- 計算機控制技術(第3版)
- 李江全主編
- 1568字
- 2023-05-06 18:05:11
1.4 計算機控制技術的發展
微電子技術、計算機技術、信息技術、通信技術和自動控制理論的飛速發展,極大地推動了計算機控制技術的進步。計算機控制系統已經成為當前自動控制系統的主流,并且隨著相關技術和工藝水平的發展,也在日益發展,具有很強的生命力和應用前景。在不久的將來,絕大多數自動控制系統都會采用計算機控制系統。
計算機控制技術的發展具有如下幾個特點。
1.智能化
現代的檢測和控制系統已或多或少地趨向于智能化。所謂智能,是指能隨外界條件的變化,具有確定正確行動的能力,即具有人的思維能力以及推理、做出決策的能力。
智能化的儀表或系統,可以在個別的部件上,也可以在局部或整體系統上具有智能的特征。例如智能化的測試儀表,能在被測參數變化時自動選擇測量方案,進行自校正、自補償、自檢、自診斷等,以獲取最佳測試結果。
有的系統則直接運用人工智能、專家系統技術設計智能控制器。它是通過對誤差及其變化率的檢測,判斷被測量的現狀和變化趨勢,根據專家系統中的知識庫、決策控制模式和控制策略,取得優良的控制性能,解決常規控制不易實現的問題。
在以微機為核心的一般檢測與控制系統中,軟件的功能也可實現初級的智能檢測與控制功能,若采用智能計算機、系統工程、知識庫以及人工智能工程,則可以實現更為高級的智能化。
2.綜合化與集成化
電子測量儀器、自動化儀表、自動化測試系統、數據采集和控制系統在過去是分屬各學科和領域獨立發展的。由于生產自動化的要求,使它們在發展中相互靠近,功能互相覆蓋,差異逐漸縮小,體現為一種“信息流”綜合管理與控制系統。其綜合的目的是提高人們對生產過程全面的監視、檢測、控制與管理等多方面的能力。
計算機集成制造系統(Computer Integrated Manufacturing Systems, CIMS)日漸成為制造工業的熱點。其原因不僅在于CIMS具有提高生產率、縮短生產周期以及提高產品質量等一系列極有吸引力的優點,也不完全在于一些公司采用CIMS取得了顯著的經濟效益,最為根本的原因在于CIMS是在新的生產組織原理和概念指導下形成的一種新型生產模式。
3.系統化與標準化
現代檢測與控制的任務,更多地涉及系統的特征。所謂系統,是指若干相互間具有內在關聯的要素,構成一個整體,由它來完成規定的功能,以達到某個給定的目的。因而在系統內部,若要設立多臺微機,并且這些微機需要構成相互聯系的整體,這就形成了各種多微機的系統。即使使用單獨微機進行集中控制,也要通過標準總線和各個部件發生聯絡。
在向系統化發展的同時,還需要涉及系統部件接口的標準化、系列化和模塊化,用戶只需選用符合標準的產品,而不必再考慮能否與現有系統連接,能否與現有系統進行數據通信等問題。
4.微型化與大型化
嵌入式系統也是計算機控制技術的一個發展方向。所謂嵌入式系統,是指計算機控制系統是與被監控對象一體的,即計算機控制系統是嵌入在被監控對象之中的。微處理芯片技術、液晶顯示技術、大容量電子存儲器件技術的發展為嵌入式系統的開發提供了可靠的保證。另外,家用電器中以及一些特殊場合的應用也對計算機控制系統的微型化提出了要求。
與微型化相反的一個方向是大型化。大型化有兩大特點:一是控制系統中監控的參量非常多,可以達到數萬個甚至數十萬個;二是控制的地域非常寬廣,面積可達數十平方千米,距離可達數萬千米。由于大型化的需求以及計算機網絡技術的日漸成熟,基于計算機網絡的計算機控制系統越來越多。
5.多媒體化與網絡化
多媒體技術正在迅速地從家庭、辦公室向計算機控制技術應用的各個領域擴散。通過應用多媒體技術,不僅使得操作人員能夠獲取豐富的現場信號,同時,還使原本枯燥乏味的工作變得有趣。
坐在辦公室里能夠輕松地遙控或監測數萬千米以外的現場,已經不是夢想。互聯網技術已經越來越多地應用在計算機控制技術上。當一個人出門在外時,通過他手中的便攜式計算機,經過互聯網甚至直接利用移動電話,監控家中的電冰箱、微波爐或熱水器也已成為現實。