浅谈计算机控制技术在自动化生产线上的应用.doc

浅谈计算机操纵技术在自动化消费线上的应用 篇一：计算机操纵技术的应用 HEIFEI UNIVERSITY 微型计算机操纵技术报告标题 班级 姓名 学号指导 教师目录 目录. 1 1.计算机操纵系统组成. 2 1.1硬件部分. 2 1.2 软件部分. 2 2.计算机操纵系统的特点. 3 3.计算机操纵系统的操纵过程. 3 4.计算机操纵系统的过程. 3 4.1系统方案设计. 3 4.2操纵任务. 4 4.3软件设计. 4 4.4现场安装调试. 4 4.5计算机的操纵系统. 4 5.应用. 4 5.1计算机操纵在水泥厂的应用. 4 5.2计算机操纵技术在自动化消费线上的应用. 5 5.3竖炉球团计算机操纵系统. 6 5.4自习惯模糊操纵在空气球运动系统中的应用. 7 6.总结. 8 参考文献. 8 1计算机操纵技术的应用 摘要： 随着科学技术的开展，人们越来越多的用计算机来实现操纵。近年来，计 算机技术、 自动操纵技术、检测与传感器技术、CRT显示技术、通讯与网络技 术和微电子技术的高速开展，给计算机操纵技术带来了宏大的开展，因而，设计 一个功能良好的计算机操纵系统是特别重要的。计算机操纵系统包括硬件、软件 和操纵算法3个方面，一个完好的设计还需要考虑系统的抗干扰功能，使系统能 长期有效地运转。本文的主要目确实实是在浅析计算机操纵技术原理的同时，对计 算机操纵系统的开展趋势进展描绘。 本文由四个部分组成，在初步介绍计算机操纵系统之后，分别介绍计算机控 制技术的特点和根本设计过程。对计算机操纵技术的应用进展综述。 关键词：计算机操纵技术；原理；应用 正文： 计算机操纵系统的组成计算机操纵系统由硬件和软件两大部分组成。而一个 完好的计算机操纵系统应由以下几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围 设备、自动化仪表和软件系统。 计算机操纵系统的硬件构成将自动操纵系统中的操纵器的功能用计算机来 实现，就组成了典型的计算机操纵系统。 计算机操纵系统由计算机(工业操纵机)和消费过程两大部分组成。工业操纵机是 指按消费过程操纵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、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 1.2 软件部分 软件系统是操纵机不可缺少的重要组成部分。只有在适当的软件系统支持 下，操纵视才能按设计的要求正常地工作。操纵机的软件系统包括系统软件和应 2 用软件两大类。系统软件是用于计算机系统内部的各种资源治理、信息处理相对 外进展联络及提供效劳的软件。例如操作系统、监控程序、语言加工系统和诊断 程序等。应用软件是用来使被控对象正常运转的操纵程序、操纵策略及其相应的 效劳程序。例如过程监视程序、过程操纵程序和公用效劳程序等。应用软件是在 系统软件的支持下编制完成的，它随被控对象的特性和操纵要求不同而异。通常 应用软件由用户按照需要自行开发。随着计算机过程操纵技术的日趋成熟，应用 软件正向标准化、模块化的方向开展。标准的根本操纵模块由制造厂家提供应用 户，用户只需按照操纵的要求，通过简单的组态过程即可生成满足详细要求的专 用应用软件，大大方便了用户，缩短了应用软件的开发周期。提高了应用软件的 可靠性。 （1）构造上：计算机操纵系统中除测量装置、执行机构等常用的模仿部件之外， 其执行操纵功能的核心部件是数字计算机，因而计算机操纵系统是模仿和数字部 件的混合系统。 （2）计算机操纵系统中除仍有连续模仿信号之外，还有离散模仿、离散数字等 多种信号方式。 （3）由于计算机操纵系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使 计算机操纵系统与连续操纵系统在本质上有许多不同，需采纳专门的理论来分析 和设计。 （4）计算机操纵系统中，修正一个操纵规律，只需修正软件，便于实现复杂的 操纵规律和对操纵方案进展在线修正，使系统具有特别大灵敏性和习惯性。 （5）计算机操纵系统中，由于计算机具有高速的运算才能，一个操纵器（操纵 计算机）经常能够采纳分时操纵的方式而同时操纵多个回路。 （6） 采纳计算机操纵，如分级计算机操纵、离散操纵系统、微机网络等，便于 实现操纵与治理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高 。 （1）实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进展检测和输入。 （2）实时操纵决策：对采集到的被控量进展数据分析和处理，并按已定的操纵规律决定进一步的的操纵过程。 （3）实时操纵：按照操纵决策，适时地对执行机构发出操纵信号，完成操纵任 务。 计算机操纵系统的设计过程计算机操纵体系的软件和硬件的组织构造是根 据它联络的设备不一样，有所改变的，他们的组织构造大致是一样地，能够涉及 到系统设计，操纵任务，软件设计等。 我们按照体系设计任务书进展总体方案设计，对体系的软件，硬件它们的构 造再调查它的要求，推算出适宜它的的系统，组成一个新的系统。再时间特别紧张 的时候能够拿现场的配件组合，再设计费用不到位的时候工作人员能够组织本人 设计的方式，但是要留意化风好软件和硬件的价格及时间，操纵体系构造它的概 3括微型的处理器、存储器、选择好接线口、传感器、硬件的设计与调试的根本内容。 我们要对超控设备进展调研，研究，理解工作程序是再体系设计1前应该做好的事，只有理解了它的要求，理解了它要接收的任务，涵盖体系的终极目的，数据流量还有精确度，现场的要求，时间的操纵，我们要严格按照打算说明操控，实现整个系统操作。 计算机软件的设计要按照体系规划的总意见，确定体系下所要完成的各种功能及完成这些系统功能的推理和时差序关系，并用合理组成部件表格画出来。他们是按照体系组成表格不同的功能，分别规划出相应的操纵体系所需要的软件。例如仿确实量输入和仿真量输出及数据处理还有互联和打字版处理格式等。每一种表格都能够单独进展实验调试，各种表格分别实验调试好以后，再按工作道路图推理和时间顺序关系将他们正确组合、互相连接、实验和调试。 首先要按设计打算合理组装装，对体系构造进展大体的演练和比拟精确的演练，结合演练的构造数据重置体系的置和储存数据进展软硬件的调试，他们的构件组成都能够在演练数据下用对演练数据进展试研的方法同时进展，同时他们要进展统一的实验及推理，仿真物体是这个体系验证的最根本要求，而好的体系的数据调整实试要在现场进展。 计算机的操作操纵体系的合成是有软硬两个部件合成的。而一个特别合理的计算机的操做操纵体系应分好几个部分构成：被操作操纵的物体及它的重要组成部件及图的外围装备和 全自动的仪器和软件体系。 水泥厂工艺的主要过程是先把原 料破裂粉磨后制成生料，然后用燃料 再把生料送入到高温窑炉中将其煅 烧成熟料，最后将熟料与适量混合磨 细制成水泥，需要通过多道工序：如 矿上开采、原料破裂、粘土烘干、生 料粉磨、熟料煅烧、熟料冷却、水泥 墨粉及成品包装等工序。 为了满足该企业成产过程的操纵需 要，不仅考虑到该工程的地理条件、 功能指标、DOS操纵系统的倍频备件 4 篇二：安徽工程大学考核大作业计算机操纵技术 考核大作业 院系：电气工程学院 班级：电气工程班 姓名：马宇龙 学号：日期：月 一、简答题 1）简述计算机操纵系统的典型方式。 答：计算机的典型方式分为以下几种：操作指导操纵系统、直截了当数字操纵系统（DDC）、监视操纵系统（SCC）、集散操纵系统、现场总线操纵系统、综合自动化系统。 2）计算机操纵系统有哪些组成部分？ 答：计算机操纵系统主要由硬件和软件两大部分组成，而一个完好的计算机系统应由以下几部分组成：被控对象、主机、外部设备、外围设备、自动化仪表和软件系统。 3）计算机操纵系统有哪些优点？ 答：计算机操纵系统的优点主要有以下几点： (1)操纵规律灵敏，能够在线修正；(2)能够实现复杂的操纵规律，提高系统的功能指标；(3)抗干扰才能强，稳定性好；(4)能够得到比拟高的操纵精度；(5)能同时操纵多个回路，一机多用，功能价格比高；(6)便于实现操纵、治理与通讯相结合、提高工厂企业消费的自动化程度；(7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化开展。 4）什么是A/D转换器，什么是D/A转换器，画出其信号变换框图。 答：将模仿信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器,简称A/D转换器；将数字信号转换为模仿信号的电路称为数模转换器,简称D/A转换器。信号流程框图如下。 5）什么是香农采样定理？ 答：为了不失真地恢复模仿信号，采样频率应该不小于模仿信号频谱中最高频率的2倍。 f s2f max，这确实是著名的香农采样定理。 6）采样信号能理想不失真恢复需要具备哪些条件？ 答：（1）原信号为带限 （2）采样频率大于两倍信号的最高频率 （3）采样信号通过理想低通滤波器 ?10t 二、假设数字计算机的输入信号为f(t)?5e，试按照采样定理选择合理的采样摸拟 信号 时间离散化 幅值离散 化三、周期T，设信号中的最高频率为?m定义为F(j?m)?0.F(0)。 解：F(s)? 55 ,F(j?)?, s?10j?10 5 2 m?10 ?0.1F(0)? 0.1?52 ?102)?25， ?0.05,0.052(?m 10 依采样定理得：?2?2?max?199rad/s那么T? 三、已经明白f(t)的拉式变换式F(s)?式F*(s)。 (s?1) 2? ?2 ，试求计算机采样信号的拉氏变换 解:首先进展拉式反变换，f(t)?1?e?t ； ?kTs F*(s)?f(kT)e k?0 ? ? -kTs ?(1?e k?0 ? ?kT )e ?e k?0 ? ?kTs ?e?kT(s?1) k?0 ? 由于?e?kTs?1?e?Ts?e?2Ts? k?0 1?Ts ,e?1,(依等比级数公式) ?Ts 1?e 类似，?e?k(s?1)T? k?0 ? 11?e?(1?s)T ,e?T(1?s)?1,因而有 F*(s)? 11 ? 1?e?Ts1?e?T(s?1) 四、试分别求如题所示的两个系统阶跃响应采样序列，并比拟其结果（设 T?1s） ?1?z(1?e?T)z 解：(a)G（z）?Z?;R(z)?T C(z)?R(z)?22 1?G(z)(z?1)(z?0.368)?0.632(z?z) 通过长除法可得： C(z)?0.632z?1?1.096z?2?1.205z?3?1.2z?4?1.104z?5? (b)G(z)?Z?2? (z?1)(z?0.368)s(s?1)? 通过长除法可得： C(z)?0.368z?1?1.0z?2?1.4z?3?1.4z?4?1.147z?5? 比拟可见，参加零阶保持器后，系统的响应较慢，震荡性加强，稳定性较差。 五、已经明白单位反响离散系统开环传递函数为 G(z)? K(1?e ? T Tm )z ?TTm (z?1）(z?e 试求使系统稳定时，K与T的关系式。 解：闭环系统特征方程为 ?T ? ?(z)?1?G(z)?(z?1)?z?eTm ? ) ?T ? ?k?1?eTm? ?0 ? ?T?T ? ?(z)?z2?(k?1)?eTm(k?1)?z?eTm?0 ? 依2?(0)?e ?T Tm ?1,此条件成立。 ?T?T ? ?(1)?1?(k?1)?eTm(k?1)?z?eTm?0 ? k(1?e ?T Tm )?0;k?0篇三：计算机操纵技术 计算机操纵技术综述 自动化1206班张鹏程0909122829 计算机操纵技术是利用计算机知识在不同的行业领域进展自动化消费，近年来，随着国民经济的开展，计算机信息技术被应用到各行各业中，计算机技术也在科技信息技术迅速开展的背景下有了特别大程度的提升。 一 计算机操纵系统概述 计算机操纵系统确实是利用计算机来实现消费过程自动操纵的系统。所谓自动操纵，确实是在没有人直截了当参与的情况下，通过操纵器使消费过程自动地按照预定的规律运转。以以下图为自动操纵系统原理框图 二 计算机操纵系统开展概况 在消费过程操纵中采纳数字计算机的思想出如今20世纪50年代中期，TRW公司的创始性工作为计算机操纵技术的开展奠定了根底，从此计算机操纵技术获得了迅速的开展。其开展过程分为以下四个阶段： 1 创始时期（1955-1962） 早期的计算机使用电子管。 2 直截了当数字操纵时期（1962-1967） 计算机直截了当操纵过程变量，完全取代了原来的模仿操纵。 3 小型计算机时期（1967-1972） 出现了各品种型的适宜工业操纵的小型计算机。 4 微型计算机时期（1972至今） 微电子学的开展促进出现了各种计算机系统。 三 计算机操纵系统的工作原理 从本质上看，计算机系统的工作原理可归纳为以下三个步骤： 1 实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进展检测和输入。 2 实时操纵决策：对采集到的被控量进展分析和处理，并按已定的操纵规律，决定将要采取的操纵行为。 3 实时操纵输出：按照操纵决策，适时地对执行机构发出操纵信号，完成操纵任务。以以下图给出了典型的计算机操纵系统原理框图四 计算机操纵技术的应用及开展 计算机操纵技术在当今社会中应用十分广泛，尤其是在工农业消费中的应用，更是逐步提升优化，为企业节约了物资，人力，提高了工作效率，提升产质量量，节约本钱，减少能源以及原材料的耗费。计算机操纵技术以计算机技术为根底，用计算机数据系统代替传统操作系统，对一个消费设备的动向进展全程操控，是替代企业常规消费系统的一个新的开展方向。计算机操纵系统改变了人们对自动化消费的认识，是企业消费中的一种革新。 计算机操纵技术在消费线上应用的现状 在传统的工业消费或者是资源开发工作中都是以人力劳动为主。有些比拟危险的工作，例如，石油、煤矿开采等平安隐患较大的工作，由于计算机信息技术的落后，无法实现自动化治理，常常导致意外事故的发生。随着科技的开展，企业的自动化消费设备逐步的更新，越来越多的工业消费逐步减少原始劳动力。自动化消费中的最普遍最广泛采纳确实实是计算机总线技术。现场总线技术能够连接自动操纵和机械设备，使自动化消费过程中的信息沟通更加的方便，是现代计算机技术操纵自动化技术开展的主流。计算机技术依托本身特有的灵敏、通用的特点，特别大程度上协助自动化消费提高了工作效率，降低了企业的消费本钱，提高了工业消费的质量。 计算机操纵技术在消费线上的应用举例 1 在机器人自动化冲压消费线上的应用 在计算机技术比拟兴隆，自动化治理技术应用比拟普遍的今天，我们能够运用机器人下井采煤挖油等一些比拟危险的工作，能够利用计算机技术对自动化装置设备进展全程监视和操纵，利用总线技术对各个环节进展检测，对各个过程可能发生异常的环节进展有效的检测和预防。机器人自动化冲压消费线示意图如以下图。能够看出，机器人自动化冲压消费线是应用计算机技术操纵自动化消费设备，特别大程度减少了工人的身体负担，有效防止了由于疲劳而导致工伤的现象。【1】 2 在采煤机制造方面的应用 在采煤机上采纳数控技术，如气割使用数字操纵，对采煤机的滚筒和叶片下料采纳程序操纵，数控气割利用程序操纵技术，这些数控的采纳使采煤机的消费效率提高特别多。切削加工采纳程序操纵技术。采纳数控技术的采煤机平安性提高，操作工作变得温馨，作业精度和作业效率也有特别大程度的提高。 采纳数控系统的煤炭机械具有的功能 （1）工作状态时能够进展状态监测、异常报警、自诊断报警功能。对煤矿开采机械的电动机部分、传动部分、工作装置以及其它辅助系统的运转情况进展实时 监控，假设有缺点那么能定位缺点发生的部位，对操作员当前的工作环境进展预警，从而使操作员在更平安的状态下工作，设备的使用期能够延长。数控装置采纳 PLC 操纵，在各项功能的检测和操纵方面更加智能化。 （2）采纳数控系统能够节约能源，在井下作业时要用到特别多机械设备，其中包括胶带输送机、通风机、提升机等，数控技术应用到这些设备上，仅电能一项就能节约30%，降低消费过程中的本钱，也提高了采煤的效率。 （3）依托数控技术，采煤机械的操纵系统智能化程度提高，能够替代特别大一部分劳动强度，同时也防止了操作者的工作失误，提高了消费的精确度。【2】 3 在热控系统中的应用 为了提高电阻炉温度操纵系统的操纵精度和动态功能，有基于DSP 的电阻炉温度模糊操纵系统设计方法， 该系统采纳TMS320LF2407ADSP 为微处理器， 利用温度传感器AD590 采集数据， 通过模糊操纵算法处理操纵PWM 输出占空比，实现电阻炉温度的调功操纵，该系统具有较高的稳态精度、较快的动态响应速度。 以单片机AT89C51 为系统核心部件对电阻炉温进展操纵， 将模糊操纵系统应用于电阻炉温的监控中，打破了传统的操纵方法，使操纵系统更加简捷、更容易操纵，为电阻炉加热系统提供了另外一条更好的思路； 并利用模糊操纵技术实现了电阻炉温度操纵，仿真说明其比常规的PID 操纵优越；采纳固态继电器作为温控元件，以单片机作为模糊操纵器， 应用二维的模糊操纵算法能对温度的变化趋势有一定的预测性， 缩短响应时间、减小超调量、减轻温度操纵过程中的惯性。【3】 4 PLC 在中央空调系统操纵中的应用 早期中央空调机组电气操纵系统多为继电器接触器组成的复杂系统, 这种系统存在设计周期长、体积大、本钱高等缺陷, 几乎无数据处理和通讯功能, 用户操作也必须专人负责。而PLC 连线简单、操纵速度快、精度高、可靠性和可维护性好、安装维修和改造方便。将其应用到中央空调机组电气操纵系统可实现智能化操纵。 还有正在开展中的计算机操纵技术在垃圾燃烧过程中的应用等。 计算机操纵技术存在征询题及开展方向 在科技开展过程中，自动化消费设备不断更新，有效减少了员工的身体负担，增加了企业的消费效率，工业化程度不断提高。工业消费中的自动化技术含量不断提高，使用计算机操纵系统在工业化消费过程中能够有效提高消费效率，增加了平安性，提高了产质量量，有效减少了能源和原材料地耗费，企业在通过提高自动化技术水平的同时，消费方式和产业构造相应调整，对企业集约化开展提供了便利。计算机操纵系统是工业化消费过程中工业自动化开展的需要，现代企业的产品成长工艺日趋复杂，技术含量不断提高，对产质量量要求高，这些条件无形之间又推进了计算机操纵系统的自动化程度的开展。 在现阶段，计算机技术的提高和改良阻碍并带动了自动化操纵技术开展与进步。在社会不断开展和进步的前提下，在越来越高的操纵要求下，计算机自动化技术的开展不断地趋向于深度和广度。一方面，计算机自动化技术不断的趋向于智能化，计算机操纵技术能够模仿人类的一些感受，如触觉、听觉等，还能够模仿人类的知觉才能，即是按照一件物体的某个详细的特征揣测出该物体的其他特征，或者从整体感知该物体。另一方面，计算机操纵技术和自动化治理技术开场向着不同方向的领域开展，逐步被应用到各大系统工程中，向着治理工作和技术工作的一体化的方向开展。在传统的计算机操纵自动化工作中，往往是部分自动化治理。现阶段，各大工厂消费中已经开场构成消费全程自动化治理，综合操纵消费场面。【4】 目前, 计算机操纵技术正在向智能化、网络化和集成化方向开展。详细有以 下几个方面: (1) 以工业PC 为根底的低本钱工业操纵自动化将成为主流 (2) PLC 在向微型化、网络化、PC 化和开放性方向开展 (3) 面向测控管一体化设计的DCS 集散操纵系统DCS系统 (4) 仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向开展 (5) 数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化开展 (6) 工业操纵网络将向有线和无线相结合方向开展 (7) 工业操纵软件正向先进操纵方向开展 (8) 操纵系统正在向现场总线方向开展 综上可知，在今后的开展中，计算机操纵技术在自动化消费中的应用将趋向 于全面化、智能化的方向开展。随着社会消费力的不断提高，各消费行业不断开展，计算机操纵技术将带动自动化消费技术向着更深更广的领域开展。 参考文献： 【1】 马元琳 计算机操纵技术在自动化消费线上的应用 自动化与仪器仪表2013年第5期 【2】 湛年远 数控技术在采煤消费中的应用 煤炭技术 2013 年10 月第32 卷第10 期 【3】 黎林 胡勇 计算机操纵技术在热处理温控中的应用 热加工工艺2013 年1 月第42 卷第2 期 【4】 戴冠秀 刘太湖 浅谈现代计算机操纵系统中的理论及应用 淮北职业技术学院学报 2005 年12 月 第4 卷 第4 期