浅谈控制自动化在我国工业发展进程中的重要性
【摘要】信息化的发展对我国的工业具有极其重要的作用，极大提升了工业发展的水平，而其中的控制自动化技术发挥着积极的作用，工业控制自动化技术是20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，该技术在众多的领域中都已经得到了应用，随着科技的进步，该技术也在不断的完善与进步。笔者结合已有的工作经验，将从控制自动化在我国工业发展的应用、重要性等方面进行探讨，以期为我国工业控制自动化技术的发展及相关从业人员提供理论或者实际参考意见。
【关键词】控制自动化；工业发展；PLC；PC；重要性
1.引言
传统工业发展的控制模式具有很大的局限性，在工业生产中，精度、稳定性、可靠性、效率、作业方式等都难以满足现代化生产的要求，传统的控制方式缺少智能化、自动化等先进的技术，无法保证工业生产的质量，并且增加了生产的控制成本，不利于企业改善其经济效益，制约了企业竞争力的提升。
随着控制自动化技术逐步融入到工业发展中来，给工业生产的机电一体化、智能技术、控制自动化等引入了新的意义，并且推动了工业发展的水平。我国要从劳动密集型的发展方式向高端技术转型，必须重视控制自动化对于技术转型的重要性。
2.控制自动化技术在工业发展中的应用
控制自动化技术主要包含智能控制技术和自动化控制技术，其逐渐渗透到了工业领域的各个方面，在工业控制中有不同的方法和流程，如准时方式、看板方式和零库存方式等，准时方式是为了保证工业生产的无缝衔接，看板方式是确保信息之间的准确传递，零库存方式是为了消除无效的空间浪费。
控制自动化技术的不断完善，通过与信息网络技术、智能控制技术、办公自动化等技术相互融合，形成了多层次、多样化、复合型等结构。自动化控制技术由于可以适合不同的环境，通过对知识进行定性、定量的分析与推理，可以实现控制的精确性和及时性要求，保证工业生产中的高质量与高水平。其技术的主要部分包含以下结构：
（1）信息采集
控制自动化的信息采集是随着自动化程度的不断提高，实现生态环境和工业自动化控制之间的协调，可以解决机械自动化和工业用工之间的矛盾，为提高加工的效率和质量提供信息参考，并且引入先进的管理技术和智能控制技术。
（2）系统建模
办法设备保全处湖云设〔2016〕1号 湖南云峰工业自动化控制系统管理规定1 目的 为规范和加强弋阳海螺工业自动化控制系统的日常管理，保障公司生产的顺利进行，使自动化控制系统管理科学化、制度化，建立相适应的管理体系；根据公司《计算机管理办法》、《报警值修改管理规定》，特制定本规定。 2 适用范围 本规定适用于公司工业自动化控制系统设备从调研、选型验收、安装、使用直至更新全过程的管理。本规定中控制系统主要是指公司内工业自动化控制计算机系统、可编程序逻辑控制器系统。 3 系统管理 3.1 设备保全处是工业自动化控制系统的职能管理部门，主要负责控制系统的软、硬件的维护与运行工作、技术资料管理及各种备件管理,并根据运行状况制订系统检修计划及方案； 3.2 各使用部门严格按操作规程及维护规程使用与维护；确保系统使用运行环境，监控运转状况，发现问题及时与设备保全处联系；并积极配合专业维修人员分析处理系统故障； 3.3 设备保全处应在操作站设立严格的口令管理制度，严格区分维护、操作使用权限。系统管理员应设两人，拥有除用户权限设臵外的所有权限，用户权限设臵口令由保全处分管领导掌握：
3.4 一般情况下系统管理员需了解、熟悉系统设臵及程序时不得在系统操作站和工程师站上进行，以防止不慎错误的修改、下载程序。 3.5 严禁擅自在计算机根目录下删除或存放私有文件，严禁擅自移动系统程序、应用程序的文件和文件夹； 3.6 用户禁止将本岗位口令泄漏给他人，不得擅自修改系统程序、应用程序、控制系统的硬设定及软设定； 3.7 操作或使用人员负责日常清灰、保持清洁；未经许可，不得擅自搬动机房内的设备或变更电源系统，不得将设备随意借出；不得擅自打开微机设备修理，设备运行过程中若发生硬件或系统软件故障,应及时报告,不得擅自处理; 3.8 严格禁止在操作站上使用非系统所带可移动存储媒体（软盘、U盘、光盘等），确保系统的软件安全，杜绝病毒的入侵； 3.9 操作人员严禁在操作站上使用非工艺过程管理软件，严禁在操作站上读写、删 除文件、自行复位、关闭操作站； 3.10 控制系统中生产线控制系统、工控微机及单机设备可编程序控制器由设备保全处负责巡检维护，并负责生产期间内系统正常运行，排除运行过程中发现的设备故障； 3.11 控制系统在线控制时，一般不允许修改软件及报警值等相关数据；特殊情况下，须遵照《报警值修改管理规定》，经由使用单位提出书面申请并办理相关会签手续后，自动化系统管理人员方可修改，修改时应保证各计算机控制系统的一致性； 3.12 对控制程序属于技改性质较大的修改，报专业部
自动化产业必备的十大工控产品 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 1.控制器，自动化工厂的大脑 控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。 自动化工厂中常用的控制器有plc，工控机等。 可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC），它采用一类可编程的存储器， 用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 工控机（IndustrialPersonalComputer，IPC）即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。 2.机器人，自动化工厂的坚定执行者 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
浅谈工业自动化控制技术研究 工业自动化控制技术可以提高工业生产产量与生产质量，并且确保生产安全，可以说是一种综合性能较高的技术。现代工业的自动化控制流程，需要通过机械、计算机技术等技术来组合实现。当前我国工业自动化控制技术的逐渐成熟，能够标志着工业技术的进步，有利于推进社会机电一体化进程。伴随着社会的不断发展，我国的工业自动化控制技术一贯受到国家政策的支持，逐渐缩小了与国际先进水平的巨大差距，并且与此同时暴露出的问题也越来越多。文章对我国工业自动化控制技术发展研究，并对未来发展战略提出思考。 标签：自动化控制技术；自动化程度；工业技术 1 工业自动化控制技术内涵 随着科学技术的不断进步，工业控制技术也越来越朝着先进趋势迈进，进而使各大工厂中的生产效率明显提高。工业自动化控制从通俗意义上来说，就是在工业生产过程中尽可能的减少消耗人力资源的次数，而充分利用机器等除动物以外的能源或者动力来进行生产，也可以说是一种能够让工业流程不消耗人力，自动生产的一种过程。 作为现代制造业最重要的一种技术，自动化在现代制造业，特别是需要大批生产的制造业中发挥着重要作用。随着第三次科技革命的到来，计算机、微电子、纳米等技术不断更新，自动化技术也在不断发展，各国开始认识到研究工业自动化控制技术的必要性，在这样的背景下使工业自动化控制技术得到了空前绝后的发展。当前工业自动化技术在社会各个领域应用十分广泛，我们经常可以在机械制造、建筑、计算机等行业领域中发现自动化技术的影子。在中国社会随着改革开放的脚步加快，自动化控制技术也渐渐传入大陆被人们所接受，为现代机械生产作出了很大贡献，提高了工业生产产量与生产质量，并且从一定程度上降低了能耗，保证日常的生产安全。 2 我国的自动化控制技术发展现状分析 中国工业自动化控制技术是借着改革开放的风气被带进来的，甚至可以追溯到上个世纪，也正是因为改革开放这一优势，工业控制技术才得到了巨大的发展空间。到目前为止，中国的工业自动化进程发展依旧迅速，“PLC，变频器，触摸屏”等产品都被广泛应用到了工业控制的各国领域，为中国的现代化工业生产做出了巨大贡献。 2.1 PLC PLC是一种电子系统，通俗来说，是一种可以编辑程序的逻辑控制器，通过运用数字计算的操作过程，可以控制设备的生产。这种技术依赖于计算机技术，而随着计算机技术不断发展与革新，会出现容量更大、速度更快的产品不断出现。
自动控制 摘要：综述了自动控制理论的发展情况，指出自动控制理论所经历的三个发展阶段，即经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。最后指出，各种控制理论的复合能够取长补短，是控制理论的发展方向。 自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展：第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论；第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论；第三代为60年代中期即已萌芽，在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论，而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点，难以建立精确的数学模型。因此，自动控制专家和学者希望能从要解决问题领域的知识出发，利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力，来实现对上述复杂系统的控制，这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 1自动控制理论发展概述 自动控制是指使用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人 自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术，可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作，自动控制显得尤其重要。 自动控制理论是和人类社会发展密切联系的一门学科，是自动控制科学的核心。自从19世纪M ax we ll对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来，经过20世纪初Ny qu i s t，B od e，Ha rr is，Ev ans，W ie nn er，Ni cho l s等人的杰出贡献，终于形成了经典反馈控制理论基础，并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具，采用频域方法，主要研究“单输入—单输出”线性定常控制系统的分析和设计，但它存在着一定的局限性，即对“多输入—多输出”系统不宜用经典控制理论解决，特别是对非线性、时变系统更
工业自动化控制技术简析 1，前言 工业电气自动化这个专业从50年代开始在我国出现并发展。虽然国家对该专业做了几次大规模的调整，但由于其专业面宽，适用性广，一直到现在仍然焕发着勃勃生机。工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。 2.工业电气自动化的发展现状 2.1lE C61 13l标准使得编程接口标准化。目前，世界上有200多家PLC厂商，近400种PL C产品，不同产品的编程语言和表达方式各不相同，IEC*****使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。*****l同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。 2.2Windows正成为事实上的工控标准平台微软的技术如Windows NT、WindOWSCE和IntemetExplore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在工业自动化领域，基于PC的人机界面已经成为主流，基于PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。 3、工业自动化控制系统的特点 用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心，所要执行的信息处理任务庞大，而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，一些系统设备在维持正常运行时，可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次；电气设备所需要的保护装置要求高，动作速度快，一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点，而控制方式
概述 进程控制块(PCB)（系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它 来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。系统利用PCB来控制 和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志。进程与PCB 是一 一对应的） 编辑本段应用 在不同的操作系统中对进程的控制和管理机制不同，PCB中的信息多少也 不一样，通常PCB应包含如下一些信息。 1、进程标识符 name： 每个进程都必须有一个唯一的标识符，可以是字符串，也可以是一个数 字。 2、进程当前状态 status： 说明进程当前所处的状态。为了管理的方便，系统设计时会将相 同的状态的进程组成一个队列，如就绪进程队列，等待进程则要根据等 待的事件组成多个等待队列，如等待打印机队列、等待磁盘I/O完成队列 等等。 3、进程相应的程序和数据地址，以便把PCB与其程序和数据联系起来。 4、进程资源清单。列出所拥有的除CPU外的资源记录，如拥有的I/O 设备 ，打开的文件列表等。 5、进程优先级 priority： 进程的优先级反映进程的紧迫程度，通常由用户指定和系统设置。 6、CPU现场保护区 cpustatus： 当进程因某种原因不能继续占用CPU时（如等待打印机），释放CPU ，这时就要将CPU的各种状态信息保护起来，为将来再次得到处理机恢复 CPU的各种状态，继续运行。 7、进程同步与通信机制用于实现进程间互斥、同步和通信所需的信号
量等。 8、进程所在队列PCB的链接字根据进程所处的现行状态，进程相应 的PCB参加到不同队列中。PCB链接字指出该进程所在队列中下一个进程 PCB的首地址。 9、与进程有关的其他信息。如进程记账信息，进程占用CPU的时间等。 编辑本段实例 Linux task_struct 在linux 中每一个进程都由task_struct 数据结构来定义. task_struct就是我们通常所说的PCB。 struct task_struct { long state; /*任务的运行状态（-1 不可运行，0 可运行(就绪)，>0 已停止）*/ long counter;/*运行时间片计数器(递减)*/ long priority;/*优先级*/ long signal;/*信号*/ struct sigaction sigaction[32];/*信号执行属性结构，对应信号将要执行的操作和标志信息*/ long blocked; /* bitmap of masked signals */ /* various fields */ int exit_code;/*任务执行停止的退出码*/ unsigned long start_code,end_code,end_data,brk,start_stack;/*代码段地址代码长度（字节数） 代码长度 + 数据长度（字节数）总长度堆栈段地址*/ long pid,father,pgrp,session,leader;/*进程标识号(进程号) 父进程号父进程组号会话号会话首领*/ unsigned short uid,euid,suid;/*用户标识号（用户id）有效用户id 保存的用户id*/ unsigned short gid,egid,sgid; /*组标识号（组id）有效组id 保存的组id*/ long alarm;/*报警定时值*/ long utime,stime,cutime,cstime,start_time;/*用户态运行时间内核态运行时间子进程用户态运行时间 子进程内核态运行时间进程开始运行时刻*/ unsigned short used_math;/*标志：是否使用协处理器*/
浅谈工业自动化控制技术 摘要：随着如今社会经济的不断发展，科技水平的不断提高，各行各业都实行 了工业化自动化的建设，如今人们的生活水平日益增长，所需的各种必用品得供 应量也逐渐增加，这就使得一些企业需要发展创新自己的产品，提高商品产出的 效率。工业自动化控制技术就是一个新兴的可以提高效率的技术，因此，它作为 一个重要的工业发展必备的技术。其重要地位在工业发展中占了很大的比重。而 且工业自动化控制技术作为一个智能机器操作，其效率是人工的好几倍。更为重 要的是工业自动化控制技术不仅能够提高工作效率，还能够保证生产出来的产品 的效率，并且有效的处理一些出现在生产效率和生产质量之间存在的不可避免的 矛盾。以下就是我对工业自动化控制技术的认识和对其以后在发展中的提议。 关键词：工业自动化;控制技术 前言： 虽说目前国家的经济水平日益提高，生产水平也在不断的发展，但是对于一 些国家来说，我国在一些领域上仍处于落后的地步。因此，我国需要不断的创新 学习其他新的技术和应用。目前在工业发展方面，已经有了新兴事物的出现，那 就是工业自动化控制技术的出现，工业自动化控制技术作为一个智能完全自动化 的技术，已经渐渐出现在了工业发展中，并且由于本身的优势和操作已经成为了 工业发展中十分重要的地位了。因为这一好用效率又高的技术的出现，使得工业 发展越来越快，不过这技术虽好，但不好好利用也会造成麻烦。所以，对于如今 这个新兴的技术来说，后面还有很大的考验在等着它，研究并改善工业自动化控 制技术是未来工业技术发展中的重点，只有不断改进工业自动化控制技术，才能 使工业生产自动化、智能化、效率化和精确化水平得以进一步的提高，因此，工 业自动化控制技术日后的发展成为了很重要的一件事。 1.工业自动化控制技术概述 工业自动化控制技术就是指利用微电子技术、电气技术、机械技术以及计算 机软件技术来对工业生产过程进行控制，而无需使用人工操作机械来控制生产进度。也就是说，在工业自动化控制下的工业生产机械设备是利用各种仪器、仪表 和控制器，按照预先设定的流程进行机械自动调节来进行生产运行的。因此在自 动化控制系统中，必须要对所有涉及到生产调节的仪器都进行精准的参数设置， 以确保其在生产中能够充分发挥职能作用，确保生产顺利进行的目的。一般来讲，工业自动化控制系统主要是由计算机、通信网络和各种传动设备组成。 2.工业自动化控制的发展现状 目前我国的工业自动化控制技术已经得到了很大的发展，自动化控制系统也 逐渐趋于完善。但尽管如此，工业自动化控制技术仍然具有很大的发展应用空间。就目前来看，较为常用的自动化控制产品主要有PLC与工控PC两种，这两种自 动化控制产品的应用代表了我国的工业自动化控制水平已经有了很大的发展。 2.1 PLC的发展与应用 PLC是可编程序控制器的英文缩写，是由美国通用汽车公司在1968年首先提 出的可编程控制器的相关设想，并于次年研发出了世界上第一台PLC。随后世界 各国都开始积极研发PLC，极大的促进了PLC的快速发展。直到今天，PLC已经成为一种应用广泛的工业自动化生产控制设备，在工业自动化发展中起到很大的推 动作用。在我国，现也已经有很多科研单位或者工厂都在不断研发和改进PLC的 性能，但很多技术都还要依赖国外进口，因此如何提高我国自主的工业自动化控
浅谈工业自动化控制技术 发表时间：2018-08-09T09:45:06.970Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：高波 [导读] 摘要：随着如今社会经济的不断发展，科技水平的不断提高，各行各业都实行了工业化自动化的建设，如今人们的生活水平日益增长，所需的各种必用品得供应量也逐渐增加，这就使得一些企业需要发展创新自己的产品，提高商品产出的效率。 （哈尔滨天达控制股份有限公司黑龙江哈尔滨 150000） 摘要：随着如今社会经济的不断发展，科技水平的不断提高，各行各业都实行了工业化自动化的建设，如今人们的生活水平日益增长，所需的各种必用品得供应量也逐渐增加，这就使得一些企业需要发展创新自己的产品，提高商品产出的效率。工业自动化控制技术就是一个新兴的可以提高效率的技术，因此，它作为一个重要的工业发展必备的技术。其重要地位在工业发展中占了很大的比重。而且工业自动化控制技术作为一个智能机器操作，其效率是人工的好几倍。更为重要的是工业自动化控制技术不仅能够提高工作效率，还能够保证生产出来的产品的效率，并且有效的处理一些出现在生产效率和生产质量之间存在的不可避免的矛盾。以下就是我对工业自动化控制技术的认识和对其以后在发展中的提议。 关键词：工业自动化;控制技术 前言： 虽说目前国家的经济水平日益提高，生产水平也在不断的发展，但是对于一些国家来说，我国在一些领域上仍处于落后的地步。因此，我国需要不断的创新学习其他新的技术和应用。目前在工业发展方面，已经有了新兴事物的出现，那就是工业自动化控制技术的出现，工业自动化控制技术作为一个智能完全自动化的技术，已经渐渐出现在了工业发展中，并且由于本身的优势和操作已经成为了工业发展中十分重要的地位了。因为这一好用效率又高的技术的出现，使得工业发展越来越快，不过这技术虽好，但不好好利用也会造成麻烦。所以，对于如今这个新兴的技术来说，后面还有很大的考验在等着它，研究并改善工业自动化控制技术是未来工业技术发展中的重点，只有不断改进工业自动化控制技术，才能使工业生产自动化、智能化、效率化和精确化水平得以进一步的提高，因此，工业自动化控制技术日后的发展成为了很重要的一件事。 1.工业自动化控制技术概述 工业自动化控制技术就是指利用微电子技术、电气技术、机械技术以及计算机软件技术来对工业生产过程进行控制，而无需使用人工操作机械来控制生产进度。也就是说，在工业自动化控制下的工业生产机械设备是利用各种仪器、仪表和控制器，按照预先设定的流程进行机械自动调节来进行生产运行的。因此在自动化控制系统中，必须要对所有涉及到生产调节的仪器都进行精准的参数设置，以确保其在生产中能够充分发挥职能作用，确保生产顺利进行的目的。一般来讲，工业自动化控制系统主要是由计算机、通信网络和各种传动设备组成。 2.工业自动化控制的发展现状 目前我国的工业自动化控制技术已经得到了很大的发展，自动化控制系统也逐渐趋于完善。但尽管如此，工业自动化控制技术仍然具有很大的发展应用空间。就目前来看，较为常用的自动化控制产品主要有PLC与工控PC两种，这两种自动化控制产品的应用代表了我国的工业自动化控制水平已经有了很大的发展。 2.1 PLC的发展与应用 PLC是可编程序控制器的英文缩写，是由美国通用汽车公司在1968年首先提出的可编程控制器的相关设想，并于次年研发出了世界上第一台PLC。随后世界各国都开始积极研发PLC，极大的促进了PLC的快速发展。直到今天，PLC已经成为一种应用广泛的工业自动化生产控制设备，在工业自动化发展中起到很大的推动作用。在我国，现也已经有很多科研单位或者工厂都在不断研发和改进PLC的性能，但很多技术都还要依赖国外进口，因此如何提高我国自主的工业自动化控制技术水平仍然是需要我们不断努力研究的课题。 事实上，PLC一直都是引领工业自动化发展的先驱，也是工业自动化的发展重点。这是因为PLC在工业生产中的用途极为广泛，不但能够实现单机自控的自动化控制系统，而且还能在流水线上的生产设备上进行使用。不但能够执行逻辑运算，还能够通过程序设置来实现定时、计数以及控制生产顺序。并且由于其是采用插入式模块结构进行控制，因而能够直接将数据信息传回计算机中，方便了管理与维护。另外，PLC的编程较为简单，能够在现场及时进行修改或调试，因为维护极为方便，可靠性较高，体积小，通用性很强，方便扩展和安装。 2.2 工控PC 工业PC主要包含两种类型：IPC工控机以及它们的变形机，如AT96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业PC的运行稳定性、热插拔和冗余配置要求很高，现有的IPC已经不能完全满足要求，将逐渐退出该领域，取而代之的将是其他工控机，而IPC将占据管理自动化层。而目前工况PC之所以没有完全替代PLC，主要有两个原因：一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统Windows NT的原因。一个成功的PC-based控制系统要具备两点：一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见，工业PC 与PLC的竞争将主要在高端应用上，其数据复杂且设备集成度高。工业PC不可能与低价的微型PLC竞争，这也是PLC市场增长最快的一部分。从发展趋势看，控制系统的将来很可能存在于工业PC和PLC之间，这些融合的迹象已经出现。 工业自动化控制PC的主要优点在于它便于安装和使用，具有高级的诊断功能，使用人员可以更加灵活的进行选择而且在使用的花费上也比较合理，在工业发展中极大地降低了生产成木，基于PC的控制器可以像PLC一样，并且操作和维护人员接受，所以目前的制造商大部分都在生产中采用PC控制方案。近些年，工业PC在我国取得了很大的发展，技术与研发上也己经和发达国家水平相近。 3.工业自动化技术系统的发展趋势 工业自动化控制技术作为一个拥有极强的控制能力和自动化的技术，在未来的发展中一定可以为企业和国家带来足够的利益，而且由于它的内在系统十分强大，也可以在以后的发展中起到重要的作用。工业自动化控制技术的内部系统主要分lDE和lAS。lDE是为每个程序提供了历史记录审核跟踪技术，可以很好的为每一份工作在工作过程中的一切记录下来，方便后期的查看和研究，可以通过观察工作过程来找出不合理以及需要改正的地方，使得工业自动化控制技术在工程发展中更上一层楼；lAS对于企业来说是有着极大的好处，可以降低工程投资成本，降低了人工劳动费的支出，而且还能高效精准的完成工作，是每一个企业都需要的技术。而且对于未来的生活发展来说还是一个未知，只有将工业自动化控制技术加大改善力度，不断创新，不断增强设备的属性，相信工业自动化控制技术在未来一定会发展的更
进程控制模块分析
一、模块名称: 进程控制模块，在linux体系结构中属于用户接口层。 二、模块功能描述: 进程控制模块，主要负责： 1 进程的运行控制包括创建，注销，停止。 2 进程的信息管理，包括命名空间管理，PID管理。 3 进程的资源管理。 三、模块结构图：
四、模块接口说明： 1接口名: 获得进程的数字ID 接口的功能描述：得到进程在给定命名空间，指定类型的数字ID号。 接口包含的函数： 1)pid_t task_pid_nr_ns（structtask_struct *tsk structpid_namespace *ns） ●入口参数： a)structtask_struct*tsk：需要查询的进程的描述 符。 b)structpid_namespace *ns：需要查询的进程所 在的命名空间。 ●返回值： a)pid_t：需要查询的进程的数字pid号。 ●重要的结构体说明： a)task_struct：存储的了进程的各种控制信息， 详细定义参见重要数据结构。详细介绍见模 块主要结构体说明。 b)pid_t：进程的数字ID号定义为int类型。 ●函数说明 根据进程描述符，获得在制定命名空间的进程数字 pid。
2)pid_t task_tgpid_nr_ns(structtask_struct*tsk structpid_namespace *ns) ●入口参数： a)structtask_struct*tsk b)structpid_namespace*ns ●返回值：pid_t: 进程的数字ID号定义为int类型。 ●重要的结构体说明： a)task_struct：存储的了进程的各种控制信息， 详细定义参见重要数据结构。详细介绍见模 块主要结构体说明。 b)pid_t：进程的数字ID号定义为int类型。 ●函数说明 根据进程描述符，获得在制定命名空间的进程组 的数字pid。 3)pid_t task_pgrp_nr_ns(structtask_struct *tsk structpid_namespace*ns ●入口参数： a)structtask_struct *tsk b)structpid_namespace *ns ●返回值：pid_t ●重要的结构体说明： a)task_struct：存储的了进程的各种控制信息，
工业自动化控制 工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制，或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。 工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命，使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初，随着改革开放的春风，国外先进的工控技术进入中国大陆，比较广泛使用的工业控制产品有“PLC，变频器，触摸屏，伺服电机，工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程，为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。 一、工业自动化仪器仪表 （一）PLC（可编程序控制器） PLC—可编程序控制器的英文为Programmable Logic Controller，1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求 ①编程简单，可在现场修改和调试程序；②维护方便，采用插入式模块结构；③可靠性高于继电器控制系统；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制系统竞争；⑦可直接用115V交流电压输入；⑧输出量为115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨通用性强，易于扩展；⑩用户程序存储器容量至少4kB。 为了实现通用汽车提出的要求，第一台适合其要求的PLC（可编程序控制器）于1969年在美国成功制造出来，自从第一台出现之后，随之，日本、德国、法国也相继开始了PLC 的研发，并得到了迅猛的发展，现在主要生产PLC 的厂家分别是：德国西门子、AEG，日本的三菱、美国AB，GE法国的TE公司等。 我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为
浅谈工业自动化控制系统中的智能控制 ——郝庆超 在自动化（automation）不断完善和发展的今天，自动化水平已经成为衡量企业现代化水平的一个重要标准，而自动化的一个重要分支——工业自动化，更是生产型企业提高生产效率，稳定产品质量的重要手段。我国的自动化发展历程也经历了以“观测”为主的第一阶段，以“观测”并“人为反应”的第二阶段，已经逐渐进入到“自动测量自动反应”的第三阶段。这些进步，同时需要控制理论和实践的完善，智能控制（intelligent controls）作为现代控制理论基础上发展起来的新型控制理论，已经广泛应用于各个自动化领域，全自动洗衣机就是典型的智能控制自动化的例子。 一个控制系统包括控制器（controller）、传感器（sensor）、变送器（transmitter）、执行机构（final controlling element）、输入输出接口（I/0 interface）五部分组成。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器，这样完成了一次正常的运算控制操作。 按照自动控制有无针对对象来划分，自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈，当然这个反馈不是人为直观观察的。例如向一个容器里加水，有水位测量设备，水位到达设定的高度，水龙头自动关断，这就是“闭环控制”；如需人为的看水是否到了设定的高度，而去人为的关水龙头，这就是“开环控制”。当然，智能控制，目标是不需要人为干预，所以，我们可以简单的认为“开环控制”是人为干预控制，不能完全体现智能控制的特点，所以在这里不去深究它。“闭环控制”按照执行机构的不同，可分为“状态闭环控制”和“调节闭环控制”。区分“状态闭环控制”和“调节闭环控制”的办法是看对执行机构的作用方式，如上例中，如果水龙头是开关两位的，在水位到达设定的高度，自动关断水龙头，则此为“状态闭环控制”；如果水龙头是可调节的，根据水位高度的不同，调节水龙头开度的大小，通过加水量的不同，让水位保持平衡，此为“调节闭环控制”。 目前工业自动化控制中，“状态闭环控制”多用于保护类控制，例如汽机的ETS，锅炉的MFT，化工的ESD，水泵保护等等。其优点是反应比较快，控制器本身不需要复杂的计算，通过逻辑运算基本可以实现；其缺点是一旦收到的反馈信号为假信号，则按照假信号进行动作，工程上多称之为“误动”。由于动作迅速（一般是以“毫秒”为单位进行计算），所以一旦误动产生，无法在执行之前或之中做出人为反应处理，只能事后补救，而一些重要的保护一旦产生误动，其影响和损失都是比较大的。针对这个问题，根据现场“状态闭环控制”的重要性和损失性，需要将反馈信号进行品质判断处理，判断出信号的真实性，如果是假信号，则保持原信号不变，不触发执行机构工作，避免误动。而且几乎所有的“状态闭环控制”都有是否允许执行的开关，即联锁按钮。联锁按钮可根据实际情况，屏蔽控制内容，这样就可以部分的对其进行提前控制，把误动的可能性减到最低。 “调节闭环控制”相对“状态闭环控制”要复杂一些，需要控制器进行复杂的运算，计算出输出的结果给执行机构，执行机构进而调节被调节对象。从时间上来讲，“调节闭环控制”是不间断的时时进行计算和输出，其周期决定于控制器的运算周期。“调节闭环控制”需要人为或通过系统计算给定一个被控制对象的理想的状态数值（给定值set value，简写为S），控制器会比较实际的被控制对象的数值（测量值practical value，简写P）与给定值之间的偏差，并计算出输出到执行机构的值（输出值output value，简写O）给执行机构，执行机构变化，使测量值改变，控制器再次比较测量值与给定值的偏差（以下简称偏差），进行下一循环的计算并输出。“调节闭环控制”一般常用的控制方式是“比例积分微分控制”即“PID控制”或“PID调节”。PID控制器就是根据偏差，利用比例（proportional）、积分（integration）、微分（differentiation）计算出控制量进行控制的。PID控制器问世至今已有近几十年的历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。很多盘装仪表控制器就具备很好的带有记忆功能的PID控制功能。“调节闭环控制”对控制系统中各个
自动控制理论发展简史（经典部分） 牛顿可能是第一个关注动态系统稳定性的人。1687年，牛顿在他的《数学原理》中对围绕引力中心做圆周运动的质点进行了研究。他假设引力与质点到中心距离的q 次方成正比。牛顿发现，假设q>-3 ,则在小的扰动后，质点仍将保留在原来的圆周轨道附近运动。而当q≤-3时，质点将会偏离初始的轨道，或者按螺旋状的轨道离开中心趋向无穷远，或者将落在引力中心上。 在牛顿引力理论建立之后，天文学家曾不断努力以图证明太阳系的稳定性。特别地，拉格朗日和拉普拉斯在这一问题上做了相当的努力。1773年，24岁的拉普拉斯“证明了行星到太阳的距离在一些微小的周期变化之内是不变的”。并因此成为法国科学院副院士。虽然他的论证今天看来并不严格，但他的工作对后来李亚普诺夫的稳定性理论有很大的影响。 直到十九世纪中期，稳定性理论仍集中在对保守系统研究上。主要是天文学的问题。在出现控制系统的镇定问题后，科学家们开始考虑非保守系统的稳定性问题。 James Clerk Maxwell是第一个对反馈控制系统的稳定性进行系统分析并发表论文的人。在他1868年的论文“论调节器”(Maxwell J C.On Governors. Proc. Royal Society of London,vol.16:270-283,1868)中，导出了调节器的微分方程，并在平衡点附近进行线性化处理，指出稳定性取决于特征方程的根是否具有负的实部。Maxwell的工作开创了控制理论研究的先河。 Maxwell是一位天才的科学家，在许多方面都有极高的造诣。他同时还是物理学中电磁理论的创立人(见其论文“A dynamical theory of the electromagnetic field”，1864)。目前的研究表明，Maxwell事实上在1863年9月即已基本完成了其有关稳定性方面的研究工作。 约在1875年，Maxwell担任了剑桥Adams Prize的评奖委员。这项两年一次的奖授予在该委员会所选科学主题方面竞争的最佳论文。1877年的Adams Prize的主题是“运动的稳定性”。E.J.Routh在这项竞赛中以其跟据多项式的系数决定多项式在右半平面的根的数目的论文夺得桂冠(Routh E J.A Treatise on the Stability of Motion.London,U.K.:Macmillan,1877)。Routh的这一成果现在被称为劳斯判据。Routh工作的意义在于将当时各种有关稳定性的孤立的结论和非系统的结果统一起来，开始建立有关动态稳定性的系统理论。 Edward John Routh 1831年1月20日出生在加拿大的魁北克。他父亲是一位在Waterloo服役的英国军官。Routh 11岁那年回到英国，在de Morgan指导下学习数学。在剑桥学习的毕业考试中，他获得第一名。并得到了“Senior Wrangler”的荣誉称号。（Clerk Maxwell排在了第二位。尽管Clerk Maxwell当时被称为最聪明的人。）毕业后Routh开始从事私人数学教师的工作。从1855年到1888年Routh教了600多名学生，其中有27位获得“Senior Wrangler”称号，建立了无可匹敌的业绩。Routh于1907年6月7日去世，享年76岁。 Routh之后大约二十年，1895年，瑞士数学家A. Hurwitz在不了解Routh工作的情况下，独立给出了跟据多项式的系数决定多项式的根是否都具有负实部的另一种方法(Hurwitz A. On the conditions under which an equation has only roots with negative real parts. Mathematische Annelen,vol.46:273-284,1895)。Hurwitz的条件同Routh的条件在本质上是一致的。因此这一稳定性判据现在也被称为Routh-Hurwitz稳定性判据。 1892年，俄罗斯伟大的数学力学家A.M.Lyapunov（1857.5.25-1918.11.3）发表了其具有深远历史意义的博士论文“运动稳定性的一般问题”(The General Problem of the Stability of Motion,1892)。在这一论文中，他提出了为当今学术界广为应用且影响巨大的李亚普诺夫方法，也即李亚普诺夫第二方法或李亚普诺夫直接方法。这一方法不仅可用于线性系统而且可用于非线性时变系统的分析与设计。已成为当今自动控制理论课程讲授的主要内容之一。 Lyapunov是一位天才的数学家。他是一位天文学家的儿子。曾从师于大数学家P.L.Chebyshev(车比晓夫)，和A.A.Markov(马尔可夫)是同校同学（李比马低两级），并同他们始终保持着良好的关系。他们共同在概率论方面做出过杰出的成绩。在概率论中我们可以看到关于矩的马尔可夫不等式、车比晓夫不等式和李亚普诺夫不等式。李还在相当一般的条件下证明? 在控制系统稳定性的代数理论建立之后，1928年至1945年以美国AT&T公司Bell实验室(Bell Labs)的科学家们为核心，又建立了控制系统分析与设计的频域方法。
工业自动化控制系统 工业自动化控制系统一般用于监控生产流程或生产环境。这些自动化系统不断从生产线上的传感器接收连续数据(电荷耦和传感器相机)，然后在通过客户专用的图像识别算法之前过滤这些数据。这些图像识别模块允许自动化系统识别生产过程中的不同状态。例如生产线上没有产品或者是存在缺陷的产品。这些信息被传送到主机。由主机控制加速或者减慢生产线速度，或在生产线上对特定部分生成产生阻碍。 图1显示了一个典型的工业自动化系统。包含有具有自主知识产权(IP)核的Altera器件，可以帮助减少开发所需的成本、增加设计的灵活性并且缩短工业自动化应用的开发周期。设计工程师还可以轻松的放置32位的Nios? 软核处理器于Cyclone?器件中，可以帮助他们灵活的实现应用中所需的外设功能。并达到所需要的内核性能。工程师可以灵活的配置系统的成本和性能，以获得一个低端、低成本的从系统或是一个在速度和外设需求上经过优化的高端的、高性能的系统。 图1.典型的工业自动化系统 注释 1. FIR = 有限脉冲响应 2. UART = 通用异步收发器 Cyclone器件能够在工业自动化系统中实现多种不同的应用。32位Nios嵌入式处理器可以作为控制器组件应用，减轻主机系统的任务。根据系统的要求实现各种接口控制系统，例如以太网媒体存储控制器(MAC)、局域网控制器(CAN)或是Profibus控制器。用Altera提供了IP来实现10/100M以太网媒体存取控制(MAC)和局域网控制器，更进一步的缩短了设计周期。Cyclone器件中的M4K M-RAM块可以实现缓冲器功能应用，并且应用Cyclone器件中的Altera的IP核可以实现FIR过滤器和UART功能，最终得到一个完整的工业自动化解决方案。设计工程师可以应用Altera的IP核结合Nios来加速他们的设计使他们可以花更多精力去关注在系统设计的其他部分。除此之外，将独立器件的功能集成到单一的Cyclone器件中还可以减少电路板上的独立器件的数量，减少开发时间，而且有效的降低了产品的成本。 Cyclone器件凭借其高效的器件结构在对成本敏感的工业应用中达到了性能和成本的统一。Cyclone系列器件和Altera的其一系列功能互补的产品和方案为工业应用的设计师提供了用超低价格来实现超高性能应用的可能性。
进程控制结构 操作系统管理和控制一个进程需要什么信息呢？操作系统必须建立一个表格描述该进程的存在及状态。这个表格被称为进程控制块。它描述了进程标识空间、状态、控制等信息。 1.进程映像 首先论述除了操作系统管理的进程标识空间、状态、控制等信息外，进程还包含些什么内容。一个进程至少执行一个或一系列可执行程序，这些程序往往以文件形式存放于外存中，程序文件中还包含局部变量、全局变量数据以及常数定义。因此，一个进程将包含足够的存储空间来存放进程的程序和数据以便执行。为了执行程序，操作系统还必须为进程分配一个栈区，用来保存过程调用时的现场。如果进程要执行多个程序文件中的程序，操作系统则提供相应的系统调用来支持新程序及数据对老程序数据在座空间的覆盖。 同一个程序可以由多个进程分别执行，当然，不同的进程虽然执行的是相同的程序，但是处理不同的数据，这个程序称为共享程序。编制共享的技术是研制软件（包括操作系统）的重要技术。可共享的程序必须是纯代码（Pure Code），或者称为可再入（Re-entry）的代码。所谓纯代码是指在其执行过程中不改变自身的代码，通常它只能由指令和常数组成。任何一个程序逻辑上都可以将其分为两部分：执行过程中不改变自身的不变部分和可变的工作区、变量部分。程序内的指令、常量本身不会因程序的执行发生不同的变化。显然，纯代码中若仅包含指令和常量，则不会因为被多个进程以交替方式执行而发生执行错误。 为了使程序能成为纯代码，有效的方法是高潮将其中的可变部分从程序体内移出作为进程相关的环境信息。类似于C语言的存储分配方法，程序内的变量被定义在“运行栈”上存储。由于“运行栈”作为各进程自身内部的环境信息，每个进程均单独有一个“运行栈”，因此不会发生执行时的中间结果相互覆盖。 由操作系统管理控制进程用的标识和特性信息集合称为进程控制块。（Process Control Block），程序、数据，栈的集合称为进程映像（Process Image）。 没有进程映像，进程就不知道运行什么程序。进程映像的定位取决于存储管理机制，在以前的实存系统中，进程运行时进程映像都存在于主存中，现在操作系统几乎都采用了页式虚存管理机制，操作系统为进程独立的虚空间，在进程创建时会分配并初始化进程的虚空间，进程执行新的程序时也会用新的进程映像初始化进程虚空间。 初始化进程虚空间是指建立外在中的可执行程序文件与虚空间程序区的映射关系，并依照外在挂靠程序文件中局部变量，全局变量数据说明分配虚空间的并对其初始化，不要分配好栈区。对数据区的栈区还需要在外在分配相应的页交换空间，以便将数据和栈页交换出内在时保存页面内容。操作系统为了定位这些虚空间区域，为了管理这些虚空间区域内外存的交换，设计了页表数据结构，该数据结构说明了进程虚空间的占用情况。页面在外在中的位置、内在中有无副本、内外存的一致性状态等。 2.进程控制块 操作系统管理着大量的进程，进程管理信息可以被认为存放于进程控制块中。各操作系统的实现方式不同，信息的组织方法也不一样。下面先介绍操作系统管理进程用到的数据。 进程控制块包含有下述三大类信息。 1）进程标识信息 在进程控制块中存放的标识信息主要有本进程的产生者标识（父进程标识）、进程所属的用户标识。