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2023年计算机控制技术【五篇】(2023年)

时间:2023-06-30 12:10:06 来源:晨阳文秘网

计算机控制技术课程是自动化核心专业课程,其主要内容包括计算机硬件接口技术、硬件抗干扰技术、网络通信技术、数字PID(比例-积分-微分)及先进控制技术,DCS(分布式控制系统)以及FCS(集中式控制系统下面是小编为大家整理的2023年计算机控制技术【五篇】(2023年),供大家参考。

计算机控制技术【五篇】

计算机控制技术范文第1篇

[关键词]计算机;
控制技术;
考核方案;
设计

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.20.159

[中图分类号]TP273.5 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2016)20-0-01

计算机控制技术课程是自动化核心专业课程,其主要内容包括计算机硬件接口技术、硬件抗干扰技术、网络通信技术、数字PID(比例-积分-微分)及先进控制技术,DCS(分布式控制系统)以及FCS(集中式控制系统)技术等核心内容,根据教学大纲要求,该课程需要掌握计算机硬件接口的实现方法和基本的抗干扰设计方法,掌握数字PID参数整定及优化方法,熟悉DCS和FCS基本结构,熟悉DCS在火电厂的具体应用,掌握DCS编程的基本方法。

由于该课程综合了微机原理、自动控制原理、信号处理与火电厂检测技术等课程的一些知识,学习内容又跟火电厂热工控制结合紧密,根据大纲培养要求以及现有的实验条件,以课程学习后应达到的专业能力进行综合评估为改革方向,改变以单纯的闭卷考试或者写课程总结方式考核的方式,对于促进教学相长,提高学生工程能力有一定价值。

为此,特结合大纲要求以及火电厂热工专业的相关能力的培养要求,拟充分利用现有的实验条件和图书馆的文献检索条件,对学生的专业能力进行相关考核具体内容如下。

1 文献检索和阅读分析能力考核(15%)

根据课程教学内容学生可对以下5个方面的内容进行研究及应用前沿进行分析与综述,最后提交综述报告,具体如下。

①硬件接口技术与抗干扰技术,包括AI、AO、DI、DO以及共模干扰信号的抑制方法;
②数字PID以及先进控制技术,包括PID参数整定及优化方法,串级及前馈,模糊控制;
③网络通信技术,包括DCS以及FCS所用的网络拓扑结构,网络存储方式,网络访问方式等国内外研究现状;
④DCS及FCS技术,包括两种火电厂计算控制技术的发展趋势与方向以及研究进展。

2 热工控制系统实现方案设计能力(25%)

给定某一热工被控对象及其被控参数相关技术要求,对DCS或者FCS相关的硬件设备进行选型,包括采集模件、DPU、通信模块以及对执行器进行选型,主要对选型合理性进行评价,包括技术实现的可行性,性价比的合理性、可靠性以及维护的便捷性等多种因素进行综合分析。若采用IPC+板卡的方式实现,则须选择相应的工控机,I/O板卡、端子板、信号调理等相关的硬件,最后提交文字方案。

3 热工软件设计能力考核(25%)

结合热电厂的某一被控对象参数控制要求,在DCS编程环境上利用图元进行操作画面组态,达到基本形象和直观的要求,并利用动态显示方式对被控对象参数进行模拟仪表功能的实现;
控制功能的实现主要以利用DCS组态环境中的逻辑和控制模块来实现对被控参数的调节,以及PID参数的整定和优化功能,可以结合MATLAB软件进行参数优化。该内容具体考核的实施在DCS实验室软件平台上实现。

4 I/O接口实现及硬件抗干扰设计能力考核(25%)

I/O接口以以下三种方式进行评价。

(1)给出输入输出信号范围,自行设计信号调理电路和抗干扰电路,并利用电路仿真方式观察调理电路设计的合理性,提交仿真结果。

(2)给定不同类型的多路标准信号,自行设计多通道采集系统,包含多路开关,A/D总线接口,查询或中断方式下跟ISA总线或者单片机(ARM)之间的扩展电路,提交相关的原理图。

(3)利用实验室现有的亚当模块和信号发生器实现信号采集功能,并利用软件编程实现抗干扰功能。

5 创新设计能力考核(10%)

虽然结合现有的DCS在火电厂产生了海量数据,但海量数据却具有无法对火电厂工艺管理进行指导的特点,因此,应有针对性地设计一套能结合应用的数据提取方案。

在对某专业班级学生进行实际考核过程中,考核方案具有可操作性强,能比较客观反映学生对课程的掌握程度等优点。

主要参考文献

[1]王付生.电厂热工自动控制与保护[M].北京:中国电力出版社,2005.

[2]边立秀.热工控制系统[M].北京:中国电力出版社,2012.

[3]李正军.计算机控制系统[M].第3版.北京:机械工业出版社,2015.

计算机控制技术范文第2篇

关键词:工业自动化控制;
计算机控制技术;
应用路径;
网络技术

中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1674-098X(2015)10(a)-0132-02

作者简介:吴高杰(1991,4—),男,江苏江阴人,本科,学员,研究方向:计算机控制其他机器工作

在市场经济快速发展的今天,工业企业面临着巨大的市场竞争,因此,对于工业制造企业而言,如何在确保产品质量的基础上,最大限度提高企业生产效率,已经逐渐成为了工业制造企业所普遍面临的难题。工业自化已经成为了行业发展的趋势,而计算机控制技术则在其中发挥着重要的作用,NC、PLC等先进技术的使用成为了计算机控制系统在工业自动化控制中应用的键,其自身的发展也逐渐向着精密化、灵活化、开放化的方向发展。

1工业自动化技术概述

石油、石化、建材、冶金等都属于工业生产,它所涵盖的范围广泛,可以是指一台生产的设备或是一条生产线,也可以指一间厂或是一家企业。在工业制造行业中,工业自动化技术指的是一项综合性技术,它强调的是在综合利用计算机技术、电子设备、控制理论以及相关的仪器仪表的基础上,实现对工业生产制造全过程的动态化、智能化监测和控制。在这个过程中,实现对生产工艺的优化、生产资料的合理配置,并为决策者的决策行动提供参考,其最终目的是提高产品质量和生产效率,降低生产消耗和成本,减少对环境的污染。总体而言,工业自动化技术包含了三个部分,分别是硬件系统、软件系统和系统技术。硬件系统中包含了各项控制设备和仪器,以及执行命令的执行器等。系统技术则包含了各项集成技术,具体包括硬件集成技术、软件集成技术、软件和硬件集成技术等。而各类软件则属于软件系统,在工业自动化系统中,包括了管理软件、控制软件和测量软件等。这三个部分的内司其职,又相互配合,共同实现了工业的自动化生产和控制。将自动化技术应用于工业生产制造行业,对提高企业员工素质、提高企业生产制造能力具有重要意义,同时,这也是优化工业行业产业结构,避免“三高”的重要举措。

2计算机控制技术概述

计算机控制技术质是以计算机技术为核心的一项技术,其主要的目标是采集和控制生产过程中的各项参数,并以计算机硬件系统为依托,利用相应的控制软件,实现对工业生产过程的自动化控制。换而言之,工业自动化控制系统的实现需要以计算机控制系统为基础。计算机控制系统由软件控制算法、硬件系统和上位机操控软件三个部分构成。在这个系统中,计算机拥有高速的计算能力和数据处理能力,因此被运用于各项命令的执行,通过对被控对象的控制,达到工业自动化控制的目的。事实上,从很大程度上来说,对计算机的控制也需要借助一些辅助部件。上位机操控软件的主要作用是现人机的交互,其最大的作用在于实现程序和数据的输入和输出,同时承担数据库构建的任务,以便于实现对工业生产过程的控制,在发现异常状况时能够发出警报。在辅助工业控制系统运行过程中,计算机控制系统需要进行经常性的信息交互,通常情况下,信息交互能够采用有线通讯和无线通讯两种方式。总而言之,计算机控制系统的要目的一方面在于实现对运动过程的控制;
另一方面是实现控对象的优化。

3计算机控制系统的工作原理

硬件系统和软件系统是计算机控制系统两个重要组成部分,要想实现计算机控制系统的控制功能,需要采取专门的数字、模拟转换设备。在实际工业自动化控制过程中,通常会采用实时控制方式,大多数控制过程计算机运行的可靠性要求较高,但是对其运算速度并无硬性要求,只强调其必须能够响应及时。计算机控制系统实现工业自动化控制的工作原理主要分为三个步骤:第一,数据采集。通过对被控制目标的瞬时值进行检测,实现对相关数据的收集,随后将相关数据传输至工业自动化控制计算机中。第二,实时决策。通过计算机中的特定软件,对所采集到的数据的状态进行计算和分析,根据预定的控制规则,执行下一步控制计划。第三,完成控制任务。计算机所做出的决策会发送给控制系统,控制系统以控制信号为依据,对相关任务进行分配,并执行相关的控制动作,完成自动化控制的任务。在实际控制工作中,三个控制过程不断重复循环,确保系统能够按照相应的要求进行工作,且能够处理一些设备自身和控制对象的异常情况。

4工业自动化控制中计算机控制技术的运用

工业生产过程中,计算机控制技术在自动化控制系统中的应用路径可从数字控制、可编程逻辑控制器、分布式控制系统、计算机传感器等五个方面进行分析。

4.1数字控制

数字控制(NC)是自动化方法的一种,指的是借助符号和数字等对工业生产过程进行编程控制,因此,也简称为“数控”。要实现数字控制,需借助专门的计算机设备,将操作命令以数字的状态发送给设备,使得设备能够依据原先设计好的程序运行。在数字控制系统中软件技术是核心和关键所在,对设备的自动化控制具有重要影响,良好的数字控制技术是提高设备自动化运行能力的重点。在诊断设备故障和设备维修的过程中,数字控制能够诊断出AI故障,运用计算机网络技术,还可实现远程诊断和远程监控。另外,通过已建立的数据库功能,还可对系统进行检修和维护,修复相关故障,并在漏洞扩大之前实现零件的更换,最大限度提高数控系统的安全性、可靠性和稳定性。

4.2可编程逻辑控制器

可编程逻辑控制器(PLC)从本质上而言是一台计算机,其主要是为工业生产而专门研发的。数字运算操作是其基础性工作,而编程存储器则是其核心,模型和数字是其输入或输出的主要方式,通过这种数字或模型的输入和输出实现对工业生产过程和机械设备的自动化控制。可编程逻辑控制器在被运用于工业生产制造后,其工作内容也被分为个部分,主要是数据采集和输入、命令程序的执行、结果的输出和刷新,这三部分的工作内容共同形成了一个扫描周期。可编程逻辑控制器工业自动化控制中的使用较为广泛,归根结底是因为其自身在性能方面拥有诸多优势。首先,它具有使用便捷、操作简单的特点。其次,它的功能较为强大,设施设备齐全,表现出良好的性价比。再次,它的运行可靠性高,能够适应各种不同的生产制造环境,且抗干扰能力强。最后,它具有维护和检修方便的特点,能够实现相关程序的在线修改。

4.3分布式控制系统

工业自动化控制系统中分布式控制系统从本质和功能上来讲,就是一个中型的计算机控制系统。这个分布式的控制系统,能够通过计算机技术实现对生产过程中相关数据的收集、处理和分析,进而实现对生产过程的控制。这种多级计算机控制系统的运用是以计算机运行速度的提高和微型计算机的使用为基础的,它的出现使得自动化技术中计算机控制技术的使用更加科学可靠,其出现和发展与计算机技术的发展有着密不可分的联系。集散型计算机控制系统的主要工作则是实现对自动化生产工程中相关数据的分析,并将分析所得信息反馈给计算机,在这个分析和反馈的过程中,中央计算机只负责系统的集中管理和分散控制工作,使得工业自动化控制系统工作的可靠性大大增强。场控器是分布式控制系统的基础,通常情况下场控器中包含了I/0部件,通过该部件分布式控制系统可实现对数据的采集和控制、执行,再经由人机接口,实现执行命令的,再通过网络通讯设备,实现对数据信息的传递。在现场控制器中,又包含了控制回路等,回路控制中的相关算法预先存储于运行内存中,在实际操作中,能够依据自动控制需求,进行组态。

4.4计算机传感器

在工业自动化控制中计算机控制技术的运用和实现需要依赖于网络通信技术、软件技术和传感设备的支持,在这其中传感设备发挥了至关重要的作用,它是实现工业自动化控制中自动化监测的重要条件。传感设备具有数字化、智能化、系统化和精密化的特点,其相关性能从某种程度上来说决定着工业企业自动化生产的产品的品质。计算机控制系统通过传感器的使用,实现对相关数据信息的收集和整理,进而获取设备运行的状态信息,实现对设备各项参数的动态化监测和控制,确保自动化控制设备运行状态安全,最终达到提高工业产品质量的目的。现阶段,计算机传感器的使用正处于发展阶段,在未来的发展过程中,其运行的可靠性和精确性都将得到有效的提高,最终向着更高级的智能化和更低的能源消耗方向发展,其综合性能将得到大大提升。

4.5自动化生产中的现场总线应用

现场总线指的是数字化通信的检测和控制系统,其被广泛运用于工业自动化制造行业中。现场总线拥有专门的处理器,将这个处理器与测量控制器连接后,可实现计算和通信的能力。它使用双绞线作为通信的媒介,能够实现计算机网络与测量控制器的多个对等连接,自动化生产的现场总线能够将分散的测量控制器变成网络探测的节点,实现联机式的自动控制。现场总线的使用为自动控制设备和系统之间的信息交互和数据分析提供了保障,再通过计算机网络的作用,能够第一时间发现设备运行的异常状况,并实现异常状况的及时排除,使得工业企业的自动化生产过程中信息沟通更加便捷。现场总线在信息交互、数据更新和信息显示等方面都表现出了强大的优势,因此,在自动化技术未来的发展中,现场总线技术的使用是其必然的发展趋势。

5计算机控制系统的应用特点

计算机控制技术在工业生产领域使用广泛,其运用涉及到网络通讯技术、传感技术、控制软件、自动控制技术等。近些年来,伴随着计算机技术和工业产业的发展,工业自动化控制中计算机控制技术的应用水平越来越高,其科技含量也越来越高,有效加快了企业的现代化进程,其应用的优势主要表现在以下几个方面:

(1)开放性特点。相对而言计算机自动化控制系统具有公开性和开放性的特点,其开放性特点主要表现在能够实现所有设备和系统的连接,确保各项设备正常运转。在实际操作中,工业企业可根据自身的实际需求,选择接入的系统和设备,表现出极大的灵活性和便捷性。

(2)交互性和可操作性特点。计算机控制系统中的各项设备能够相互连接,共同构成一个数据传递的系统,因此,在这个系统中各项设备是可以相互替换和代替的。

(3)智能化特点。计算机控制下的自动化系统的总线具有智能化的特点,现场总线通过传感设备,能够实现对现场各设备的分析和监控,并在此基础上,实现对设备的自动化控制,确保其能够实时监测设备运行状态,及时处理系统故障。

(4)精确性高。相对于一般调节器而言,计算机控制系统具有超强的数值运算能力,能够最大限度缩小和控制偏差,确保其控制精度不会受到元件老化、噪音等因素的影响。

6结语

总之,工业企业的自动化生产是一个复杂的过程,尤其是在这其中还掺杂了许多大型设备和先进技术的使用,大大增加了自动控制的难度。计算机技术在工业自动化控制中的使用,为其提供了强有力的技术支持,为其进步和发展奠定了基础,也为企业进一步降低生产成本,提高生产效率提供了可能。在未来的发展过程中,必须加强对计算机控制技术的研究,除了不断完善现有的技术之外,还应该加强对新技术的研发,使计算机控制技术能够更好地服务于工业自动化控制技术,促使我国工业产业健康、稳定、可持续发展。

参考文献

[1]张维东.工业自动化控制中计算机控制技术的应用路径思考[J].科技与创新,2015(16):138.

[2]杨雷忠,胡石.当代工业自动化控制中微机控制技术的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2012(8).

[3]苗青林.计算机控制技术在智能建筑自动化应用系统中的作用分析.[J]电子世界,2013(7):9.

[4]何港玲.计算机控制在工业自动化控制中的应用[J].价值工程,2015(1):51-52.

[5]李岷,孙凤来.工业自动化控制系统中计算机技术的使用分析[J].计算机光盘软件与应用,2014(11):125-126.

[6]唐华国.工业自动化控制的现状和发展趋势分析[J].才智,2011(23):69.

[7]邓高寿,潘宏侠.PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展[J].机械管理开发,2006(3):99-100.

[8]于文新,楚书来.计算机控制技术在自动化生产线上的应用[J].煤炭技术,2013(8):221-222.

[9]甘能.基于PLC控制技术在工业自动化中的应用研究[J].电子技术与软件工程,2015(6):159-160.

计算机控制技术范文第3篇

[关键词]计算机 通信传输 控制技术

中图分类号:T1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)21-0057-01

在计算机发展迅速的当前社会,通过计算机来进行通信传输工作显的尤为重要,有效的保证信息的传递是进行一切业务活动的前提。合理有效的运用计算机来进行信息的传递能够确保信息的准确性和时效性。下面我们首先来看一下计算机通信的相关内容。

1、计算机通信技术内容

1.1 计算机通信技术的重要意义

计算机通信在一定程度上是将信息转化为一种计算机能够识别的语言,通过计算机与终端之间的连接来实现的一种数据上的传递工作,在计算机通信的发展情况下,目前来看,广泛应用于信息处理系统,军队指挥系统和其他多种系统的应用当中。对于发展高质量有效的计算机通信传输技术能够很大程度上满足人们的日常生活需要,帮助人们实现更远距离的信息传递效果,而且在一定程度上保证了军队之间信息传递更加便捷,更加安全,在一定意义上计算机信息传递技术对于我国增强综合国力,加强国防力量,保卫国土安全等都提供了非常重要的保障。

1.2 计算机通信技术的原理分析

计算机通信技术的原理主要是将我们所需要传递的信息转化为计算机识别的语言,就是将信息转化为计算机语言中的二级制数里的0和1来进行识别,将信息由电信号转化为逻辑信号,然后再将这些逻辑信号通过差异性的列序列表示出来,最后使用比特流电压来表示出信息数据,所产生的脉冲电流充当了信息传递的导体,将信息传达给终端机上,实现计算机通信的功能技术。

1.3 计算机通信技术的软件功能和架构

构建优化设计法作为我国目前来说计算机信息通信技术主流的设计方法,能够很大程度上满足我国对于计算机通信技术的要求,它能够实现电子系统中不同类别的信息数据的传递工作和分发工作。第一,在链路控制管理技术上,这种方法的优势是它能够负责所有系统链路的建立和分布,在一定程度上实现了通信链路的连续工作,最终达到链路自动切换等特点。第二,在信息输入的控制方面,通信技术主要是通过异步方式来达到各类信息的接收,将不同的信息进行相关的组装校验工作最终筛选出具有正确信息的数据,将这些包含正确信息的数据发送到相关业务软件上来进行下一步的信息传递工作。最后,在信息的输出上,主要是通过非阻塞方式来输出信息,将不同信息类别根据相应的技术来发送到不同的目标节点。

1.4 信息技术的输出与控制

在计算机通信传输控制技术中,信息技术的控制服务大多是根据传输控制的相关需求采用多层次的架构设计来完成的。我国当前大多采用的事四层架构通讯系统,在不同层次的设计层中,为了保证传输控制服务的正确安全运行,大多会安装相应的传输控制构件。这四层不同的架构都具有不同的作用。第一层主要是管理控制层,根据信息数据的传递方式对不同数据信息进行相关的筛选,保证对信道状态进行有效管理。第二层是交换服务层,在这一层对信息进行进一步的拆解和分析来保证信息的状态,第三层则是传输服务层,在这一层中主要是对信息进行安全检查,保证信息的准确性,解析信息的传输协议。最后一层,则是系统接口层,通过对主机通信接口的封装,来提供系统的调用接口。

2、计算机通讯技术极其应用

上面我们对计算机的相关内容进行了简单分析和概述,可以看出计算机通信技术在对我国各种产业领域都具有非常重要的作用,下面我们就这些作用来分析一下具体的计算机通信传输控制技术和其相关的应用分析。

2.1 令牌技术

令牌技术主要是通过时间出发访问机制制作而成的,令牌技术主要包括分布式和集中式两种类别,首先对于分布式技术来说大多应用于主站中,它所使用的原理是令牌独立性,即在主站逻辑中进行相关的循环,利用调度算法令在主站的计算中取得调度权,然后进行相关信息的通信工作。其次是集中式的技术原理分析,集中式令牌技术特点主要是从任务调度表中来取得具体的含有仲裁权的总线节点,通过一系列的技术原理来获取这一总线的应用操作权,将需要传递的信息传递到总线中去,达到信息的传递效果。通过分析这两种不同的令牌技术的信息传递效果,我们可以看出对于集中式的传递技术来说,更能体现出精确性的特点,可以有效的明确网络延时,但是分布式则对于突况的处理上更优于集中式的处理效果,分布式能够更为精确的处理网络通信中的突况。

2.2 差错控制技术

众所周知,在计算机通信信息传递过程中,计算机也会存在一些差错问题,在如何避免这些错误问题的出现我们在此需要借助于差错控制技术的帮助。通过差错控制技术我们可以很好的对信息传递过程中出现的问题进行有效合理的更正,将出现差错的层面还原为原始状态,在一定程度上可以确保信息的准确性。在信息的传递阶段,需要信息首先通过物理层然后通过链路层,我们使用差错控制技术可以对信息传递的过程进行差错感知技术,对差错信息进行修正还原,数据的链路层相比于其他层次来说更能够准确的感知数据的丢失情况,对突况进行有效的处理,在一定程度上确保了信息通信的准确进行。对于差错检测阶段,在检测分析链路层中主要包括两个方面的检查即自动请求以及前向纠正错误两种情况。第一种情况即前者适合于可靠性高的信息的传递。因此,在进行相关信息的传递过程中,应当运用合理有效的手段来预防问题的发生,杜绝信息在传递过程中产生负面影响从而使计算机通信技术造成不可避免的后果。前向纠正技术主要是指在传输的数据块中添加多余的信息来保证损伤数据重建的工作,从而保证破损数据包能够直接进行修复,避免由于不断重复数据包问题而影响通信工作的进行。对于该技术而言更适合应用于广泛的无线环境中。

3、总结

综合上文所述,网络通信传输技术随着网络通信和集成控制的持续发展必然需要发展成高扩展性、方便各类信息进行传输的一个平台。我们当前需要利用合理的规划和有效的技术手段来弥补计算机通讯过程中的问题,从而保证计算机通信控制技术能够向着可持续的发展、通用性的方向发展,最终达到增强我国综合国力的作用。

参考文献

[1] 雪娟.浅谈计算机通信传输控制技术[J].计算机光盘软件与应用,2014,(14):24-25,28.

计算机控制技术范文第4篇

关键词:计算机控制技术;
自动化;
微型计算机

作者简介:康胜武(1973-),男,湖北武汉人,武汉工业学院电气信息工程系,讲师;
毛哲(1957-),男,湖北武汉人,武汉工业学院电气信息工程系,教授。(湖北武汉430023)

中图分类号:G642     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)16-0033-02

一、计算机控制系统应用现状

随着现代化工业生产过程复杂性与集成度的提高,计算机控制系统得到了迅速的发展。计算机控制系统是自动控制系统发展的高级阶段,是自动控制系统中非常重要的一个分支。计算机控制系统利用计算机的软件和硬件代替自动控制系统中的控制器,它以自动控制理论和计算机技术为基础,综合了计算机、自动控制和生产过程多方面的知识。由于计算机控制系统的应用,许多传统的控制结构和方法被替代,工厂的信息利用率大大提高,控制质量更趋稳定。当前,计算机控制系统已成为许多大型自动化生产线不可缺少的重要组成部分,生产过程自动化的程度以及计算机在自动化中的应用程度已成为衡量工业企业现代化水平的一个重要标志。这就要求从事自动控制的工程技术和研发人员不仅要掌握生产工艺流程和自动控制理论的基础知识,而且还必须掌握计算机控制系统有关硬件、软件、控制规律、数据通信、现场总线网络技术和数据库等方面的专业知识和技术,从而达到设计和应用计算机控制系统的目的。[1,2]

二、课程特点及教学现状

“计算机控制技术”是电气自动化专业的重要专业骨干课程,是计算机技术、自动控制技术、自动检测与传感技术相结合的综合应用技术,它是面向实际工程控制领域,融合了计算机技术和控制理论后发展起来的理论性和实践性都很强的一门学科。该课程要求学生对前期所学的PLC、电机拖动、传感器技术、自控仿真、微型计算机原理、程序设计和自动控制等理论知识要有一个全面的掌握,有承上启下的作用。正确处理本课程与其他课程的关系以及它们之间的内在联系,形成完整而系统的知识体系,是本课程的主要作用;
它要求学生从工程技术角度出发,注意理论和实践相结合,设计和仿真相结合,掌握计算机控制系统的基本分析和设计方法。由于本课程有一定的工程应用要求,与实际工业的生产过程紧密结合,所以实践性较强。在讲授过程中,教师应当综合有关课程的基本内容,将学生学到的知识通过本课程有机结合在一起,使学生在学完本课程后了解并掌握如何正确地选择和组织计算机控制系统的软件、硬件、设备和接口通道以及控制管理生产过程的基本原理和方法,将控制对象,硬件(微处理器、存储器、接口通道和自动化仪表等)和软件(系统软件和应用软件)组织成一个有机的整体,形成完整的计算机控制系统,达到预定的控制目的。因此,如何提高教学效果,在规定学时内既要让学生掌握相关的理论知识,又要培养学生的动手实践能力成为教学的重要任务。目前教学过程中的现状和存在的问题主要体现在以下几个方面:

1.“计算机控制技术”是一门与多课程相关、实践性很强的课程

该课程既要求学生有较好的控制理论基础,又要求学生有硬件电路设计和软件程序设计仿真的能力,能将所学的知识融会贯通。学生普遍反映学时较少,大部分时间用在了理论和方法的学习上,这就制约了学生应用理论知识解决实际工程问题的能力,难以在规定的课时内达到该课程的教学要求。

2.该课程对学生能力的培养

由于学生在先期的课程学习中忽视了动手能力的培养,又缺乏相应的工程实践机会,在遇到实际问题时,往往从书本中找答案,不能灵活应用知识来解决问题,这也说明平时实践动手能力培养的重要性。

3.缺乏资金,实验设备落后

实验箱硬件电路接线方式固定,缺乏灵活性,实验项目偏少,软硬件环境限制了实验内容多以验证性实验为主(如A/D、D/A转换实验,采样与保持实验,平滑与数字滤波实验,积分分离PID控制实验和最小拍控制系统等),综合设计性实验偏少(主要为直流电机闭环调速实验,温度闭环控制实验和步进电机调速实验),试验箱配套的软件相对简单且容易出错,没有相应的自控仿真工具,软硬件基本脱节,限制了对学生自主动手设计能力的训练,理论教学与实验教学不能有机结合。

4.教学效果方面

在讲授硬件接口技术时,由于与微型计算机技术课程内容有部分重复所以学生注意力不是太集中;
但在讲授控制规律过程中由于理论性较强比较枯燥学生又很难理解。比如数字控制器设计方法中有大量的公式推导,过程比较烦琐,学生不易掌握,从而缺乏学习兴趣,课堂教学效果不理想。

三、教学方法探讨

针对“计算机控制技术”课程教学的现状及存在的以上问题进行深入分析,结合目前实际现状,应该采取以下措施来解决这些问题以提高计算机控制技术课程的教学质量。

1.合理进行课程体系设置

“计算机控制技术”课程涉及的课程较多,“自控原理”是理论基础,“微型计算机原理”、“电路设计”和“PLC”等是硬件基础,“C语言程序设计”、“数据库理论”、“自动仿真”是软件基础,而“计算机控制技术”则提出相应的控制方法,各课程之间有一定的关联但内容又是相对独立的,它们构成了自动化控制类学科的基本教学体系。在传统教学模式中强调各课程的相对独立性和完整性,忽略了它们之间的关联性,导致学生在综合应用时往往无从下手。教研组应对整个学科的课程体系有一个合理的设置,在时间安排上尽量保证各课程之间的无缝衔接,教师在授课时也要注意本课程在整个体系中的承上启下作用,在部分章节内容和实验计划中应注意与其他课程的关联性。

2.改革考核方式

本课程工程实践性较强,不能按其他基础理论课程的考试方式来考核学生,那样的方式只能使学生死记硬背书本理论知识,为考试而学习;
应加大实验考核的比重,强调实验环节的重要性。教师要对学生的实验报告严格审核把关并记入总评成绩,实验报告要求内容完整、实验方案合理、步骤清晰、实验数据真实可靠、结果分析逻辑严谨。同时,教师应鼓励学生提出自己的新思路和新方案,并在考评时给与额外加分。笔试应重点考查学生的综合分析能力,避免学生对基础理论知识的死记硬背。

3.合理选择实验项目

现有的一些专业课程实验内容多以验证性实验为主。计算机控制实验是培养理论联系实际、动手能力的重要手段,在教学中应减少验证性实验内容,增加综合性和设计性的实验内容。如,温度闭环控制系统,直流电机闭环调试控制系统就要求学生根据系统的功能和性能指标完成系统的总体设计,在实验平台上搭建硬件系统。在计算机上安装Keil、Matlab和Protues等软件,要求学生在Matlab环境中建立控制系统的理论仿真模型,加深对控制理论的理解。在Proteus平台和Keil软件的支持下,要求学生完成系统电路设计,程序编写、调试和仿真的整个过程,锻炼学生的软硬件动手实践的能力。

4.增设创新型实验

为了培养学生的动手能力和创新能力,可以组织一些动手能力强的同学成立兴趣小组,指导老师提出一些以工程应用为背景的实际项目,如步进电机调速系统、炉温控制系统等设计,给出具体的功能和性能指标,要求学生完成从理论设计、硬件选型、制板、电路焊接,系统调试运行和撰写实验报告的全部工作,鼓励学生在设计制作过程中有创新性,实验室提供相应的设备支持,学生在完成过程中遇到困难,老师可提供适当的指导。可以要求学生以组为单位,通过分组评比,调动学生实验的积极性和主动性,提高学习效果。

5.充分利用多媒体教学手段

将工业制造过程中的自动化生产和监控视频作为教学录像搬入课堂,使学生能在较短的时间内了解计算机监控系统的现场知识,以弥补感性认识的不足,扩大知识面。在讲授控制规律时应用Matlab软件,将枯燥的理论知识通过仿真模型以图形化的方式给学生演示,让学生对控制过程和结果有一个清楚的理解。同时,多媒体进行教学可以提高教学效率和教学质量,使学生更加直观地学到知识,提高学生的学习兴趣。

6.课堂授课方式灵活化

基本的理论和方法由老师讲授,布置一些工程案例供学生讨论,采用分组方式,要求学生课下准备材料,在课堂上每组学生可以上台讲述自己的设计思路和方案,其他同学可以进行分析评比并提出疑问。因为同一问题可以有多种解决途径,通过讨论可以开拓大家的思路,集思广益,有利于学生更好地掌握工程案例的解决方法。如果学生认真投入,老师善于引导,这种课堂讨论方式就会收到很好的教学效果,它既活跃了学生的思想,激发了学生学习的积极性和创造性,又提高了其分析问题和解决问题的能力。

7.提高教师业务能力

教学改革中,教师必须不断探索这门理论性和实践性都很强、内容更新快的专业课的教学规律。及时总结教学中的经验体会,及时跟踪本专业在国内外的技术动态和学术发展趋势,不断学习该门学科的最新成果,在讲课中将有关计算机控制技术的发展动态介绍给学生,并在讲课内容方面不断引进新理论和新技术,使学生对本专业领域的现状有一个大致的了解并清楚国内与国外先进技术的差距;
不断改善教学方式,积极采用多种手段来提高课堂教学效果。

四、结束语

通过对“计算机控制技术”课程教学的研究,在教学方法、教学内容和教学手段等方面做了一些探索尝试,在教学实践过程中取得了较好的教学效果,提高了教学质量和学生的学习效果,培养了学生独立动手和分析解决问题的能力。随着计算机技术的发展和教学手段的进步,该课程的任务还会不断地被修改和完善。

参考文献:

计算机控制技术范文第5篇

【关键词】计算机通信 传输控制技术

计算机通信即利用一种数据通信传输形式,在计算机与计算机之间或者计算机与终端之间进行有效的数据信息传输,为生产生活带来非常大的便利,现在已经被有效应用到各个领域中。在整个传输过程中,想要保证信息数据传输高效性和可靠性,必须要依靠计算机检测以及控制技术来实现,需要基于实际情况来对相关技术进行优化分析。

1 计算机通信分析

计算机通信为现代通信和计算机技术相互融合产生的产物,可以实现计算机与计算机、计算机与终端设备之间数据信息的传输,现在已经被利用到情报检索系统、信息处理系统等,对促进社会整体发展水平的进一步提高具有重要意义。想要实现计算机通信,其过程就是先进行电信号与逻辑信号之间的转化,利用不同二进制序列来表示数据信息。其中,转换方式为将高低电平表示成二进制数中的1和0,即通过二进制中的1和0比特流电压来表示数据,产生的脉冲通过通讯设备,来达到数据传输的目的。

2 传输控制技术要点

2.1 数据传输技术

2.1.1 集中式令牌技术

此种技术本质上就是时间出发的机制访问控制机制,通过内部任务调度表来决定总线上具有总线仲裁权的节点,并在判决以后,保证该节点可以获取信道使用权限,保证节点缓存的信息可以被可靠发送到总线上,这样便可以节省大量的时间,避免了繁琐等待循环判断的过程。

2.1.2 CSMA技术

CSMA技术为计算机总线争用技术的一种,在应用此种技术时,对于任何节点来说,均不存在固定发送时间,但是可以随时向计算机总线传输数据信息。并且如果是在同一时间有多个节点向计算机总线进行数据传输,计算机便可以通过自身固有规则来决定各节点发送前后顺序,不会对数据传输质量产生影响。并且,对于CSMA技术来说,无论是任何节点,其在向计算机总线传输数据前,必须要对检测确定计算机总线是否出现繁忙状态,确定空闲状态时可以立即传输,而繁忙状态则需要等待传输。此种技术在实际应用中,具有较高的反应速度,并且实际操作难度低,具有较高的应用效果。

2.2 差错控制技术

2.2.1 差错原因

数据信息在传输过程无法保证所传输数据的完整性,受损是不可避免的,产生各种差错问题,是提高计算机通信质量必须要解决的问题。计算机数据传输过程中,会因为各项因素的影响而产生差错,且以通信信号强弱影响最为严重,假如通信过程中信号强度不断衰减,将会导致信息数据无法有效传输,严重的甚至造成传输中断。如果在传输过程中,存在波形变化便可确定信息失真,包括振幅失真和延迟失真,影响信号传输质量。并且在传输过程中如果收到噪音干扰,也会对信号传输质量产生影响,例如热噪声、串音、交调噪声、脉冲噪声等。其中,热噪声无法安全消除,而交调噪声则是因为通信系统非线性因素造成的不同频率叠加,影响通信信号强度。交调噪声则是因为通信系统内非线性因素造成的不同频率叠加,对通信信号强度产生严重影响,降低传输质量。而串音早市因为在不同信道内,信号受到电磁辐射干扰,影响传输信号质量。

2.2.2 差错控制

差错控制技术主要在数链路层内实现,通过差错控制相关机制针对传送过来的数据信息进行核对检查,将出错的数据帧丢弃,同时做出相应反馈,保证完成可靠的数据传输。

(1)ARQ方式

在数据接收端检测到数据传输差错后,会及时通知发送端重发码子,直到最终接收到正确码子为止。此种控制方法,主要是利用检错码,但是仅仅适用于数据传输过程中存在的差错问题,通过双向通道来将差错信息反馈给发送端,同时要求发送端设有数据缓冲区来对已经发送的数据信息进行存储,便于在检测出差错后进行重发。

(2)FEC方式

应用FEC方式来进行差错控制,不仅能够检测出数据传输过程中的差错,还可以对二进制码中发生错误的位置进行判断,对产生的差错进行及时自动纠正,保证信息传输质量。此种控制方式主要应用纠错码来实现差错检测,不需要设置数据缓冲区来对原始数据进行存储,但是对比ARQ方式来说,其编码效率比较小,并且所需设置的纠错设备复杂度高。

3 传输控制技术实施措施

3.1 功能模块松散耦合设计

数据传输控制服务模块主要分为信道检测与优选、协议封装与解析、信息与安全处理等几部分,能够根据数据传输实际需求来对不同模块进行选择和配置、对功能模块松散耦合设计,可以对以往设计方式中功能模块之间依赖性强以及边界不清紧密耦合限制进行突破,实现了不同功能模块的独立性以及可调性,同时还可以赋予系统集成人员安装功能构建的可选择性,保证功能模块信息传递要求可以得到实现,在信息传输过程中如果出现问题,维护人员也可以更及时的发现,并采取有效措施进行修复和优化管理,提高信息传输质量。

3.2 多协议透明封装解析

利用多个相对立协议封装和解析模块功能,来有效分离协议封装与解析模功能和业务应用软件,提高业务软件应用的透明度,降低核心处理技术的复杂性,可以更灵活的应对信息传输要求。实现多协议透明封装和解析,为上层信息安全处理软件提供保障,在交换服务中完成相应格式的转换,实现传输协议在传输服务层中的封装与解析。

4 结束语

传输控制技术对计算机通信综合效果有着重要影响,总结以往经验,确定通信传输中存在的问题,并采取相应技术进行有效处理,争取从根本上来提高信息传输质量。在计算机通信技术水平不断提高背景下,提高通信数据传输安全性已经成为技术研究要点,要在现有基础基础上不断加深研究,确保可以更好的消除外部各因素干扰,满足不同行业的通信需求。

参考文献

[1]陆文超.计算机通信中的传输控制技术[J].科技经济导刊,2016(23):32+31.

[2]张颖南.浅析计算机通信中的传输控制技术[J].信息化建设,2015(06):101.

[3]孙长波.计算机通信中的传输控制技术研究[J].科技与企业,2014(14):160.

作者简介

李琳(1989-),女,陕西省延安市人。硕士学位。助理工程师。主要研究方向为信息安全。