微机控制技术的发展概况及趋势

微机控制技术的发展概况和趋势微机控制技术是以微机为机电设备的控制器，结合微机的工作原理和接口设计，实现相应的控制硬件和软件及其合作，实现受控对象控制的技术。 其发展离不开自动控制理论和计算机技术的发展，随着科学技术的发展，人们使用越来越多的计算机来实现控制系统。本文从计算机控制系统的发展历史、我国工业控制机和系统的发展应用、计算机控制系统的发展趋势、这些方面论述了微机控制技术的发展概况和相关趋势。计算机控制系统在60年代引进控制区域时，计算机在控制调节器的设定方面，具体的控制把电子调节器执行的系统称为计算机监视系统。 60年代末出现了一台计算机直接控制一个单元或一个工厂的控制系统，简称为集中控制系统。 这种控制系统是所谓的直接数字控制(DDC )系统。 计算机DDC控制的基本思想是使用一台计算机代替几个调节控制电路功能。 该控制系统只有一台计算机，没有层次，非常有利于集中控制箱的运算集中处理，并且可以得到良好的反映，并且各控制规则可以直接实现。 但是，如果生产过程变得复杂，就很难保证该系统的可靠性。 如果系统危险过度集中，计算机故障，整个系统就会停止。 770年代随着电子技术的快速发展，随着大规模集成电路的出现和发展，出现了集散控制系统(DCS )，随后随着生产发展的需要，诞生了新一代的控制系统分散控制系统。 典型的集散控制系统负责双层网络结构下层完成各种现场级的控制任务，上层负责完成各种管理、决策和协调任务。90年代以来，随着各学科的发展和交叉融合，随着现代大型工业生产的自动化的发展，产生了将计算机网络作为控制工具的综合控制系统、计算机集成系统(CIPS )。 强烈依赖最新发展的计算机技术、网络通信技术和控制技术，成为未来控制系统的发展趋势。我国工业控制发展的道路比较曲折，从1980年代末到90年代初，我国市场上很多人首先引进成套设备，在引进成套设备的同时相继引进各种产业控制系统，填补国内这方面的不足，90年代后，在我国科学家们的指导下我国逐渐拥有自己设计的控制系统和装置，设立了自己的实验室，生产出属于自己着作权的产品后，根据现有技术进行二次开发和应用，从1997年开始大陆本土的IPC制造商进入这个市场，IPC也发展成了中国第二代的主要控制台技术。 1目前，国内机床的供应渠道主要来源于中国台湾和内陆的制造商，国外产品(如RADISYS、ROCKWELL、INTEL等)在几年的市场被打死后，由于成本高、价格高、服务困难，现在完全退出国内市场。 目前，国内IT业的研发、加工技术能力不断提高的各种芯片和各种设备、生产设备在国际市场上几乎可以平等购买的软件资源的可移植性可以节省大量的劳力和物资。 在这些有利条件下，国内一些制造商抓住机会迅速崛起，利用本土的综合竞争优势将海外品牌推向国内工业市场。 部分企业以每年100%以上的资产增长速度站在国内工控市场，进入国际工控市场。随着技术的进步，计算机控制系统有以下发展趋势(1)DCS和工业控制计算机技术相互渗透发展，扩大了各自的应用领域。 传统的一般流程产业控制多采用集散型控制系统(DCS )，离散型制造业控制多采用可编程控制器(PLC )。 随着DCS和PLC的相互渗透发展，扩大了自己的应用领域，出现了将DCS和PLC一体化的集成过程控制系统。 2(2)随着计算机技术和网络技术的迅速发展，各种级别的计算机网络在控制系统中的应用越来越广泛，规模也越来越大，传统意义上的电路控制系统的特征在系统网络化过程中发生了根本的变化，最终控制系统的网络工业控制网络向连接有线和无线的方向发展。 计算机网络技术、无线技术和智能传感器技术的组合产生了基于无线技术的联网智能传感器。 基于这种无线技术的网络化智能传感器允许通过无线链路在网络上直接传输、公开和共享工业现场数据。 3(3)传统的集散和分布式计算机控制系统中，根据完成的不同功能和实际的网络结构，系统以网络为边界分成多层，各层的网络通过计算机连接。 其中复杂的多层结构引起了很多障碍，有很多缺点。 新一代计算机控制系统的结构发生了明显变化，形成了双层网络的系统结构。 上层负责完成上层管理功能，包括各种控制功能间的协调、系统优化调度、信息综合管理和组织及整体任务规划等。 基础负责完成参数调节的电路控制、过程数据的采集和显示、现场控制的监视、故障诊断和处理等所有具体的控制任务。 4(4)随着科学技术的发展，工业过程不仅重视控制的准确性，还重视控制的鲁棒性、实时性、容错性和控制参数的适应和自我学习能力。 此外，受控工业过程变得越来越复杂，过程的非线性和不确定性无法用数学模型准确地描述许多系统。 这样基于数学模型的传统方法面临前所未有的挑战，为智能控制方法的发展提供了很好的机会。 虽然传统的控制方法很大程度上依赖于过程的数学模型，但迄今为止获得过程的正确数学模型仍然是一项困难的工作。 如果没有正确的数学模型，传统控制系统的性能就会大幅下降。 由于智能控制器的设计与过程的数学模型无关，因此对复杂的工业过程往往能得到良好的铷控制效果。 5(5)工业控制软件向独立构成的方向发展，工业控制软件主要包括人机界面软件、控制软件和生产管理软件等。 目前，中国正在开发具有自主知识产权的实时监控软件平台、先进控制软件、过程优化控制软件等应用软件。 6参考文献：1肖承华.我国工业控制自动化技术的现状M .湖南：冷水江，2013:12-242黄勤.微机控制技术M .北京：机械工业出版社，2009:12-143张艳兵.计算机控制技术M .北京：防卫工业出版社，2008:17-204徐建军.计算机控制系统理论和应用C .北京：机械工业出版社，2008:17-225祁立勋.浅谈计算机控制技术原理和发展趋势P .北京：信息出版社，2010:8-16周志峰.计算机控制技术M北京：清华大学出版，2014:11-147威廉b