网时代的计算机控制技术探索论文

互联网时代的计算机控制技术探索论文

　　计算机控制技术的优化和发展需要经过一个过程。而当今是互联网技术普遍存在的时代,这一时代的到来对计算机控制技术的发展和完善非常有利。以互联网为媒介的计算机控制技术在处理信号或信息上实现自动化和高效化,提升了计算机控制技术的应用范围。

　　随同着工业技术的不时开展，特别是网络技术、微处置器技术等的提高，计算机控制技术的定义曾经发作了基本的变化，进入了一个多机的、自动化消费、控制和智能一体化相分离的开展方向。本篇文章将归结计算机控制技术的开展概略，同时指出作为计算机控制技术操作工程师主要的义务和工作从事状况。

　　1 集中控制到集散控制的开展

　　最初的计算机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号、运算处置、信息反应、显现状态等任务的过程中，均是经过工业控制计算机IPC来控制的。IPC工业控制计算机将各种参数，如，压力、温度、PH值等停止有效的搜集，然后经过接口卡来承受经过处置而得到的信号。如今，随同着控制系统日益增加的复杂度，单独的一台计算机曾经不能胜任多种信号的处置工作了，在这种状况下，散布式控制系统便应运而生，依据功用的不同，可分为上位机、下位机。上位机主要担任整体集中监视工作，下位机为散布在各现场的用于散布控制的个体。而上、下位机则经过相关的通讯互联网停止传送信息工作。

　　通讯是集散式控制系统的中心，它作为DCS的中央神经系统。DCS系统具有可拓展性、平安性和有效性。DCS最初研发阶段的瓶颈为系统开放性低。许多厂家采用封锁方式来完成运营垄断，而不同厂家之间的信息闭塞，则成为了DCS系统开展艰难的主要问题之一。

　　2 封锁系统到工业现场总线的开展

　　为了到达加强DCS系统的兼容性、开放性的目的，必需采取措施完成DCS系统网络协议的公开化和规范化，因而就有了封锁系统到工业现场总线的开展。工业现场的总线控制系统（简称FCS）的主要功用就是完成数据“点到点”到“总线”的方式转变。依照总线方式，整个控制系统杂乱无章的停止运转，各种设备的工作都是一个“总线单元”，互相平行的运转，恪守公开、统一的通讯协议停止综合自动控制相关工作。FCS相比于DCS系统，更能完成顺应用户的请求，它采用的是开放式的现场总线协议，经过这种协议谐和现场一切支线工作，使得维护和本钱都降低。所以说，FCS系统是种互联的、开放的散布式系统。

　　现场总线技术是一种可以完成“变分散为集中，完成统一控制管理”的技术，可以分散风险，完成控制别离。在整个系统中，经过智能仪表来完成数据的搜集、处置、运算控制及输出等现场工作，而上位机担任一些高端工作。

　　从上个世纪80年代，现场总线技术就开端开展，而它在开展过程中的各种规范也不时成为工业国度和厂商的抢夺焦点。如今，Profibus及CAN均是中国自动控制范畴的中心。1996年，Profibus规范开端进入中国，在10年光景的推行中，普遍存在于我国的工业范畴中。2006年，Profibus成为了我国第一个现场总线技术的国度规范。到如今为止，Profibus仍是应用最为普遍、各种控制设备、仪表品种最为齐全的总线技术，不断是车间级的总线规范、自动化集成的首要选择。同时，CAN是机电设备控制相关范畴中应用最为普遍的总线技术，不断是工业机械手、汽车电子、高速印刷机等控制系统的设备级的总线规范。也就是说，Profibus和CAN分别是自动化、电子工程师的首选。

　　3 现场控制到企业自动化的开展

　　EtherNet/IP即以太网工业协议，是一种以以太网的传输为规范的协议。目前，这个协议被三大组织所支持，即the Industrial Ethernet Association（IEA）、ControlNet International（CI）、the Opening DeviceNet Vender Association（ODVA）。以太网工业协议旨在构成一个开放式的网络协议，以便于工业控制网络的开放式建立。工业以太网能够定义为将商业以太网（IEEE802.3规范）在技术上完成统一、同时提升产品的器件选用、适用性、牢靠性和抗干扰才能，以满足不时增长的工业现场需求。

　　控制造用要能满足实时性，这是工业控制网络必需服从的准绳，换句话说，传输信号的过程要疾速同时信号必需稳定，因而要保证满足数据定时刷新的请求。以CSMA/CD的方式所停止的传统以太网的传输，不能在电荷负荷过大的时分正常运转。工业以太网采用的是新的信息交流技术，可以快速刷新信号，这就为以太网信号的不肯定问题找到理解决办法。如，EtherNet能够到达100M、10G的传输速率，减少了网络传输的延时问题，使得阻塞几率大大降低。双工星形的拓扑构造及EtherNet技术则使传输实时性、肯定性变成了可能。

　　“信息化工厂”是工业以太网的技术存在意义，这里的信息化工厂指的是在信息根底相关设备的根底上，应用信息处置手腕，将信息搜集、传输、计算处置和综合应用，好像在工厂中消费、管理和运营的手腕一样。能够说，工业以太网是自动化控制的中心，管理、运营等信息的传输都靠它。

　　经过完成“信息化工厂”形式，可以使得整个内部信息运转顺畅、较少内讧、进步应变市场才能和增加效率的才能。能够说，工业以太网是现代企业运营成必不可少的局部。

　　很多现场设备对EtherNet/IP协议都很支持，它能完成直连下层设备，直接挂接变频器和散布式IO，并采用以太网交流机作为中部链接，完成整个信息交流系统。EtherNet/IP控制网络的功用包括以下几方面，决议性控制、顺应应用需求、毛病包容措施、远程控制、低本钱衔接、内部平安和开放式规范。它具有许多值得推行的价值，如，完成了商业和企业的简单整合，即有效的将消费控制、质量监视、可检测性及系统维护等分离起来；高速、高带宽，便于网络技术的融进，可以衔接普遍区域内的设备；便于专家远程效劳、诊断及部署等，有利于本钱的降低和便当快捷停止信息控制等。所以，有人将工业化的以太网形容为“总工程师读数据的网”。能够看出，工业以太网具有无缝对接的优点，这样，工程师们就能完成远程对挂在以太网上设备的控制管理了。

　　4 结论

　　互联网时期的计算机控制技术是完成了集中控制到集散控制的开展、封锁系统到工业现场总线的开展、现场控制到企业自动化的开展的过程。最初的计算机控制采用集中控制的工作方式，一系列任务均是经过工业控制计算机IPC来控制的；DCS系统具有可拓展性、平安性和有效性，但信息闭塞；工业现场的总线控制系统FCS完成数据“点到点”到“总线”的方式转变，是一种互联的、开放的散布式系统；EtherNet技术则使传输实时性、肯定性变成了可能。

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