计算机技术在工业管控系统的应用

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摘要：由于计算机技术已经成为各行各业稳步发展的关键力量，因此，如何正确分析计算机在工业管控系统中的应用也成为行业备受关注的内容。基于此，为提高生产效率、优化工艺流程、保障安全生产价值，文章通过数字化控制技术、可编程逻辑控制器、现场自动化控制、远程控制系统合理研究计算机技术在工业管控系统中的应用，以供参考。

关键词：计算机技术；工业管控系统；自动化控制

在社会经济持续增长的过程中，计算机技术的广泛运用已经成为重要推动力，能够为各行各业的不断创新注入源源不断的动力，特别是在工业领域，计算机技术已经成为发挥工业管控系统价值与作用的必要手段。由此可见，重视计算机技术尤为重要，如何将计算机技术有效运用于工业管控系统中也成为必须予以关注的内容之一。

1计算机技术在工业管控系统中的应用价值

1.1提高生产效率

工业管控系统能够在企业生产经营过程中对各个环节予以有效控制，确保每项生产经营活动均能稳步前行。然而，随着经济环境的日趋复杂，市场需求量也正呈快速增长的态势，想要更好地满足需要，运用计算机技术提高工业管控系统水平显得尤为重要，即将计算机技术应用于工业管控系统中，能够对现有管控系统控制能力进行针对性调整，对生产环节的管控能力也更强，实际工业生产的效率便能够得到大幅度提高，从而创造更多的经济效益。与此同时，计算机技术也能促使工业管控系统的功能变得更加具体化，便于相关人员更好地优化工业流程，提高生产效率。例如，可以通过计算机编程技术构建可视化操作界面，让工业管控系统中的人机交互操作变得更加具象化，可以满足不同专业水平工作人员的需求。

1.2优化工艺流程

工业管控系统的主要作用是针对工业生产过程进行合理管控，便于提高生产效率。与此同时，除了计算机技术在工业管控系统中的运用能够达到上述目的，优化工艺流程也是不可忽视的作用，主要原因是工业生产流程并非处于一成不变的状态，需要根据实际需要和企业的经济效益进行不断调整，此时，工业管控系统要想依旧保持自身的作用，便需要在发挥自身管理作用的同时，针对性运用计算机技术科学优化生产工艺，保证能够与发展目标与战略相契合。以PLC可编程逻辑控制器为例，在企业需要进行生产和工艺调整时，可将其作为手段，依照具体需要进行编写，从而实现对不同生产流程的调整与完善。另外，随着市场需求发生变化，企业要想更好地提升生产流程中的安全性，可以通过对原有PLC进行重写，推动工业管控系统得到合理改善。

1.3保障安全生产

与其他行业不同，工业领域的生产活动具有较强的危险性，若未能对该环节予以充分管控，不仅会造成严重的经济损失，而且威胁人员的生命安全也会成为频繁出现的问题。通过将计算机技术应用于工业管控系统中，能够在实现工艺流程优化的同时，降低工业生产活动中发生危险事故的概率，保障安全生产。例如，可以通过利用计算机传感技术对工业生产时产生的温度、污水、废气等进行全面监测，既能降低对设备的影响，也能减少污水废气对生态环境的侵害。同时，在工业生产中占据重要地位的仪表可能会在企业不间断的生产活动中产生问题，无法准确采集数据，甚至还会因自身稳定性降低而出现其他故障。在这种情况下，可以通过计算机技术在工业管控系统中运用智能仪表来解决上述问题，其优势在于不仅能够采取分布式控制的方式，配合多种传感器，还可凭借自身实时性强、稳定性好等优势利用相对简单的协议进行稳定的数据传输，更能满足频繁进行数据交换的场景需求，可以在保障安全生产方面发挥良好作用。

2计算机技术在工业管控系统中应用的相关内容

2.1数字化控制技术

数字化控制技术的运用在工业管控系统中有着不可替代的作用，主要原因是数字化控制技术是凭借特定的数字、符号等强化对工业生产活动的控制，便于让工业生产的效率和安全性得到显著提高。例如，自动化控制是工业生产的主要目标之一，能够大幅减少人力资源的投入。在这种情况下，可以通过数字化控制技术对现有的工业生产流程进行重新编制，并在特定控制器和计算机的作用下实现工业的自动化生产。期间还能够通过合理编制消除当中存在的风险因素，降低工业生产过程中出现安全问题的概率，也能够以不同因素为基础，利用编制在第一时间控制产生的故障，确保能够充分展现阻断作用。与此同时，数字化控制技术也能够在工业管控系统中已有程序的基础上通过科学编制来增强管控能力。比如，可以利用数字化控制技术全方位诊断工业生产过程中的故障，具体原因是数字化控制不仅集合了计算机技术，也能够融合传感检测技术、网络通信技术等方面，能够在开展工业生产活动时对每个环节的变化或状态进行充分收集，也就是在数据采集环节后，经过处理的数据信息能够传回计算机，并在数据库中进行数据过滤和比对，最后判断产生的故障问题是否为已知状态，符合条件自然可以根据相应的内容进行处理，及时调整、更换已经产生问题的构件或零部件等，保证可以实现正常生产[1]。以温度变化为例，工业生产期间产生温度变化是极为常见的问题，只是长时间的高负荷会放大温度变化产生的影响。在这种情况下，可以利用数字化控制技术对温度变化进行实时监测、收集、传输，一旦出现较严重的问题，也能作为修理和维护的主要依据。数字化控制技术的主要优点是通过对软件系统的高度依赖，保证计算效率高，而且结果精确，是工业管控系统朝着自动化、智能化方向发展过程中不可缺少的部分。

2.2可编程逻辑控制器

（1）系统故障检测。工业自动化生产作为主要的发展方向，也对可编程逻辑控制器有着较高的依赖，主要原因是可编程逻辑控制器PLC不仅能够完成数字运算，也能将数据模型等作为主要对象，而且其自身结构复杂，包含多个元器件，具有较强的兼容性，成为提高工业自动化控制水平的重要支撑。其中，系统故障检测是具体应用中的首要方面，即PLC的控制系统会产生不同的故障，要想明确具体故障类型，可以根据具体情况进行检测。例如，虽然PLC的电源已经处于通电的状态，但是其电源指示灯却并未亮起。这种情况表明基本单元已经得到正常供电时的状态与指示灯相反，很有可能是电源连接电路存在问题，此时需检查稳定状态和是否存在短路的情况；或者在错误指示灯亮起的情况下，PLC输出值也必然会调整为“OFF”，保持停止运行的状态。在这种情况下，程序是否存在错误是应当率先关注的方面，再以噪声、可导电异物等为核心进行针对性检查。（2）数控自动化系统。数控自动化系统也是数字化控制技术特点的直接体现，能够促进形成更加高效、便捷的工业生产活动。然而，随着市场需求总量的不断变化，数字化控制技术的局限性也会变得愈加明显，完善数字化控制技术成为可编程逻辑控制器PLC的主要目标，即根据现有的数字化控制技术，借助PLC进行合理优化，确保能够形成更加高效的控制水平，进一步加强对工业生产活动的控制，从而形成更能符合实际需要和工业企业生产工艺的数控自动化系统。例如，可以利用可编程逻辑控制器PLC增强数控技术应用，结合不同设备对电能的实际需要，保证工业生产时能够合理供电，所有设备都能处于稳定的运行状态，防止因电力供应不均而产生电压不稳等问题，从而给工业生产带来严重影响。或者，可以通过PLC优化数控技术的应用程序减少工业生产中的非必要环节，便于以最佳的工艺流程助力设备，充分展现性能，提高生产效率和产量。（3）系统维护。可编程逻辑控制器PLC不仅在工业生产中得到广泛运用，也可在生产活动外的维护工作中发挥充分作用，比如，通过编制PLC程序，促使各类设备都能按照特定的顺序完成不同环节作业，至于设备执行时产生的状态变化则是判断存在故障问题的主要依据，即通过执行PLC程序时评估设备是否出现顿挫、执行错误等非正常运行的情况，以这些内容为基础，相关人员便可以进行针对性维护，防止问题出现大范围蔓延态势。另外，根据特定的需要，也可利用PLC达到维护的目的。比如，在许多工业企业开展生产活动时，对电力资源的需求量较高，而且使用的大多为大型设施，长时间的高负荷运作极易引起电源故障，因此，可通过PLC来解决该方面问题，即将PLC控制设备运行过程中整体和部分I/0接口的交流电压始终保持在90～264V，可避免因设施电压负载过高而产生漏电事故，缩短设备的使用周期[2]。也可以将PLC用于工业生产环境的检测工作中，如利用PLC设置环境温度检测为特定范围，当其处于运用状态后，便可检测到生产活动中的实际环境问题，便于及时进行调控。（4）开关量控制。工业生产活动中离不开大量开关的运用，这是保证各个环节紧密相连的基础与保障。实际上，工业生产活动会因市场需求而发生改变，对于这些开关的控制力度也应当不断加大，毕竟，开关的数量会随着生产活动而变化，若仍然采用传统的量化控制方式，将会严重增加工作量，控制效率也无法得到显著提升。对于此类问题，可通过PLC来解决，即通过PLC对传统的开关量化控制方式进行不断优化，减少当中的非必要环节，提高控制效率，并增强灵活性，可以做到根据实际情况针对性调整控制模式。与此同时，PLC也能凭借合理优化提高开关量控制的稳定性，避免在实际工业生产过程中发生突况，最大程度上降低该方面的影响。由此可见，PLC是工业管控系统不断发展过程中不可缺少的部分。

2.3现场自动化控制

（1）FCS系统技术。FCS系统技术是将现场设备转化为网络节点后，再由控制系统通过数字通信协议进行充分连接，从而实现具备更加高效的全分散、多分支、双向传输结构的通信网络。这种现场总线控制系统技术相比传统的一对一物理连接方式，在安装调试、维护等方面更具优势，而且在故障诊断和处理方面也拥有更高的效率，具体表现为FCS系统技术能够利用不同智能仪表相互连接，便于在工业生产过程中对不同层级进行管理。例如，负责生产的工作人员在明确具体内容和岗位前，可由车间主任等管理人员根据实际生产需要或与资料管理系统间的信息互通来完善详细的工作方案，明确具体计划、生产工艺流程等，从而保证工作人员的合理调度。系统规模构建通常是以企业实际情况为准，同时，现场总线的标准模式也应当注重针对性选择，比如，若为楼宇自控领域，CAN、Lonworks是首选的总线标准。可见，FCS系统技术因其良好特性，能够成为不断提高工业管控系统水平的主要方向。当然，FCS系统技术也存在一定短板，即智能仪表与其他设备间存在兼容性问题，必须利用转接设备才能达到正常连接的目的[3]。（2）DCS系统技术。DCS系统是将控制分散与操作、管理集中的设计思想相互集合，并通过划分多个层级等方法实现的分散控制系统，具体方法是将所有的控制功能进行分散设置，如操作站、现场控制单元等；对于管理和操作则进行集中处理，比如计算机系统、通信系统、数据库等。如此便能够将上述内容有机结合起来，形成不同的组态，从而实现全方位协调与自治充分结合，确保能够对生产环节予以有效管控。DCS系统技术主要在冶金、电力等企业中得到广泛运用，但是，由于该项技术呈现出分级递阶的结构，要想充分发挥该项技术的优势，采取必要的措施限额尤为重要。例如，大范围提升硬件设施的质量和生产工艺水平，并合理运用冗余技术。同时，在软件系统中也要能够实现自动故障处理、自动故障诊断等功能。

2.4远程控制系统

（1）自动化远程监控。工业生产活动不仅复杂且危险性高，很多环节都无法通过人员操作来完成，只有通过自动化控制技术才能实现。同时，自动化控制技术运用过程中是否存在隐患和不合理之处也是需要考虑的问题。在这种情况下，自动化监控系统便可以充分发挥作用，主要原理是通过将监控系统与无线网络技术相结合，可在实时监测工业生产环节的同时，在生产活动出现故障时利用无线网络进行快速连接，并根据具体问题进行针对性处理，保障远程处理的效率。该项技术的运用主要是凭借网络传播速度快、连接便利等优势来发挥远程控制系统的主要作用。（2）IPC系统。随着计算机技术的不断发展，IPC系统在工业自动化生产过程中的作用也变得越来越明显，通过IPC系统不仅能够整合计算机技术、通信技术、网络技术等，还能够支持并兼容多种协议，是实现与其他计算机进行互联的良好支撑手段，主要功能为运行数据与状态检测、控制参数设定、节能管理及自动分析诊断工况等[4]。至于IPC系统的组成结构，以硬件和软件系统为主，不同系统在配置方面的要求也各不相同。例如，硬件系统中不仅包含由主机台、工况机、打印机等组成的上位机，也涵盖由高压设备、低压设备、传感器、智能通信接口等组成的下位机部分。软件系统则包括基本监控软件、节能软件、自动诊断工况软件、MIS网服务包等。同时，IPC软件系统的组成也可以从不同的角度进行划分，比如，从应用角度出发，服务端软件、客户端软件及WEB服务器软件组成IPC专用控制软件系统；从功能的角度来看，IPC软件系统主要涵盖增值服务软件包与基本监控软件包两部分，其中增值服务软件包是最主要的对象，包含节能软件包、动态特性测试与优化软件包等。

3结束语

综上所述，工业领域能够得到有效发展，离不开对工业管控系统的依赖，然而，要想充分发挥其作用，需要重视计算机技术的运用。因此，应当正视计算机技术在工业管控系统中的应用，提高生产效率、优化工艺流程、保障安全生产价值，并将实际环节与数字化控制技术、可编程逻辑控制器、现场自动化控制、远程控制系统有机结合起来，确保充分实现不断提升工业管控系统自动化控制水平的目标。参考文献：

[1]姜宇.计算机技术与农业机械现代化的关系[J].化纤与纺织技术,2021,50(7):101-102.

[2]梁昭君.计算机技术在机械控制系统的应用分析[J].造纸装备及材料,2021,50(3):103-105.

[3]林梅,杜骏震.浅谈计算机技术在工业管控系统中的应用[J].山西广播电视大学学报,2020(3):96-99.

[4]黄其湘.基于工业互联网的数字化生产管控系统研究[D].广州:广东工业大学,2020.

作者：皮珣珣 单位：江西科技学院