计算机机械控制论文

一、基于计算机的机械控制系统的现状分析

（一）网络化

计算机网络技术的迅速发展，使得网络在计算机控制系统的应用更加深入，应用规模也发生了变化，使得一般回路控制系统的特点在网络化过程中产生了质的改变，机械制造业企业也在逐步使用网络化的控制系统，网络技术的现场应用改变了这一局面，它能够让仪器之间实现通讯。此种技术变革与控制系统原有的网络结构结合起来，实现了从最底层的任务控制到高层任务结构和调度的优化，各类仪器是网络化控制系统的最小单元，他们在数字化基础上实现了网络化，现场总线控制系统正是由这些数字化的仪器单元加上智能化和可自治性的现场设备单元构成，实现了互连设备间、系统间的信息传送与沟通。现场总线系统就可以通过各个具体单元独立完成自己的任务，最后通过网络进行所有任务的协调和组织，最后实现预定的控制任务。

（二）扁平化

在实际应用中，不同厂家的产品交互性差，这是由于不同厂家计算机控制系统本身的网络结构和数据结构是封装起来的，接口的协议和结构存在差异性，造成总线系统的不稳定。控制系统会根据功能单元和实际网络分布将网络划分成不同的层次，各个层次通过计算机这个媒介进行交互和通讯，层次直接是不允许直接通讯的，受到计算机设备的限制。机械企业网络技术的应用和发展，其通讯能力和规模不断扩大，分布式控制系统中难以实现的网络连接可以在一个贯穿的环境中实现，现场总线技术中网络能力的实现带来了现场智能设备和仪器的网络化，这种网络化也让计算机控制系统底层功能相互连接起来，现场网络技术扩展性比以前强大很多，容纳更多的设备，这些设备可以归属不同的回路控制系统。总的来说，计算机控制系统总体分为企业内部网络和现场级网络，企业内部网络的功能主要是整体控制和调度，具有基本决策，系统任务调度，管理数据和处理相关数据，以及管理网关系统。每个子系统的整体调整和优化都交给企业内部网络来整体管理，这方面管理者进行总体规划和及时调整工作。而现场级网络的任务就是负责具体设备单元和仪表单元的工作。两个网络共同形成计算机控制系统，机械制造流水线中，所有管理和调度都交给内部网络，领导可以随时查验和调整作业进度，而纠错、显示、记录，现场控制的监视以及故障诊断和处理等工作由下一层级负责，使得整个控制系统具有统一性和规范性，两层网络各自处理自己的事情，不会因为任务太多出现混乱甚至系统失控。

二、基于计算机的机械控制系统数据处理流程

基于计算机的机械控制系统数据处理过程可以用流程图来描述，流程图就是描述信息传播过程的，可以把抽象的过程具体化。计算机网络时代，技术是一个企业的生命力，计算机控制系统可以让企业同时进行总体调度优化，管理和现场具体问题的控制管理。在实际生产过程中，设备单元的工作和人的管理活动都需要信息技术的支持，能够让企业大幅度提高作业效率和可持续发展能力，适应于当前激烈的竞争环境。对于控制系统数据处理单元的工作方法和结构，面对不同的数据结构可以选用不同的处理办法，优化软件和硬件的配置可以有针对性的选取不同的数据进行处理，这样才能够高效率的处理数据，减少工作人员的劳动强度和计算机的耗损，第一，计算机可以采用单道处理，多道处理器和交互式处理器对数据进行处理。第二，采用脱离方式或者联机方式处理数据。第三，可以采用分布式算法或者集中式，并行思想的理念处理数据。第四，计算机也可以选择分批次，实时，分阶段的方式处理数据，这也需要对于数据进行合理的划分，防止不合理数据的产生。数据处理是基于计算机的机械控制系统必须具备的能力，主要包括对于来源数据的分析和处理，做出与之相符合的具体操作方式，具备简单的智能化和学习能力。计算机控制系统的应用十分广泛，其中十分重要的功能就是数据处理，大数据和物联网的发展要求计算机能够对海量数据进行处理，并得到有益的信息，物联网每时每刻都在产生信息，计算机也要及时的处理，并通过计算机控制系统将信息进行归纳总结，提供给使用者更好的建议。近年来，机械行业一直在进行各个生产环节的智能化，模具的设计制作，高标准零部件的设计制造，还有各个零部件的组装，一个个全自动化的生产线开始运营，计算机每天都在完成海量的控制信息发送，接收和计算。计算机控制系统所处理的数据大多是生产环节产生的图像和信号信息，整个处理过程十分复杂，图像和信号都要经过计算机系统翻译成可以被自身识别的机器码，然后再经过计算机相关算法的加工，最后把处理结果传达给终端控制系统发出不同指令让机械设备完成，这种自动化的控制过程给大规模机械制造提供了基础，人们正日益享受到这种技术带来的利益，汽车，自行车，电视，冰箱等机械化产品越来越便宜，这都是计算机控制系统通过对数据的处理才能够完成相关作业。基于计算机的机械控制系统数据处理的过程主要分为八个方面，首先是数据的采集，通过计算机系统直接或者间接的获取到数据，然后将自然数据或者认为输入的数据进行转化，使得计算机控制系统能够识别，这些转化后的机器语言会进行再一次编码和分组，按照控制系统本身的要求分为不同的部分，传输到不同模块和组织，子功能模块会根据接收的信息按照预设的算法进行计算和分析，得到客户所期望的信息。最后会在不同的网络空间存储这些有价值的信息。而客户只需要查询计算机控制系统就知道产品的序列号，批号，各个零部件的标准等等有价值的信息，减少了数据整理时间，厂家可以专心于产品设计。

三、基于计算机的机械控制系统实际应用分析

基于计算机的机械控制系统在机械行业有着广泛应用，例如工业数据采集系统，直接数字控制系统，监督计算机控制系统，分级控制系统和现场总线控制系统等。这些应用不同程度地改变工业生产的面貌。过去我国钢铁制造业许多工艺都需要人的参与，而且钢铁的产量一直无法提高，自动化控制技术的引入彻底改变的了钢铁等工业生产的模式，自动化调节代替了人的经验，许多危险的生产方式改由机械来自动执行，大大提高了员工的安全，同时也提高了企业的业绩。对于机械行业的安全生产现状，安全自动控制技术的发展也十分迅速，这也是机械控制系统的实际应用，但是许多中小型企业缺少资金引进安全控制系统，仍有一部分工人时刻受到生命威胁。基于计算机的机械控制系统的实际应用可以大大减少安全事故的发生，减少社会矛盾，对于企业可以增加生产效率和利润。因此，要合理的评价计算机控制系统，企业在具体需求时要选用安全有效的控制系统产品，而评价系统质量，可以从以下几个方面进行，充分考虑系统本身采用的架构，设计的控制算法和各种设计功能是否达标，企业在选取产品时，要进行合理的尝试，可以试运行一段时间，期间要求厂商技术人员跟随记录生产情况，检验各个模块是否达到生产要求。一般而言机械控制系统各个回路对于实时性都有一定要求，而机械生产至关重要的就是系统的可靠性，包括系统自身的使用率，无故障时间，系统总体故障率还有相关性能方面的参数，这样都是重要的选用标准，同时机械控制系统要能够随时进行扩展，现场网络系统能够随时接入一些设备单元和仪器单元。

四、结束语

计算机控制系统已经广泛应用与生产生活的各个方面，生产方式和生活方式因此发生巨大变化，特别对于机械领域。本文介绍了计算机控制系统的概念和基于计算机的机械控制系统的发展现状，同时分析了基于计算机的机械控制系统的数据处理过程和实际应用，以期给机械控制系统的设计提供参考。

作者：张亮 单位：陕西广播电视大学