计算机控制技术发展及应用
现代计算机控制技术的发展趋势
现代计算机控制技术的发展趋势随着科技的不断进步，计算机控制技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
它不仅应用于工业自动化、智能交通等领域，还深深地渗透到了我们的日常生活中。
本文将探讨现代计算机控制技术的发展趋势，包括人工智能、物联网、云计算以及边缘计算等方面。
一、人工智能技术的崛起人工智能（Artificial Intelligence，AI）作为一门新兴的技术，将计算机的智能化水平推向了新的高度。
传统的计算机控制技术往往需要人为地设定各种规则和条件，而人工智能技术则能够通过机器学习和深度学习等手段，使计算机具备自主学习和推理的能力。
随着人工智能技术的不断发展，计算机控制系统将更加智能化、自适应和灵活。
在工业自动化中，人工智能技术的应用可以使生产线实现自动化调整和优化，提高生产效率和质量。
而在智能家居领域，人工智能技术为我们提供了语音控制、智能物联等创新解决方案，使我们的生活更加便捷和舒适。
二、物联网的融入物联网（Internet of Things，IoT）是指通过互联网将日常生活中的各种物品连接起来，实现智能化管理和控制。
在现代计算机控制技术的发展中，物联网的融入起到了重要的推动作用。
物联网技术使得各种设备和传感器能够相互连接和通信，形成一个庞大的网络系统。
通过物联网，计算机可以实时获取各种数据，并做出相应的控制决策。
例如，在智能城市中，可以通过物联网技术实时监测交通情况，并调整信号灯的时间，实现智能化的交通管理。
随着物联网技术的不断发展，计算机控制系统将与更多的设备和传感器实现互联互通，进一步推动了计算机控制技术的发展。
三、云计算的兴起云计算（Cloud Computing）是指利用互联网将计算资源和服务交付给用户。
云计算技术的兴起为计算机控制技术的发展提供了强有力的支持。
传统的计算机控制系统往往需要部署在本地服务器上，而云计算技术使得计算资源和服务可以通过互联网进行远程访问和调用。
这种方式使得计算机控制系统具备了更高的可扩展性和灵活性，用户可以根据需要快速调整计算资源的规模和配置。
计算机控制
计算机控制摘要：伴随着科学技术的迅猛发展，计算机技术发展也极其快速，由最初1946年第一台计算机问世到现如今，经历过近70年变化，且计算机控制技术也获得了合理的高速发展，而且将计算机控制技术合理的应用能够提升各个行业的生产率，促进时代的发展与进步。
关键字：计算机；控制技术；运用1.计算机控制技术的形成及发展计算机控制技术是通过数据计算机对动态性系统开展控制的专业技术，这是伴随着计算机技术发展而产生的。
在计算机的控制系统中，全自动控制里的基本控制机器设备由数据计算机代替，用于调整和控制动态性系统，从而使计算机控制技术完成全局性转型。
数据计算机具有强大的作用，关键具有了收集、传输、存储、解决海量数据能力，使全自动控制开始转型发展趋势，在这个基础上以计算机为基本控制机器设备的一个新环节趁机开启。
在计算机控制系统含有数据收集、数据处理方法、即时控制这三个关键一部分根植于全部控制环节中。
控制系统可实现对被测参数实时监测，解决好其输入到计算机系统的那一部分，同时也要依照早已精心设计的控制规律性精确算出测算控制量，后再传出控制数据信号。
计算机控制技术规定在一定时间内进行信号的功率键入、测算和输出，保证控制的及时性。
除此之外，全部信息处理方式不能反复，严格按照指标值去完成工作任务。
还需要检测好被测参数和机器设备自身存有的出现异常，寻找问题时妥善处理，从源头上确保系统能圆满完成工作中，合乎工作实际的需要。
2.计算机全自动控系统的特征为了能愈来愈平稳、高效率、节能的发展趋势加工行业，计算机关键技术到全自动控制技术已经是时期迫不及待地规定。
计算机技术的应用全自动控制中的运用，主要有以下特性:(1)计算机的强大信息贮存水平。
可以使自动化技术控制完成工作时的灵便实际操作，对不正确便于改动。
(2)计算机强劲的思路运行能力使全自动控制技术具有了管理水平，带来了原来不具备的管理的功能。
(3)计算机测算时的计量检定精准度高、速度更快，节省成本，全自动控制技术降低了经费预算及人力资源项目投资，减少经济效益时限。
工业自动化中的计算机控制技术
工业自动化中的计算机控制技术工业自动化是指通过计算机、仪器仪表和执行器等技术手段，对工业生产过程进行监测、控制和优化，以提高生产效率、降低成本和改善产品质量。
在工业自动化系统中，计算机控制技术起到了至关重要的作用。
一、计算机控制技术的基本原理和分类1.1 基本原理计算机控制技术是指利用计算机进行物理过程的控制，主要包括采集过程的信息、处理这些信息并对物理过程进行控制的三个环节。
其中，信息采集是指通过传感器等设备，将物理过程的信息转换成计算机可以处理的电信号；信息处理是指利用计算机对采集到的信息进行运算和处理；控制是指计算机根据处理后的信息，通过执行器等设备对物理过程进行干预和调节。
1.2 分类根据计算机控制技术的不同特点和应用领域，可以将其分为以下几类：1.2.1 逻辑控制技术逻辑控制技术是利用计算机对离散事件进行控制的技术，常用于开关控制、计时器等。
逻辑控制技术通过编写逻辑控制程序，根据输入的条件决定输出的动作，实现对工业过程的控制。
1.2.2 过程控制技术过程控制技术是利用计算机对连续过程进行控制的技术，常用于流程控制、温度控制等。
过程控制技术通过采集过程的信息，对其进行处理和分析，并根据处理结果对过程进行控制，实现对工业过程的自动化控制。
1.2.3 模型预测控制技术模型预测控制技术是利用数学模型对系统进行建模，并通过对模型进行预测和优化来实现对工业过程的控制。
模型预测控制技术可以对工业过程进行长期的预测和优化，以达到最佳的控制效果。
二、计算机控制技术在工业自动化中的应用2.1 生产线控制生产线控制是指利用计算机控制技术对生产线上的设备和工艺进行控制，以实现生产过程的自动化。
通过在生产线上布置传感器和执行器等设备，采集生产过程的信息并对其进行处理和控制，可以提高生产效率、降低成本，并提高产品质量的稳定性。
2.2 机器人控制机器人控制是指利用计算机控制技术对机器人进行控制，实现其灵活和自主的工作能力。
计算机控制技术发展及应用
工业以太网
• 10M/100Mbps的标准工业以太网符合TCP/IP 协议
• 工业以太网是在标准Ethernet基础上开发的 双通道网络系统
• 增加特殊控制功能：冗余控制、实时故障同 步诊测
• 多项指标优化设计，实时响应性 • 网络故障实时诊断信息显示在操作站上 • 工业以太网更适合中大规模控制系统选用
1.2 计算机控制系统软件介绍
应用软件是用户根据控制对象、控制要求，为实现高效、 可靠、灵活的控制而自行编译的各种程序。它们包括：数据 采集、数字滤波、标度变换、键盘的处理、过程控制算法、 输出与控制等程序。
用于应用软件开发的程序设计语言，一般有：汇编、 C# 、C++、VB、VC 等。 目前也有一些专门用于控制的引 用组态软件，这些软件功能强，使用方便，组态灵活，具有 很强的应用前景。
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ห้องสมุดไป่ตู้
水箱水位的自动控制
浮子：测量作用 连杆：比较作用 放大器、伺服电动机和减速器： 调节作用 阀门：执行元件作用
水箱水位的自动控制示意 图
当实际水位低于要求水位时，电位器输出电压值为正，且其大 小反映了实际水位与水位要求值的差值，放大器输出信号将有 正的变化，电动机带动减速器使阀门开度增加，直到实际水位 重新与水位要求值相等时为止。 水位自动控制的目的：使偏差消除或减小，使实际水位达到要 求的水位值。
计算机控制技术
计算机控制技术计算机控制技术是一种非常重要的技术领域，它与计算机科学和工程学息息相关。
本文将就计算机控制技术的定义、应用领域、工作原理以及其在社会中的重要性展开讨论。
计算机控制技术简单来说是指通过计算机，对一些设备或系统进行控制和管理的技术。
计算机控制技术是近代科学技术的发展和应用，它与计算机科学、信息科学、自动控制理论等学科有着密切的联系。
同时，计算机控制技术广泛应用于各个行业和领域，如工业生产控制、交通运输控制、环境监测与控制、军事作战控制等。
在工业生产控制方面，计算机控制技术是实现工业自动化的重要手段。
通过搭载计算机控制系统，可以对工业生产中的各种设备和工艺进行精确的控制和监测，提高生产效率和质量，减少人力资源的浪费。
例如，在汽车制造业中，计算机控制技术可以自动化地控制整个生产线，实现汽车的快速生产和集中管理。
在交通运输领域，计算机控制技术也发挥着重要作用。
交通信号灯、地铁列车、高速公路收费系统等，都离不开计算机控制技术的支持。
计算机控制技术可以帮助交通管理部门对交通流量进行精确监测和管理，并根据实时情况调整红绿灯的时序，以减少交通拥堵，提高道路通行能力。
在环境监测与控制方面，计算机控制技术可以用于监测和控制大气质量、水质、土壤质量等环境因素。
通过搭载传感器和计算机控制系统，可以实时监测环境因素的变化，并及时采取相应的控制措施，保护环境和人民的健康。
例如，在一些污水处理厂中，计算机控制技术可以实现对污水处理过程的自动控制，有效提高污水的处理效率和水质的净化程度。
在军事作战控制方面，计算机控制技术在现代军事中起到了关键作用。
计算机控制系统可以用于军事装备和作战系统的控制和管理，实现敌情监测、指挥决策、武器装备控制等功能。
同时，计算机控制技术还可以用于军事仿真训练，提高军事人员的作战能力和实战经验。
总的来说，计算机控制技术是一种广泛应用的技术，它的重要性不言而喻。
通过计算机控制技术，可以实现对各种设备和系统的精确控制和监测，提高生产效率和质量，改善社会生活和环境质量，提高国家的竞争力和发展水平。
计算机控制技术应用现状与发展趋势研究
计算机控制技术应用现状与发展趋势研究摘要：随着全球化经济发展，计算机控制技术应用到人们生活的各个方面，在人工智能、图像处理等领域创造了丰硕的成果，为人们的生活带来了便利。
本文分析了计算机控制技术的应用背景和发展现状，总结了其发展规律和未来发展趋势，以期在现代化信息社会背景下发挥更大的作用。
关键词；计算机；控制技术；应用；趋势一、计算机控制技术的应用现状随着科技水平的不断进步，计算机控制技术的应用得到广泛推广，诸多领域通过该技术的使用在原有的基础上获得巨大的突破；国内计算机控制技术的广泛应用，使资料和信息获取方面更加便利，对于推动社会现代化进程起到很大的作用。
例如，制造产业通过计算机控制技术的应用，实现智能化生产；医疗产业将计算机控制技术应用在核磁共振影像中，提高了患者病情诊断的精准性；服务产业通过计算机控制技术的应用，实现无人化服务，共享单车、无人超市等新型经营方式极大的降低了成本投入；在办公方面，计算机控制技术的应用开启了自动化办公的全新方式，极大的提升了办公效率，在办公流程的执行和监督方面更加系统化和标准化；计算机控制技术应用对于提升人们的生活品质和生活效率方面产生了重要的意义。
同时，计算机控制技术在军事领域得到广泛的应用，其相关产业同样获得飞速的发展；在计算机控制技术的不断革新中，其智能化应用的方式呈现出多样化的特性，随之对应的人员职能分工更加精细化。
随着计算机控制技术应用不断扩展，在制造、医疗、军事、通讯等各个领域之间形成了紧密的信息网络，并不断推动计算机控制技术的应用向着有利于社会现代化和智能化发展的方向迈进。
计算机软件更新频率较快，为保障相应数据的安全性需要持续进行配套的升级，在用户使用方面可以开展个性化的服务，提升用户使用的便利性，进而提升使用的质量。
二、计算机控制技术发展趋势计算机控制技术不断向着智能化和多元化方向发展，在此过程中不断展现出自身独特的行业特点。
同时，计算机控制技术随着科技的进步发展不断得到完善，在服务各个领域使用需求的同时，相关的专家学者也在不断开拓创新，使得计算机控制技术不断获得新的突破，在计算机硬件方面更加快速、稳定的，在服务方面更加的智能化，在提供便捷服务的同时推动着社会现代化的发展。
微型计算机控制技术的发展及应用
部 件 间的联 系 ，可 以是有 线方 式 ，如 通
过 电缆 的模拟信号 或数字信号进 行联系 。 也 可 以是 无 线 方 式 ， 如 用 红 外 线 、微
微 型计 算机 控 制系统 分 为 ：操作 指
导 控 制 系 统 、 直 接 数 字 控 制 系 统
（ ） Ｄ Ｄ Ｃ 、计 算机 监 督 系统 （ ） ＳＣＣ 、
ｉ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｔ ａ ｅ Ｓ ｈ ｃ ｏ ｏ ｐ ｔｒ ｓ ｏ ｏ ｅ ． ｏ ｔｏｓ ｆ ｗ ｒ ｉ ｅ ｍｉ ｃ ｍ ｕ ｅ ｓ ｔ ｒ ∞脯 ｓ ｓ ｅ ￣ ｖ ｃ ｎ ｅ ． ｔ ｖ ｒ ｙ ｔ ｍ ＷＯｋ ｙ ｔ ｍ ｒ ｒ＠ ｅ ｔ ｒ ｈ ｏ ｅ￣ｆｓ ｓ ｅ ｒ ｓ ｅ
二 、计算机控 制系统组成及分类
计算机控制系统 由工业控 制计算机 和 工业对象两大部分组 成。 图 ｌ 为计算机控
制 系 统 基 本 框 图 。 与 一 般 控 制 系 统 相 同 ，计 算机 控 制 系统 可 以是 闭环的 ，也 可 以 是 开 环 的 。而 闭 环 方 式 用 得 最 普 遍 ，是 最 基本 的 控 制方 式 。 ｌ、硬 件组 成 微 型计算机控制 系统的硬件一般是由
分级 计 算机控 制 系统 。
波 、无线 电波 、光 波等 进行 联 系。被 控
对象 的范 围很 广 ，包括 各行 各业 的生 产 过程 、机 械 装置 、交 通 工具 、机 器 人 、
ｕ ｉ ｈ ｏ ｕ ｅ ｃ ｎｒ ｌ ａｌ ｒｗｓ ｕ ｐ ｒ ｒｍ ｓ ｇ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｔ ｒ ｏ ｔｏ ｆ ｄ ａ ｓ ｐ ｏ ｔ ｆ ｏ ｎ ｓ ｄ
三 、微型计算机控制 系统的现状
及发 展趋 势
自动化控制系统中的计算机控制技术
自动化控制系统中的计算机控制技术自动化控制系统是现代工业和生产中不可或缺的一部分。
计算机控制技术作为自动化控制系统的核心，起着至关重要的作用。
本文将讨论自动化控制系统中的计算机控制技术的应用及其相关的重要概念和方法。
一、概述自动化控制系统是一种通过计算机技术实现对生产和工艺过程进行监控和管理的系统。
它的核心是计算机控制技术，通过对输入信号进行处理和分析，输出控制信号，实现对被控对象的控制和调节。
二、计算机控制技术的工作原理计算机控制技术主要依靠计算机的处理能力、存储能力和算法来实现对控制系统的控制。
它通过采集被控对象的输入信号，经过模数转换和数据处理，得到输出的控制信号，实现对被控对象的控制。
三、计算机控制技术的应用领域计算机控制技术广泛应用于各个领域，包括工业生产、交通运输、农业、医疗、环保等。
在工业生产中，计算机控制技术可以实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率和质量。
在交通运输中，计算机控制技术可以实现交通信号的智能控制和车辆调度。
在农业中，计算机控制技术可以实现农业机械的自动化操作和监测。
在医疗中，计算机控制技术可以实现医疗设备的智能控制和患者监测。
在环保中，计算机控制技术可以实现对污染源的监控和治理。
四、计算机控制技术的重要概念和方法1. 控制算法：控制算法是计算机控制技术的核心，它通过对输入信号进行分析和处理，得出对被控对象进行控制的策略和方法。
2. 反馈控制：反馈控制是一种通过对输出信号进行采集和分析，再根据与期望值的差异进行调节的控制方法。
反馈控制可以实现对系统稳定性和精度的控制。
3. PID控制：PID控制是一种常用的控制算法，它通过对误差、积分和微分信号的处理，实现对被控对象的控制。
PID控制具有简单、可靠、易调节等优点，在工业控制中得到广泛应用。
4. 模糊控制：模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，它通过对输入信号进行模糊化和模糊规则的匹配，实现对系统的控制。
模糊控制适用于那些难以建立准确数学模型的系统。
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1 计算机控制系统概述
计算机控制，是关于将计算机技术应用于工农业 生产、国防等行业的一门综合性学科与技术。
计算机控制是以计算机、控制工程、电工电子学 和自动化仪表为基础的综合学科。
计算机控制系统简单地说就是以计算机替代了原 模拟控制系统的控制器（控制仪表）组成的自动控制 系统。但是这种取代决不是一种简单的替代而是一种 升华。
计算机控制系统的应用领域 计算机控制在工业自动化中起着举足轻重的作
用，在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化 工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。 经验表明，80％以上的工业控制可以使用PLC来完 成。
这就意味着我们需要掌握一定的计算机控制技术。
1.1 计算机控制系统硬件组成
典型的计算机控制系统的硬件主要包括：计算机主机、过程 控制通道、操作控制台和常用的外设，如下图所示。
多路开关
检测元件
生产过程
这类控制系 统是计算机 通过过程控 制通道对工 业生产过程 进行在线实 时控制。
应用举例
水箱水位的手动控制：
观测实际水位，将实际水位 与要求的水位值相比较，得出两 者偏差。根据偏差的大小和方向 调节进水阀门的开度，即当实际 水位高于要求值时，关小进水阀 门开度，否则加大阀门开度以改 变进水量，从而改变水箱水位， 使之与要求值保持一致。
2 直接数字控制系统（Direct Digital Control）
直接数字系统是计算机控制系统的最基本形式，也是应用最多 的一类计算机控制系统。其一般结构如图所示：
操
作 台 级 处
过
计
程
生
算
控
产
机
制
过
理
通
程
设
道
备
图 直接数字控制系统
D/A 反多路开关
管理命令
报告
人工监管
给定值
测量值
DDC微型机 A/D
PLC对模拟信号的处理： －10V～10V→－32000～32000 0～10V → 0～32000 0～20mA →0～32000
水位信号可以由水位传感器测量得到，而模拟信号处理为数 字量可以由PLC的模拟通道转换实现。
我国：三维力控（ForceControl） 组态王 通用组态
现代化电站的集中控制室
1.2.3 计算机控制系统的发展方向
（1）在深度方面，则向高速度、智能化方向发展。 （2）在广度方面，向大系统或系统工程的方向发展，向管 理控制一体化的方向发展。从单一过程、单一对象的局部 控制，发展到对整个工厂、整个企业，甚至对社会经济、 国土利用、生态平衡、环境保护等大规模复杂对象和系统 进行综合控制。
在工业生产中计算机一般包括三种类型：单片机、 PLC、工业控制计算机。
可编程控制器
定义：可编程序逻辑控制器(Programmable [Logic] Controller)。简称为PLC, 是一种数字运算操作的电子系统， 专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器， 用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和 算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输 出，控制各种类型的机械或生产过程。
工业组态软件是指数据采集与过程控制的专用软件。它 们是在自动控制系统监控层一级的软件平台，容易实现和完 成监控层的各项功能。
世界上第一个把组态软件做为商品进行开发、销售 的专业软件公司是美国的Wonderware公司，它于80年代末 率先推出第一个商品化监控组态软件Intouch。此后组态软 件得到了迅猛的发展。目前世界上的组态软件有几十种之 多，国际上较知名的监控组态软件有：Fix，Intouch， Wincc，LabView，Citech等。
A/D
CPU
控
D/ALeabharlann 制对象MEM
D/I
（
系
统
D/O
）
主机
过程控制通 道
操作台（通讯）
图 典型的计算机控制系统的硬件组成框图
系统I/O卡件
FW351 标准信号输入卡 FW352 热电偶信号输入卡 FW353 热电阻信号输入卡 FW372 模拟量输出卡 FW366 开关量输入卡 FW367 开关量输出卡
水箱水位的自动控制
浮子：测量作用 连杆：比较作用 放大器、伺服电动机和减速器： 调节作用 阀门：执行元件作用
水箱水位的自动控制示意 图
当实际水位低于要求水位时，电位器输出电压值为正，且其大 小反映了实际水位与水位要求值的差值，放大器输出信号将有 正的变化，电动机带动减速器使阀门开度增加，直到实际水位 重新与水位要求值相等时为止。 水位自动控制的目的：使偏差消除或减小，使实际水位达到要 求的水位值。
1.2 计算机控制系统软件介绍
应用软件是用户根据控制对象、控制要求，为实现高效、 可靠、灵活的控制而自行编译的各种程序。它们包括：数据 采集、数字滤波、标度变换、键盘的处理、过程控制算法、 输出与控制等程序。
用于应用软件开发的程序设计语言，一般有：汇编、 C# 、C++、VB、VC 等。 目前也有一些专门用于控制的引 用组态软件，这些软件功能强，使用方便，组态灵活，具有 很强的应用前景。
手动控制与自动控制的比较：
脑 手
眼
控制器 执行器
给定
水位测 量与变 送
对应系统方框图:
人脑
手
h 水箱系统
眼
水箱水位手动控制系统方框图
控制器 执行器
h 水箱系统
传感器
水箱水位自动控制系统方框图
PLC系统示意图:
PLC
增加阀门
实际水位
开度信号 Q0.0
信号 AIW0
减小阀门 开度信号
Q0.1
水位信号：连续变化的，称之为 模拟信号；目前规范模拟信号标 准为电压－10V～10V，或0～ 10V，或4～20mA。
状态显示 存储器卡
通信口
顶部端子盖 电源及输出端子
前盖 方式开关、 电位器、扩展I/O连接
底部端子盖 输入端子、传感器电源
1993年中国PLC市场排行榜上的世界十大厂家
美国 A－B公司 （Allen－Bradley） 德国西门子公司（Siemens） 美国GE－Fanuc公司 美国的莫迪康（Modicon）和法国的TE电器公司 日本欧姆公司（OMRON） 日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI） 日本富士电机株式会社（Fuji Electric） 日本东芝公司（TOSHIBA） 日本的光洋电子（KOYO）和中国的华光电子(CKE） 日本松下电工株式会社(MEW):Matsushita Electric Works Ltd）