时间:2023-03-17 18:13:19
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇计算机控制论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
计算机网络技术的迅速发展,使得网络在计算机控制系统的应用更加深入,应用规模也发生了变化,使得一般回路控制系统的特点在网络化过程中产生了质的改变,机械制造业企业也在逐步使用网络化的控制系统,网络技术的现场应用改变了这一局面,它能够让仪器之间实现通讯。此种技术变革与控制系统原有的网络结构结合起来,实现了从最底层的任务控制到高层任务结构和调度的优化,各类仪器是网络化控制系统的最小单元,他们在数字化基础上实现了网络化,现场总线控制系统正是由这些数字化的仪器单元加上智能化和可自治性的现场设备单元构成,实现了互连设备间、系统间的信息传送与沟通。现场总线系统就可以通过各个具体单元独立完成自己的任务,最后通过网络进行所有任务的协调和组织,最后实现预定的控制任务。
(二)扁平化
在实际应用中,不同厂家的产品交互性差,这是由于不同厂家计算机控制系统本身的网络结构和数据结构是封装起来的,接口的协议和结构存在差异性,造成总线系统的不稳定。控制系统会根据功能单元和实际网络分布将网络划分成不同的层次,各个层次通过计算机这个媒介进行交互和通讯,层次直接是不允许直接通讯的,受到计算机设备的限制。机械企业网络技术的应用和发展,其通讯能力和规模不断扩大,分布式控制系统中难以实现的网络连接可以在一个贯穿的环境中实现,现场总线技术中网络能力的实现带来了现场智能设备和仪器的网络化,这种网络化也让计算机控制系统底层功能相互连接起来,现场网络技术扩展性比以前强大很多,容纳更多的设备,这些设备可以归属不同的回路控制系统。总的来说,计算机控制系统总体分为企业内部网络和现场级网络,企业内部网络的功能主要是整体控制和调度,具有基本决策,系统任务调度,管理数据和处理相关数据,以及管理网关系统。每个子系统的整体调整和优化都交给企业内部网络来整体管理,这方面管理者进行总体规划和及时调整工作。而现场级网络的任务就是负责具体设备单元和仪表单元的工作。两个网络共同形成计算机控制系统,机械制造流水线中,所有管理和调度都交给内部网络,领导可以随时查验和调整作业进度,而纠错、显示、记录,现场控制的监视以及故障诊断和处理等工作由下一层级负责,使得整个控制系统具有统一性和规范性,两层网络各自处理自己的事情,不会因为任务太多出现混乱甚至系统失控。
二、基于计算机的机械控制系统数据处理流程
基于计算机的机械控制系统数据处理过程可以用流程图来描述,流程图就是描述信息传播过程的,可以把抽象的过程具体化。计算机网络时代,技术是一个企业的生命力,计算机控制系统可以让企业同时进行总体调度优化,管理和现场具体问题的控制管理。在实际生产过程中,设备单元的工作和人的管理活动都需要信息技术的支持,能够让企业大幅度提高作业效率和可持续发展能力,适应于当前激烈的竞争环境。对于控制系统数据处理单元的工作方法和结构,面对不同的数据结构可以选用不同的处理办法,优化软件和硬件的配置可以有针对性的选取不同的数据进行处理,这样才能够高效率的处理数据,减少工作人员的劳动强度和计算机的耗损,第一,计算机可以采用单道处理,多道处理器和交互式处理器对数据进行处理。第二,采用脱离方式或者联机方式处理数据。第三,可以采用分布式算法或者集中式,并行思想的理念处理数据。第四,计算机也可以选择分批次,实时,分阶段的方式处理数据,这也需要对于数据进行合理的划分,防止不合理数据的产生。数据处理是基于计算机的机械控制系统必须具备的能力,主要包括对于来源数据的分析和处理,做出与之相符合的具体操作方式,具备简单的智能化和学习能力。计算机控制系统的应用十分广泛,其中十分重要的功能就是数据处理,大数据和物联网的发展要求计算机能够对海量数据进行处理,并得到有益的信息,物联网每时每刻都在产生信息,计算机也要及时的处理,并通过计算机控制系统将信息进行归纳总结,提供给使用者更好的建议。近年来,机械行业一直在进行各个生产环节的智能化,模具的设计制作,高标准零部件的设计制造,还有各个零部件的组装,一个个全自动化的生产线开始运营,计算机每天都在完成海量的控制信息发送,接收和计算。计算机控制系统所处理的数据大多是生产环节产生的图像和信号信息,整个处理过程十分复杂,图像和信号都要经过计算机系统翻译成可以被自身识别的机器码,然后再经过计算机相关算法的加工,最后把处理结果传达给终端控制系统发出不同指令让机械设备完成,这种自动化的控制过程给大规模机械制造提供了基础,人们正日益享受到这种技术带来的利益,汽车,自行车,电视,冰箱等机械化产品越来越便宜,这都是计算机控制系统通过对数据的处理才能够完成相关作业。基于计算机的机械控制系统数据处理的过程主要分为八个方面,首先是数据的采集,通过计算机系统直接或者间接的获取到数据,然后将自然数据或者认为输入的数据进行转化,使得计算机控制系统能够识别,这些转化后的机器语言会进行再一次编码和分组,按照控制系统本身的要求分为不同的部分,传输到不同模块和组织,子功能模块会根据接收的信息按照预设的算法进行计算和分析,得到客户所期望的信息。最后会在不同的网络空间存储这些有价值的信息。而客户只需要查询计算机控制系统就知道产品的序列号,批号,各个零部件的标准等等有价值的信息,减少了数据整理时间,厂家可以专心于产品设计。
三、基于计算机的机械控制系统实际应用分析
基于计算机的机械控制系统在机械行业有着广泛应用,例如工业数据采集系统,直接数字控制系统,监督计算机控制系统,分级控制系统和现场总线控制系统等。这些应用不同程度地改变工业生产的面貌。过去我国钢铁制造业许多工艺都需要人的参与,而且钢铁的产量一直无法提高,自动化控制技术的引入彻底改变的了钢铁等工业生产的模式,自动化调节代替了人的经验,许多危险的生产方式改由机械来自动执行,大大提高了员工的安全,同时也提高了企业的业绩。对于机械行业的安全生产现状,安全自动控制技术的发展也十分迅速,这也是机械控制系统的实际应用,但是许多中小型企业缺少资金引进安全控制系统,仍有一部分工人时刻受到生命威胁。基于计算机的机械控制系统的实际应用可以大大减少安全事故的发生,减少社会矛盾,对于企业可以增加生产效率和利润。因此,要合理的评价计算机控制系统,企业在具体需求时要选用安全有效的控制系统产品,而评价系统质量,可以从以下几个方面进行,充分考虑系统本身采用的架构,设计的控制算法和各种设计功能是否达标,企业在选取产品时,要进行合理的尝试,可以试运行一段时间,期间要求厂商技术人员跟随记录生产情况,检验各个模块是否达到生产要求。一般而言机械控制系统各个回路对于实时性都有一定要求,而机械生产至关重要的就是系统的可靠性,包括系统自身的使用率,无故障时间,系统总体故障率还有相关性能方面的参数,这样都是重要的选用标准,同时机械控制系统要能够随时进行扩展,现场网络系统能够随时接入一些设备单元和仪器单元。
2云计算环境下云审计系统的设计
2.1云审计系统架构
在对云计算环境中,审计的大数据处理、专业及系统性原则以及成本效益和审计效率等进行充分考虑的前提下,从当前我国IT审计的实际情况角度出发,以省级审计单位为基本构成单元,进而构建出基于上述三种服务模式的混合型云审计系统,最终实现省、市、县不同级别审计机关中软、硬件资源的高度共享,全面提高审计效率。此服务系统主要包括了基础设施层、平台的服务层和应用层等。基于IaaS服务模式的基础服务层可以向各级审计机关提供统一的基础设施服务,例如数据信息的处理、存储以及网络安全防范措施和相关计算资源等。在基础服务层的支持下,对于下层审计机关而言,则省去了服务器、操作系统以及相关网络设备的建设和购买费用,在保证上层审计机构的信息能够及时传递到本层的同时,有效节省了审计费用。基于PaaS服务模式的系统服务层的主要作用是为处于下层的审计机构提供审计以及与审计相关的其他综合,例如系统中专家经验库的上传与接收、网络、网络资源服务器中数据信息的高度共享以及相关资源的调度和使用等。在管理服务平台方面,其主要是为审计机关提供消息的管理与接受以及资源综合管理服务等。在应用及维护平台的作用和协助下,专业工具程序的审计与开发以及资源部署与分发等工作得以高效运行,加之系统维护以及服务功能的延伸和扩展,较好地解决了下级审计机关缺失系统维护人员的问题。
2.2系统架构的优势分析
基于SaaS服务模式的系统应用层是本次设计中云审计平台的核心,其主要任务是负责部署审计的实施、管理、决策系统以及审计的数据中心。在以我国“金审工程”作为主要依据的基础上,需要以交互管理的方式对审计的实施与管理系统进行管理,而审计中心的数据除了包括在审计范围内的有关财务数据外,还应包括审计的专家经验库数据以及综合数据库与相关的法律法规数据等。在此基础上,对于下级的审计机构而言,其便省去了审计的实施和管理系统,只需借助Web浏览器访问预先设置在云端的应用系统,便可以较为方便、快速地获取其审计工作所需数据,在降低审计成本的同时,提高审计效率。
3云审计系统的风险控制
3.1基于新技术的安全防御系统
在云计算的大环境下,为了进一步确保审计数据在传输过程中具有较强的安全性,应该引入时下最新的办法和技术手段,研究并构建出云审计的安全防御系统,从整体上保证云审计系统的安全性。安全防御系统主要包括故障检测系统、异常监控系统以及漏洞扫描系统和风险预警系统等。而为了使所建设的安全防御系统具备良好的稳定性及可靠性,还应将以应用层面为主的检查点以及重启技术和并行计算等技术进行充分融合,全面增强系统的安全性与可操作性。
3.2基于统一身份认证的单点登录
所谓统一身份认证是指在借助能够通过唯一服务系统与应用系统认证接口的前提下,向系统提供具有唯一访问点的认证模块,进而使各个系统只需要借助统一的服务调用接口便可实现身份认证的过程。为了有效解决统一网络中,多系统登录时的资源冲突问题,可以建立起以统一身份认证系统为基础的单点登录系统。在单点登录系统的支持下,用户只需要进行一次强制性认证,便可以在无需反复登陆的前提下,在具有不同种类授权的各个系统之间进行切换。对此过程进行分析可知,单点登录系统在进行不同权限系统切换时,并非不存在身份认证,而是将身份认证这一程序自动转到计算机后台运行,在提高审计效率的同时,有效减少了系统的开销。
机械制造及其自动化专业学生普遍认为机械类学科应该以机械设计和机械制造为核心,主要学习机械的设计以及与之相关的加工技术,其它与机械“无关”的课程学不学无所谓。所以,在计算机控制类课程的教学过程中,大多数同学表现消极,仅求考核过关。有的机械制造及其自动化专业的学生甚至认为计算机控制类的课程,应该是计算机专业或者控制专业的课程,这些课程与自己的专业方向不相关,花时间在这些课程的学习上,浪费自己的时间。
1.2计算机控制类课程设置上与专业结合生硬
普通的本科学生在大学课程期间会学到很多的计算机类课程,但真正把计算机控制类课程与机械类主干课程相关联的课程却几乎没有。比如,机械制造及其自动化专业的学生都学习了机械设计课程,课程中对于丝杆的设计与计算进行过讲解;同时他们也学习过单片机或者PLC之类的计算机控制课程,对伺服或者步进电机控制也有一定的了解。但由于我们教学过程中缺少将两者有机结合的主干课程,所以,但在大多数同学的眼中,这两门课程没有任何的关联,是独立的两门课程。由于机械和控制类课程的生硬结合,也导致学生在进行机械设计的过程中,对于设计中需要考虑的机械传动与动作部分,都用一个方框替代,认为这是计算机专业学生需要解决的问题,这就使得有些机械设计成为了“空中楼阁”,无法运行。
1.3机械制造及其自动化专业针对计算机控制类课程的实践
与创新环节尚未形成实践和创新环节是学生将理论知识与实践相结合的重要组成部分,机械类学生的实践环节多是针对某个零件的生产工艺或者设计过程进行的,而对于其生产制造过程中的动作及工艺自动实现部分却视而不见,这种长期以来形成的实践环节,更进一步地加深了学生对其课程学习的偏见。针对计算机控制类课程的实践和创新环节目前大多数的学校没有形成一套成熟的方案。
2.机械专业计算机控制类课程教学改革的方法与实践
2.1转变学生的思想观念
大学生进入学校后,专业教育很重要。在专业教育的过程中,机械制造及其自动化专业的老师不仅需要强调其未来四年需要学到核心专业知识,同时,要进一步强调为了提高生产效率和减轻劳动强度,控制类的课程也是必不可少的组成部分,不能让学生在思想上对该专业开设计算机控制类课程存在偏见。其次,在机械类课程教学的过程中,机械设计、机械制造课程教学的老师,在提及到电机和控制之类的素材时,也需要提示同学们在今后的计算机控制类课程会进一步说明和讲解,这样可以使得机械制造及其自动化专业的学生逐步认识到该专业课程不仅仅是机械设计和制造等机械类课程组成,它是一个系统的工程,同时也有计算机和控制之类的课程。这样不仅可改变机械制造及其自动化专业学生在大学期间的思想观念,同时也会影响其今后的设计和制造工作,使其对事物的认识不仅仅停留在某一个方面,而会从系统的角度来进行分析和研究。
2.2机械类课程与计算机控制类课程有机结合
为了改变传统的机械类课程与计算机控制类课程的生硬叠加的教学模式,大学本科教学的老师有必要从机械制造及其自动化专业课程与计算机控制类课程的内在联系出发,提取机械类课程与计算机类课程的关联因素,对现有的教学模式进行改革,对两类课程之间的空缺进行有益的补充,形成比较完善的机械专业知识体系结构。在教学的过程中,可以尝试将机械类课程与计算机控制类课程分解为知识点、章节和教材的三种结合模式,形成点、线、面的三级结构,将机械类课程与计算机控制类课程真正做到此有机地结合,形成学生在专业课程学习中的一个重要结成部分和重要的学习环节。
2.3针对机械制造及其自动化专业的计算机类课程的实践环节研究
实践教学环节是学生对所学理论知识进行验证的手段,也是学生进行创新设计的重要基础,因此对机械制造及其自动化专业学生的计算机类课程的实践环节研究也是必不可少的,而且是十分重要的。在教学环节中,需要从机械的部件、功能、组成和接口之间的联系出发,将机械制造及其自动化专业的实践教学分解为设计类实践教学、工艺类实践教学和控制类实践教学三个组成部分,从而形成实践教学中的三大核心模块。实践教学的内容紧紧围绕三大模块展开,在实践教学的过程中,既能体现机械制造及其自动化专业的三大核心模块的独立性,又能强调三大模块之间的关联性。通过实践教学环节,进一步加深学生对机械是一个系统工程的认识。此外,在注重学生实践环节训练的同时,鼓励学生参与各类与机械和控制相关的设计大赛,如全国的机械创新设计大赛。通过参加各类大赛,不仅可以提高参赛学生对本专业所学知识的应用能力,同时也可以激发本专业学生对课程的学习热情,在整个院系形成一点带面的学习效果,形成良好的学习氛围,使控制类课程真正融入到机械类课程的学习和实践之中,为培养知识全面的新时代机械制造及其自动化专业人才提供有力地保障。
2封闭集散控制系统到工业现场中线的发展分析
封闭式的集散控制系统缺乏较好的兼容性和开发性,系统存在无法共享信息的局限。为增强集散控制系统的兼容性和开发性,在构建系统过程中必须采用标准化、网络化的网络协议,工业现场中线技术随之发展起来。由该技术构建的工业现场总线控制系统可以确保工业现场中智能化仪器、控制器、执行机构设备之间保持信息通畅。整个控制系统按照总线方式有条不紊的运行着。工业现场总线控制系统采用的是开放式的现场总线协议,以该协议方式进行现场所有支线工作的协调工作,不仅可以降低投资成本、维护资金,该系统还具有操作简单、经济实用、工作效率高的显著优势,用户的功能需求也可以得到更好地满足。工业现场总线控制系统是一种开放的、互联的分布式系统。该系统将工业现场作为中线,通过收集中线中的信号或信息,并根据所收集的信息对其进行有效控制,将分散控制管理与集中控制管理进行了有效结合,将系统危险分散开来,实现控制分离。
3现场控制到企业自动化控制发展分析
以太网工业协议作为一种开放式的网络协议,实现了全方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网,有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前,企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号,无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下,系统将大量的数据进行转移,使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中,最终实现信息的自动化控制,并提高控制效率。
2探究备查核算
以本次国培项目里相关业务为例。针对“主营业务收入”等会计科目设置项目核算(华泰A、B型机床,奔腾电路板),填制凭证时只能填写金额,而不能体现单位数量等信息的缺憾,我们可以探索同时再设置华泰A、B型机床的备查账。具体步骤如下。首先,打开自定义表结构界面增行;然后依次增加产品名称、单位、数量、单价、金额等;接着进入设置基础档案财务备查科目设置选择科目“主营业务收入”;然后把产品名称、单位、数量、单价、金额选到右边确定为已选项目;最后,以实训材料里“2014年1月16日,向四川绵阳机械厂销售A、B机床”的业务为例填制记账凭证。因为之前已将“主营业务收入”科目设置为项目核算,凭证录到“主营业务收入”时系统会要求辅助项录入,选择“华泰A型机床”,再进入“辅助明细”录入金额。此时,点击此填制凭证界面的“备查”,增加相关备查资料信息。至此,该业务的凭证录入完成(见图6)。只要把光标放在金额栏972000,凭证的下面备注栏就会提示项目为华泰A型机床。另外,我们点击上面的“备查”,关于“主营业务收入”科目的备查资料——华泰A型机床的产品名称、单位、数量、单价、金额等信息就都可方便查询到。华泰B型机床等信息同理可得。
3结论
1.2计算机通信技术的原理计算机通信技术应用的基本原理是通过使用计算机语言二进制数中的0和1来表示高压电平的转换方式,把电信号初步转换成逻辑信号,再把所有的信息用具差异性的二进制序列予以表示,即用二进制数中0和1的比特流电压来表示信息数据,产生的脉冲电流通过通讯设备来完成数据的传输,达到通信功能。
2计算机通信中的传输控制技术研究
2.1数据传输技术MAC(介质访问控制子层协议)处于OSI七层协议数据链路层下半部分,主要负责连接与控制物理层中的物理介质。进行数据发送时,该协议可预判发送数据可能性,若能发送则在数据上附加部分控制信息,最终将数据和控制信息按照规定方式发送至物理层;进行数据接收时,协议在判断输入信息内容未发生传输错误的前提下,将原先附加的控制信息去掉,将数据发送至LLC层。MAC在传统有线局域网与当前无线局域网中均得到广泛应用,MAC层中,数据传输技术分为包含总线争用技术与令牌控制技术的主导技术和其他辅助技术,辅助技术须得配合主导技术一同使用。以下主要针对数据传输技术的代表性主导技术进行简要介绍。(1)CSMA技术。作为一种总线争用技术,CSMA(载波侦听多路访问)利用分散式的控制方法来使附接总线附近的各节点以竞争方式来获取总线使用权,任意节点无特定发送时间,节点向总线发送数据具随机性,通过侦听检测媒体空闲状态来决定是否发送数据,若总线处于忙碌状态则需延迟发送时间。该技术的优点是技术易实现、响应较及时,缺点在于数据发送效率不稳定,网络负载一旦增大,发送时间就会增长。(2)集中式轮询技术。轮询技术是实现集中式数据控制的主要方法,分为传递轮询与轮叫轮询,前者主机通过向某子站发送轮询信息来检测该子站是否无数据传输或完成数据传输,再向其临站发送轮询,以此方式依次处理所有站点,控制最终回到主机;后者主机则是按照顺序逐个询问各子站是否存在数据。(3)分散式令牌技术。实现分散式控制的方法主要是令牌技术,作为最典型的令牌技术,令牌环网的基本原理是网上各主机地位平等,只有获得令牌的主机才能发送数据。
2.2差错控制技术(1)ARQ方式。数据接收端一旦检测出差错,就会设法通知发送端对码字进行重发,直至接收到正确的码字为止。ARQ方式中使用检错码,只可检测出数据在传输过程中发生的差错,依靠双向通道把差错信息反馈给发送端,并且要求发送端设有数据缓冲区来储存已发送数据,以便对出错数据进行重发。(2)FEC方式。与ARQ方式相比,FEC方式中数据接收端不但可以检测出差错,还能对二进制码元中发生错误的位置进行判断,从而对差错加以自动、及时的纠正。该方式中使用的是纠错码,无需反向通道来传输请示重发的信息,发送端也无需设置数据缓冲区来储存原始数据,但与ARQ相比,其编码效率较低,且纠错设备较为复杂。混合纠错是将以上两种纠错方式进行综合,传输设备较为复杂,不作重点说明。
3计算机通信中的数据传输控制技术实施要点
3.1传输控制软件的功能模块松散耦合设计数据传输控制服务功能模块主要包括信道检测与优选、协议封装与解析、信息与安全处理等,各模块之间的选择和配置可根据数据传输具体需求来定。功能模块松散耦合设计突破了以往设计中存在的功能模块间相互依赖、边界不清的紧密耦合限制,增加了各功能模块的独立性、可调性,并给予了系统集成人员安装功能构建的可选择性,使功能模块更符合信息传递要求,维护人员也能准确发现问题所在,对网络传输控制服务进行有针对性的修复和优化。
3.2传输控制软件的信息传输的跨平台设计跨平台设计能使程序语言、硬件和软件设备在不同硬件架构的计算机上或不同的作业系统内实现无障碍运作。信息传输的跨平台设计主要包括信息跨平台传输与软件跨平台移植,通过网络传输控制软件来封装不同平台下的驱动机制与通信接口,进而形成统一的接口,以实现对数据传输的有效管理。
3.3多协议透明封装和解析采用多个相对立协议封装和解析模块能实现协议封装和解析功能与业务应用软件的有效分离,以多协议封装和解析来使业务软件应用更为透明,核心处理技术更为简明。这种多协议透明封装和解析的实现要以上层信息安全处理软件为基础,在交换服务中完成相应格式转换,实现传输协议在传输服务层中的封装和解析。
3.4可靠与实时传输相结合不同类型信息在传输要求的侧重上存在差异,指令类信息传输要求可靠性,态势感知类信息传输注重实时性,无线信息传输信道的特殊性对数据传输质量有较大影响,为保证传输的可靠性和实时性,可在无线信道上采用三级缓冲机制,使信息数据依次经过发送缓冲区、等待区与回执等待区,增加人工确认。
1在设计计算机通信与控制系统时要注意以下事项
(1)在对计算机通信与控制系统设计和配置时,要注意到系统的结构要紧凑,布局要合理,信号传输要简单直接。
在计算机通讯与控制系统的器件安装布局上,要充分注意到分散参数的影响和采用必要的屏蔽措施:对大功率器件散热的处理方法;消除由跳线、跨接线、独立器件平行安装产生的离散电容、离散电感的影响,合理利用辅助电源和去耦电路。
(2)计算机通信与控制系统本身要有很高的稳定性。
计算机通信与控制系统的稳定性,一方面取决于系统本身各级电路工作点的选择和各级间的耦合效果。特别是在小信号电路和功率推动级电路的级间耦合方面,更要重视匹配关系。另一方面取决于系统防止外界影响的能力,除系统本身要具有一定的防止外界电磁影响的能力外,还应采取防止外界电磁影响的措施。
(3)算机通信与控制系统防止外界电磁影响的措施,应在方案论证与设计时就给予充分考虑。
例如数字信号的采集传输,是采用脉冲调制器还是采用交流调制器,信号在放大时采用几级放大器,推动司服系统工作时采取何种功放,反馈信号的技术处理及接入环节,电路级间隔离的方法,器件安装时连接和接地要牢固可靠,避免接触不良造成影响,机房环境选择和布局避免强电磁场的影响等。
2排除电源电压波动给计算机通信与控制系统带来的影响
计算机通信与控制系统的核心就是计算机,计算机往往与强电系统共用一个电源。在强电系统中,大型设备的起、停等都将引起电源负载的急剧变化,也都将会对计算机通信与控制系统产生很大的影响;电源线或其它电子器件引线过长,在输变电过程中将会产生感应电动势。防止电源对计算机通信与控制系统的影响应采取如下措施:
(1)提高对计算机通信与控制系统供电电源的质量。
供电电源的功率因数低,对计算机通信与控制系统将产生很大的影响,为保证计算机通信与控制系统稳定可靠的工作,供电系统的功率因数不能低于0.9。
(2)采用独立的电源给计算机通信与控制系统供电。
应对计算机通信与控制系统的主要设备配备独立的供电电源。要求独立供电电源电压要稳定,无大的波动;系统负载不能过大,感性负载和容性负载要尽可能的少。
(3)对用电环境恶劣场所采取稳压方法。
对计算机等重要设备采用UPS电源。在稳压过程中要采用在线式调压器,不要使用变压器方式用继电器接头来控制的稳压器。
3防止由于外界因素对供电电源产生的传导影响
由于外界因素对电源产生的传导影响要采取以下措施。
3.1采用磁环方法
(1)用磁环防止传导电流的原理。
磁环是抑制电磁感应电流的元件,其抑制电磁感应电流的原理是:当电源线穿过磁环时,磁环可等效为一个串接在电回路中的可变电阻,其阻抗是角频率的函数。
即:Z二f/(ω)
从上式可以看出:随着角频率的增加其阻抗值再增大。
假设Zs是电源阻抗,ZL是负载阻抗,ZC是磁环的阻抗,其抑制效果为:
DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC/(ZS+ZL)]
从上述公式中可以看出,磁环抑制高频感生电流作用取决于两个因素:一是磁环的阻抗;另一个是电源阻抗和负载的大小。
(2)用磁环抑制传导电流的原则。
磁环的选用必须遵循两个原则:一是选用阻抗值较大的磁环:另一个是设法降低电源阻抗和负载阻抗的阻值。
3.2采用金属外壳电源滤波器消除高频感生电流,特别是在高频段具有良好的滤波作用
电源滤波器的选取原则
对于民用产品,应在100KHZ一30MHZ这一频率范围内考虑滤波器的滤波性能。军用电源滤波器的选取依据GJBl51/152CE03,在GJBl51/152CE03中规定了传导高频电流的频率范围为15KHZ-50MHZ。
4抑制直流电源电磁辐射的方法
4.1利用跟随电压抑制器件抑制脉冲电压
跟随电压抑制器中的介质能够吸收高达数千伏安的脉冲功率,它的主要作用是,在反向应用条件下,当承受一个高能量的大脉冲时,其阻抗立即降至很低,允许大电流通过,同时把电压箝位在预定的电压值上。利用跟随电压抑制器的这一特性,脉冲电压被吸收,使计算机通信与控制系统也减少了脉冲电压带来的负面影响。
4.2使用无感电容器抑制高频感生电流
俗称“隔直通交”是电容器的基本特性,通常在每一个集成电路芯片的电源和地之间连接一个无感电容,将感生电流短路到地,用来消除感生电流带来的影响,使各集成电路芯片之间互不影响。
4.3利用陶瓷滤波器抑制由电磁辐射带来的影响
陶瓷滤波器是由陶瓷电容器和磁珠组成的T型滤波器,在一些比较重要集成电路的电源和地之间连接一个陶瓷滤波器,会很好起到抑制电磁辐射的作用。
5防止信号在传输线上受到电磁幅射的方法
(1)在计算机通信与控制系统中使用磁珠抑制电磁射。
磁珠主要适用于电源阻抗和负载阻抗都比较小的系统,主要用于抑制1MHZ以上的感生电流所产生的电磁幅射。选择磁珠也应注意信号的频率,也就是所选的磁珠不能影响信号的传输,磁珠的大小应与电流相适宜,以避免磁珠饱和。
(2)在计算机通信与控制系统中使用双芯互绞屏蔽电缆做为信号传输线,屏蔽外界的电磁辐射。
(3)在计算机通信与控制系统中采用光电隔离技术,减少前后级之间的互相影响。
(4)在计算机通信与控制系统中要使信号线远离动力线;电源线与信号线分开走线。输入信号与输出信号线分开走线;模拟信号线与数字信号线分开走线。
6防止司服系统中执行机构动作回馈的方法
6.1RC组成熄烬电路的方法
用电容器和电阻器串联起来接入继电器的接点上,电容器C把触点断开的电弧电压到达最大值的时间推迟到触点完全断开,用来抑制触点间放电。电阻R用来抑制触点闭合时的短路电流。
对于直流继电器,可选取:
R=Vdc/IL
C=IL*K
式中,Vdc:直流继电器工作电压。
I:感性负载工作电流。
K二0.5-lЧF/A
对于交流继电器,可选取:
R>0.5*UrmS
C二0.002-0.005(Pc/10)ЧF
式中,Urms:为交流继电器额定电压有效值。
(二)人为因素。人为因素主要分为两种,一种是当人际关系出现不融洽现象时,有人利用毁坏计算机中重要信息,或对计算机中的相关数据进行篡改、删除的手段进行恶意报复,达到制造麻烦的目的的有意行为;另一种是指计算机操作或管理人员由于自身技术水平较为低下,在对计算机的操作过程中产生了错误操作导致计算机安全配置不当等无意行为。但无论是有意还是无意,在众多可能的人为因素面前,计算机仍然面临着许多安全威胁。
(三)相关法律规定不完善。相关法律体系的不健全现象无法为计算机安全管理提供有效的保障,即使国家已经对其加以关注,制定了相关的法律,但这些法律法规还是存在着许多漏洞,许多不法分子仍然在法律的制约下轻而易举的钻了空子。因此,国家还需对计算机安全保护的问题加以重视,使不法分子没有可乘之机。
(四)系统运维管理不规范。计算机的运行维护管理主要包括制度、机构建设、人员三个方面。制度管理主要是使得计算机操作人员或管理人员在对计算机进行操作时有理可循,有据可依,不会使计算机系统出现无序运行的现象,避免安全漏洞的产生;机构建设管理则是在计算机系统安全出现问题时可以将其有效解决的重要途径,对于防止问题频发起着关键作用;内部人员对单位计算机的操作情况极为熟悉,因此加强内部人员的管理是防止人为因素中有意破坏行为的关键。但在许多单位都存在着系统运维管理不规范的行为,把握不好制度、机构建设与人员管理三者的关系,对计算机安全产生威胁。
二、计算机控制自动化中的安全管理技术
(一)网络加密。计算机网络加密技术是对重要信息数据进行保护的重要手段,在信息传递的过程中采用乱码的形式,之后再进行信息数据的还原。其主要包括算法与密钥;两种元素,算法用来生成密文,密钥用来解密、编码。
(二)隐通道技术。运用隐通道可以实现由低安全级别向高安全级别主体发送信息,且不易被检查与控制,用户可以以反向思维进行信息传递。隐通道技术的运用可以有效的预防重要信息、数据、文件的泄露。
(三)水印技术。在不影响原内容的情况下,通过某些算法将需要隐藏的信息加印到原内容载体上,这种水印技术的运用能够有效的避免非法盗取信息的现象发生,也是进行数据信息保护的重要研究发展方向。
(四)防火墙技术。防火墙技术为网络通信进行访问控制,对每一个连接进行检查,防止网络遭到外界的干扰。在防火墙使用的过程中一定要保证使用方法的准确性与防火墙设计的合理性,只有这样才能保障网络的安全性,才能将不安全服务进行屏蔽,降低风险,提高网络环境的安全度。
三、计算机安全管理工作中的防范措施
(一)提高管理人员素质。在计算机的安全管理工作中人的作用是非常关键的,对于相关管理人员进行工作技能的培训,加强对其思想道德、职业道德的培养,使其加强对计算机安全管理工作的重视。计算机安全管理工作是不可以仅靠控制自动化来完成的,因此发挥人的主观能动性对计算机安全进行管理是非常必要的。
在远程网络通信中,由于信息传输方向的不同,可以将该过程中所采用的通讯技术分为双工通讯、半双工通讯与单工通讯等几种类型。顾名思义,双工通讯就是通过比较复杂的通信结构与线路,确保通讯双方的信息都能够向着两个方向传送;而半双工通信则可以理解为信息虽然能够在两个方向传输,但是这种传输过程不是实时的,因为每次传输都只有单个方向的数据在传输;单工通信则更加简单,就是只有一个固定方向的信息能够被传送。在实际的应用环境中,远程网络通信中所采用的通讯方式主要为半双工方式,也就是人们常说的四线制传输方式,而在不同计算机之间的通信中,则主要采用单工通信方式,这样,就可以在满足各种实际要求的情况下,使得通信系统中所采用的线路能够得到更大程度的简化。在基于计算机的远程网络通讯系统中,其硬件构成根据不同的功能主要包括计算机终端、网络主机、各种网络数据交换设备、网络数据传输线路等。
在这些硬件设备中,计算机终端的作用主要为对各个企业用户的网络数据通讯量和信息规模等进行控制;数据交换设备则可以实现对各种网络传输数据的分类、归档、处理与存储等操作过程;在网络主机中,则又可以具体分为微型计算机和小型计算机,其中,我们常用的计算机可以作为微型计算机来使用;网络数据传输线路又可以划分成多种不同的线路,比如常见的电话线路、光纤线路以及微波线路等,在这些线路中,人们最常用的就是光纤线路,这主要是由于光纤的速度非常快。在整个网络通讯链路中,计算机终端、主机等硬件设备,主要通过数据传输线路完成下路连接,而各种终端设备则需要通过数据交换设备来接入网络,接着,远程网络通讯系统各种计算机终端,则能够通过实现制定的网络协议来实现对网络终端的控制过程。对于基于计算机的远程网络通讯系统中所采用的连接方式,根据现代计算机网络技术的发展现状,可以划分为分支式、多路复用、集线式以及点到点等多种方式。在这几种方式中,点到点方式最为常用,因为这种连接方式主要以计算机为核心,然后再通过各种传输线路和数据交换设备来实现网络数据的交换与传输。
3计算机网络通信的发展方向
3.1朝着网络化方向发展。在现代计算机技术和网络技术发展的双重推动下,各种基于计算机网络的控制系统得到广泛应用,且应用范围和规模也不断扩展,给传统回路控制系统中所展现出来的特性造成了根本性的变化,主要是在网络技术推动下,逐渐形成了控制系统的网络化发展趋势,而这也是现代网络技术的成功应用所带来的必然结果。基于现代网络技术,可以将网络中的各种接口连接到仪表单元,从而使得网络化条件中的仪表单元具备了直接通讯的能力。正是由于网络技术的推动,才使得网络能够逐步延伸和发展到各个控制系统的末端,然后在与原有控制系统的结构相结合的基础上,则可实现从控制任务的最基底层,到实现整个调度工作的最高层之间的网络优化与连接过程。对于整个控制系统中的各个仪表单元,其可以作为控制网络中的最小实现环节来使用,而这些仪表单元的网络化则是在对这些仪表单元的数字化的基础上才完成的;在完成原有仪表单元的数字化之后,才能添加必要的网络通讯单元,从而构成完整的总线系统。在现有的网络化控制系统与现场总线控制系统中,整个控制过程的实现与完成已经不再仅通过传统意义上的控制系统来执行,而是通过各种仪表单元在对各自工作独立完成的及基础上,进而通过网络来实现不同单元之间信息交互,最终完成程序和应用环境所赋予的各种控制任务。
3.2朝着扁平化的方向发展在各种功能不同的网络结构中,特别是在基于分布式的计算机控制系统中,整个控制系统可以通过网络来划分成不同的层次,进而将计算机通过网路来连接。考虑到在网络中所存在的不同层次之间的独立性,信息在网络交互过程中,将会受到计算机的影响,这也是信息或者数据在网络交互过程中,需要考虑的一些问题。同时,由于分布式控制系统的网络本身所体现的数据结构的封闭性,会给不同厂家产品的交互带来影响。
锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动切换操作、执行机构及阀、滑差电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机,手自动切换操作部分,手动时由操作人员手动控制,用操作器控制滑差电机及阀等,自动时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,这是必不可少的,以免锅炉发生重大事故。
控制系统:
锅炉是一个较为复杂的调节对象,它不仅调节量多,而且各种量之间相互联系,相互影响,相互制约,锅炉内部的能量转换机理比较复杂,所以要对锅炉建立一个较为理想的数学模型比较困难。为此,把锅炉系统作了简化处理,化分为三个相对独立的调节系统。当然在某些系统中还可以细分出其它系统如一次风量控制回路,但是其主要是以下三个部分:
炉膛负压为主调量的特殊燃烧自动调节系统
锅炉燃烧过程有三个任务:给煤控制,给风控制,炉膛负压控制。保持煤气与空气比例使空气过剩系数在1.08左右、燃烧过程的经济性、维持炉膛负压,所以锅炉燃烧过程的自动调节是一个复杂的问题。对于3×6.5t/h锅炉来说燃烧放散高炉煤气,要求是最大限度地利用放散的高炉煤气,故可按锅炉的最大出力运行,对蒸汽压力不做严格要求;燃烧的经济性也不做较高的要求。这样锅炉燃烧过程的自动调节简化为炉膛负压为主参数的定煤气流量调节。
炉膛负压Pf的大小受引风量、鼓风量与煤气量(压力)三者的影响。炉膛负压太小,炉膛向外喷火和外泄漏高炉煤气,危及设备与运行人员的安全。负压太大,炉膛漏风量增加,排烟损失增加,引风机电耗增加。根据多年的人工手动调节摸索,6.5t/h锅炉的Pf=100Pa来进行设计。调节方法是初始状态先由人工调节空气与煤气比例,达到理想的燃烧状态,在引风机全开时达到炉膛负压100Pa,投入自动后,只调节煤气蝶阀,使压力波动下的高炉煤气流量趋于初始状态的煤气流量,来保持燃烧中高炉煤气与空气比例达到最佳状态。
锅炉水位调节单元
汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数,水位过高,会破坏汽水分离装置的正常工作,严重时会导致蒸汽带水增多,增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低,则会破坏水循环,引起水冷壁管的破裂,严重时会造成干锅,损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重大事故。它的被调量是汽包水位,而调节量则是给水流量,通过对给水流量的调节,使汽包内部的物料达到动态平衡,变化在允许范围之内,由于锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量变化的响应呈积极特性。但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时,表现却为"逆响应特性",即所谓的"虚假水位",造成这一原因是由于负荷增加时,导致汽包压力下降,使汽包内水的沸点温度下降,水的沸腾突然加剧,形成大量汽泡,而使水位抬高。汽包水位控制系统,实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。它是以水位作为水量平衡与否的控制指标,通过调整进水量的多少来达到进出平衡,将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近,以提高锅炉的蒸发效率,保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象,运行中存在虚假水位现象,实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双重量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。
除氧器压力和水位调节:除氧器部分均采用单冲量控制方案,单回路的PID调节。
监控管理系统:
以上控制系统一般由PLC或其它硬件系统完成控制,而在上位计算机中要完成以下功能:
实时准确检测锅炉的运行参数:为全面掌握整个系统的运行工况,监控系统将实时监测并采集锅炉有关的工艺参数、电气参数、以及设备的运行状态等。系统具有丰富的图形库,通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上;除此之外,还能将参数以列表或分组等形式显示出来。
综合分析及时发出控制指令:监控系统根据监测到的锅炉运行数据,按照设定好的控制策略,发出控制指令,调节锅炉系统设备的运行,从而保证锅炉高效、可靠运行。