計算機控制范文10篇

《計算機控制》技術是一門以控制理論為基礎，以數字控制技術為核心，綜合電子技術、微型控制器技術、計算機網絡技術，從而實現生產技術的精密化、生產設備的信息化、生產過程的自動化及機電控制系統的最佳化的專門學科。目前《計算機控制》課程作為自動化專業的專業課程在工科院校也已普遍開設，但由于該課程理論體系龐大、應用技術寬泛，實際的《計算機控制》課程包含的教學內容并不統一。針對這一情況，本文通過分析現有教材內容的不足，提出適合應用型工科院校本科教學的《計算機控制》課程體系。

一、現有教材內容分析

目前國內《計算機控制》課程教材數量很多，從“讀秀”網檢索書名《計算機控制》，能搜索到近千本相關圖書。這些教材依名稱大致可分為《計算機控制技術》、《計算機控制系統》、《微型計算機控制技術》等3類?？v觀上世紀90年代以來出版的代表性教材和規劃教材，《計算機控制》教材內容可明顯分為理論知識和應用技術2個部分。其中，理論知識部分內容相對統一，即包含線性離散系統的Z變換分析、數字控制器的模擬化設計、數字控制器的離散化設計、線性離散系統的離散狀態空間分析等4大部分，但各教材對于這些內容的取舍不盡相同，且各部分篇目名稱也不盡一致。應用技術部分內容雖然一般歸在“計算機控制系統的設計與實現”篇目下介紹，但內容卻很不統一。上述問題具體可歸納為以下幾點：（一）理論知識內容取舍不夠合理。《計算機控制》課程的理論內容基本承接自《自動控制原理》、《過程控制》和《現代控制理論》課程。具體說來，《自動控制原理》課程的“線性離散系統的分析與校正”是《計算機控制》課程的理論基礎知識，這部分內容在應用型工科院校本科《自動控制原理》課程教學中一般講授較少，所以，在《計算機控制》課程中應著重介紹，但現有《計算機控制》課程教材一般只介紹“Z變換及離散系統傳遞函數”部分，對于“離散系統頻域分析”介紹不多，這會造成知識結構缺失，是應該避免的[1，2]。《過程控制》課程中的PID控制和克服線性系統純滯后問題，在《計算機控制》課程中重新得到體現，其中“數字PID控制器”、“Smith預估控制”和“大林算法”等內容最為突出。從實現角度看，“數字PID控制器”和“Smith預估控制”屬于數字控制器的“模擬化設計”，“大林算法”則屬于數字控制器的“直接設計”。但有些教材過于強調《計算機控制》課程與《過程控制》課程的聯系，將《過程控制》課程中的“串級控制”、“前饋-反饋控制”等“解耦控制”等數字控制技術也納入《計算機控制》課程中，而限于篇幅，對這些內容的介紹與推導又不夠詳細，結果造成學生理解困難，不得要領[2]。其實，對于應用型工科院校能將“數字PID控制器”、“Smith預估控制”和“大林算法”掌握就足夠了，“串級控制”等內容有需要者可以自學，不必專門介紹?！冬F代控制理論》課程的“狀態空間模型與極點配置設計”內容在《計算機控制》課程中仍十分重要，離散系統的狀態空間模型分析與觀測器、控制器設計促進了現代控制理論的廣泛應用，所以，雖然這部分內容較難理解，但不可或缺。很多現有教材對這部分內容略而不談，這是很不應該的。隨著電子信息技術的飛速發展，以往難以實現的先進控制方法陸續在實踐中獲得應用，一些較先進控制規律，如“二次型最優控制”、“自校正控制”、“預測控制”、“模糊控制”，甚至“網絡控制”等數字設計也被寫進了教材[3，4]。這部分內容幾乎每一部分都曾是研究熱點，掌握該內容對于拓展思路具有極大幫助，還可以為日后科研工作鋪墊良好基礎。但對于應用型工科院校學生而言，掌握這部分內容難度較大，且普遍興趣不高，從就業前景看，這部分內容與之關系也較疏遠。所以，這部分內容可以不必納入課程，相關內容可以移到其他課程做詳細介紹，如“模糊控制”可以歸入《智能控制》課程、“網絡控制”等可以歸入《先進控制理論》（選修）課程或專題講座。綜合上述，結合應用型工科院校特點，《計算機控制》課程的理論內容應力求“細而精”，避免“全而疏”。理論推導應盡可能詳細，即便是與前導課程中重復的內容，仍不要輕易省略，以免造成學生理解困難。（二）應用技術內容差異巨大?！队嬎銠C控制》課程的應用技術內容幾乎涵蓋了自動化專業所有應用領域。因應用涉及面太大，且技術更新較快，較早教材的應用技術部分已不適合現有教學[5]，但現有教材的應用技術內容差異卻十分突出。具體表現可歸納為以下幾點：1.《計算機控制》應用領域選擇不夠恰當做為一本容量有限的教材，不可能把所有《計算機控制》的應用領域內容都進行介紹，只能選擇相對具有代表性的案例。而且選擇的案例最好是前導課程沒有介紹或較少介紹的內容。但有些教材過于偏重微型控制器的應用，將PLC或單片機控制系統做為主要應用對象介紹。其實，這部分內容已經在微機原理或單片機課程中做過詳細介紹，沒有必要再重復說明。2.應用技術案例設計介紹不夠詳細大部分教材選擇“集散型控制系統”做為典型《計算機控制》應用案例，但對其《計算機控制》設計過程卻說明的不夠詳細。這部分內容在《過程控制》課程中有所涉及，基于理論內容的延續性，在《計算機控制》課程中也應進行詳細的介紹。“集散型控制系統”本身只會在大型或超大型工廠中應用，學生接觸條件有限。如果教材仍然泛泛介紹系統架構，或以實例說明代替設計過程，會令學生既不能深入了解應用技術，也認識不到理論知識在實踐中的具體應用，造成理論知識與應用知識的割裂。3.應用技術內容過于龐雜部分教材注意到了計算機控制新技術的應用與發展，將較為成熟的新技術，如組態軟件、現場總線、實時網絡控制等引進教材，這是值得肯定和學習的[1，3]。但這些內容有的與理論知識聯系不大（如組態軟件和現場總線），有的可以在其他課程中進行更為詳細的介紹（如實時網絡控制和現場總線），而且引入這些內容會讓應用技術的內容過于龐雜。有些教材應用技術內容篇幅比例竟占全書80%，這種過于擠壓理論知識的教材很不適合應用型工科院校學生學習。綜合上述，結合應用型工科院校特點，《計算機控制》課程的應用技術內容仍應力求“細而精”，通過一二個具體應用案例，將應用理論知識的工程設計技術展示給學生，會讓學生對《計算機控制》課程的學習有更生動的體會。（三）仿真分析介紹不足仿真分析是控制理論學習的重要組成部分，《計算機控制》也不例外?，F有《計算機控制》課程的仿真分析一般都放在課程實驗環節進行，由于《計算機控制》課程的理論知識相對理解較難，不及時跟進仿真分析，不利于知識點的掌握。但現有教材大多不涉及這部分內容，而是將這部分任務推給了配套的實驗課程或實驗指導書。即使有些教材辟出專門的仿真章節，仍不能滿足對相關知識點的覆蓋[3]。這種現象雖然和目前《計算機控制》課程實驗平臺單一、仿真實驗簡化有一定關系，但仍應該引起重視。

二、新的教學內容體系

針對上述問題，本文對《計算機控制》課程按“理論知識”、“應用技術知識”和“仿真分析”三部分安排教學內容，提出一種新的教學體系，具體如下：（一）理論知識部分。該部分仍以線性離散系統的Z變換分析、數字控制器的模擬化設計、數字控制器的離散化設計、線性離散系統的離散狀態空間分析等4大部分為主體。其中，“離散系統的Z變換分析”主要包括“Z變換”、“離散系統脈沖傳遞函數”、“離散系統穩定性分析”、“離散系統頻域特性分析”等，雖然內容較多，但因與《自動控制原理》課程重疊較大，可以安排較少學時；“數字控制器的模擬化設計”主要包括“數字PID”與“Smith預估控制”，該內容相對簡單，應安排較少學時；“數字控制器的離散化設計”主要包括“最少拍控制器設計”和“大林算法”，涉及內容代表性強，難度較大，應安排較多學時；“線性離散系統的離散狀態空間分析”包括“離散系統狀態空間模型”、“系統能控性與能觀性”、“極點配置觀測器設計”和“狀態不可測控制器設計”等，該內容難度最大，為了與《現代控制理論》課程銜接，所以，也應安排較多課時。教學過程中，教師對上述各部分的知識點均做詳細推導，4部分的課時比例大致為2：1：4：3，這與現有教材篇幅比例有明顯區別。（二）應用技術知識部分。該部分主要包括“計算機控制系統的設計”和“計算機控制系統的工程實現”2部分。其中，“計算機控制系統的設計”主要介紹計算機控制系統的硬件、軟件設計基本原則與方法；“計算機控制系統的工程實現”主要通過一個具體計算機控制實例（如機器人控制或某一工業控制任務），詳細介紹控制系統的計算機輔助設計過程，將理論知識在計算機控制任務設計中的具體應用展示出來，尤其要突出工程設計與理論計算之間的差異，并通過數字仿真，實現控制任務要求，從而掌握計算機輔助設計基本要領。該部分對于計算機控制實例的架構、硬件選型、軟件搭建、通訊接口等只做簡要介紹，重點突出離散控制系統的數字控制器設計與實現。應用技術知識部分是本課程教學內容與現有教材的明顯區別之一。（三）仿真分析部分。該部分不設獨立章節，而是在理論知識每一章的最后和應用知識部分的案例中安排仿真分析環節，采用MATLAB軟件驗證該章節主要理論知識點和設計結果。在理論知識點中融入仿真分析，學生可以邊學習邊仿真，加深知識點的理解，同時掌握仿真分析軟件相關操作技巧。這些仿真分析技巧仍可以在配套實驗課程中根據具體實驗要求使用，這不但與實驗課程不沖突，而且還有助于提高實驗課程質量。理論知識仿真分析不占用教學課時，而是要求學生自學；應用知識部分的案例仿真則需要授課教學。仿真分析部分是本課程教學內容與現有教材的另一主要區別。以上3部分教學內容課時比例為6：2：2，理論知識仍是主體，這樣做的目的并非減少課程的實踐內容，而是突出重點，使學生在盡可能少的課時里掌握盡可能全面的知識點。

三、教學實踐

隨著“互聯網+”時代到來，傳統工業體系迎來了一場數字化革命，以智能化、自動化、人性化管理為發展目標，大量先進計算機控制技術被應用到冶金生產領域，有力促進了信息技術與冶金工業的融合。從冶金生產演變維度分析，冶金工業緣起于近代以來鋼鐵生產工藝改進與優化，在鋼鐵需求規模、種類不斷提升的背景下，其生產流程日漸復雜、技術裝備不斷升級、創新能力亟待提升，計算機控制技術引進以后，有助于促進冶金工業高質、高效發展，在加速冶金生產一體化的同時，還可以大幅度降低成本、節約資源。郭愛民編著的《冶金生產計算機控制》（冶金工業出版社，2014年8月第1版）一書以我國冶金生產操作需求為前提，全方位、多層次地介紹了計算機控制技術在冶金中的應用方式。全書有三大特色值得讀者關注。

一、深入解讀計算機控制技術在冶金中的應用原理，具有權威性特征

本書基于理論與實例相結合的方式，深入解讀了計算機控制技術如何在冶金生產中應用，將深奧晦澀的原理轉化為平實易懂的形式，既有助于讀者理解掌握，也不失學術權威特征。究其原因，與本書目標讀者群體定位有關，作者在開篇之際就明確指出，本書是以提高應用型本科冶金類專業教育質量為目標的，因此書中列舉的冶金生產工藝、設備、技術等，均以國內冶金企業為參照，如山西太鋼、晉西集團等企業。客觀上，由于冶金工業自身的復雜性，導致計算機控制技術應用的復雜性，作者采取了兩種表述方式滿足“深入淺出”的描述：其一，將冶金生產系統解構成六大模塊，按照模塊主題組織內容，包括“生產過程控制模塊”“控制系統過渡模塊”“調節控制模塊”“單回路控制模塊”等。其二，在內容中添加豐富的表達元素，除了文字、公式、工程模型等，添加了大量計算機控制技術應用示意圖，以此增強讀者的直觀體驗。

二、詳細介紹計算機控制技術在冶金中的典型應用，具有實用性優勢

我國自20世紀70年代就開始構建冶金工業自動化系統，發展至今，計算機控制技術已經滲透到冶金生產的各個領域、各種環節、各類流程中。然而，冶金工業屬于知識技術高度密集的產業，產品創新速度快、周期短，相對落后的計算機控制技術會被迅速淘汰，例如機械設備硬件升級下，必然需要與之匹配的新型計算機控制技術。經過“大浪淘沙”式的進化，當前計算機控制技術在國內冶金生產應用領域形成了“三足鼎立”的格局，即其典型的應用包括“計算機集散控制（DCS）”“現場總線控制（FCS）”“可編程控制器（PLC）”三種。本書立足精益求精的研究宗旨，在三個具有代表性的計算機控制技術應用中進一步篩選，突出可編程控制器（PLC）的優勢，這一技術在現實中也是應用最廣泛的，具備操作方式簡單、精準程度高、模擬量控制等特點，最為重要的是，PLC控制技術應用原理與冶金生產全過程管理高度契合，它通過“輸入采樣、程序執行、輸出刷新”三個階段實現功能，屬于典型的順序控制機制。此外，本書從計算機控制技術實用性出發，明確其在冶金生產領域未來趨勢，即朝向“智能控制”發展，目前國內已經實現的專家控制系統、模糊控制系統等，都屬于智能控制范疇。

三、全面演示計算機控制技術監控畫面與操作手段，具有借鑒性價值

摘要:針對自主研制的計算機控制三容水箱實驗系統存在的數據采集精度低、可控性較差等問題，從硬件和軟件兩方面進行了優化設計。硬件上采用了ADuCM360芯片作為控制核心，設計采集控制板為4層電路板，并完成了相關功能的測試。軟件上采用單位時間內各模塊實時采樣的方法，增加了采集的數據量。改變了閥門的控制策略，并進行了控制特性測試，通過MATLAB進行數據擬合，分析了閥門的可控程度。對優化后的系統采用了動態矩陣控制與比例—積分—微分(PID)控制結合(DMC-PID)串級控制算法進行仿真驗證。結果表明:優化后的系統在穩定性與可控性方面均有提高。

關鍵詞:計算機控制;優化設計;ADuCM360芯片;動態矩陣控制;比例—積分—微分(PID)控制

在工業控制領域，工業系統越復雜，模型建立越困難，控制算法應用到工業對象驗證的代價越高。一般采用MATLAB仿真的方法完成此類實驗，但仿真實驗并不能很好地體現工業控制過程。三容水箱實驗控制系統作為計算機控制實驗系統的典型代表，為控制算法實驗提供了驗證對象，解決了僅有理論分析、仿真計算而缺乏實驗驗證的問題。許多工業系統中的控制對象都可以抽象成三容水箱控制模型，該實驗系統可被用來研究控制算法的可行性和有效性，之后再將算法還原于工業現場驗證其實際控制效果［1］。三容水箱實驗控制系統具有柔性化特點，可通過對閥門和水泵的靈活控制組合成多種過程狀態，可構建復雜的多輸入、多輸出控制回路［2］，對液位、溫度等多種參數進行監測與控制，具有良好的可觀性，可以模擬復雜的工業控制過程［3］，與實際工業領域結合緊密，具有很高的研究意義與應用價值。李志軍等人［4］使用西門子S7—300PLC，結合用于過程控制的OLE(objectlinkingandembeddingforprocesscontrol，OPC)技術設計了可控制液位的四容水箱實驗系統;馮曉會［5］利用西門子S7—300PLC研制了可對液位、溫度等參量進行監測與控制的三容水箱實驗裝置;蔣建波等人［6］以西門子S7—300PLC為控制器設計了仿真與實驗相結合的三容水箱實驗裝置。目前大部分多容水箱實驗系統以可編程邏輯控制器(programmablelogiccontroller，PLC)為主控裝置，與采集控制模塊無法集成到一塊電路板中，接線繁雜且可靠性不高;多數實驗系統僅能進行液位控制，功能較為單一;閥門大多需要手動調節開度，操作繁瑣且不準確。本文以一種自主研制的三容水箱系統為研究對象。該三容水箱實驗系統功能較為完備，但仍有其局限性:原系統主控芯片采集數據精度不高，軟件中單位時間內分時采樣，采集數據量少，導致階躍響應曲線的繪制不精確進而影響系統辨識;原系統電動閥通過計時控制閥門開度，導致控制誤差較大，影響算法控制的準確性與快速性;原系統采集控制板中傳感器與執行器接口布局混亂，易產生電磁干擾，檢修困難等。針對以上問題，本研究對該三容水箱實驗系統進行了優化與設計。

1整體優化方案設計

優化后的三容水箱實驗控制系統主要由數據采集模塊、執行器控制模塊、電源管理模塊和上位機監控模塊四部分組成，其功能框圖如圖1所示。采集控制板設計為4層電路板，采用負片的設計方式將模擬電路和數字電路分開，將地層與電源層合理分割，提高了系統穩定性與抗干擾能力。主控芯片為ADuCM360芯片，該芯片的內核為ARMCortex—M3，通過芯片內集成的兩個24位高精度ADC，來采集3路液位、1路壓力、1路溫度信號，相比之前的16位ADC，采集精度大幅提高，并且可同時開啟多路采樣通道。

2路流量信號的采集

摘要：“計算機控制技術”課程是自動化類專業重要的專業課程?；诠こ探逃撟C的思想，對該課程實驗的教學內容、實驗教學效果評價和學生實驗項目成績評定等方面進行了一些改革和實踐，達到了課程教學目標的要求。

關鍵詞：計算機控制技術；實驗項目；教學評價

一、引言

“計算機控制技術”是自動化、機器人工程、電氣工程及其自動化專業的主干專業課程，是一門理論和實踐緊密結合的課程。本課程主要介紹計算機控制系統的基本理論、計算機控制器的設計方法及系統的實現。通過對本課程的學習，學生可以具備對計算機控制系統的分析能力和設計能力?！坝嬎銠C控制技術”課程的主要教學內容包括：計算機控制系統的總體情況和設計方法、計算機控制系統的輸入/輸出通道的設計結構和設計、開環數字程序控制的原理和設計、數字PID控制、最少拍控制的基本原理和設計方法、工控組態軟件的設計和控制系統應用軟件的設計等。各高校根據各自的實驗條件，開設了不同的實驗項目，但基本上都是驗證性實驗項目和用Matlab做仿真實驗。

二、課程實驗內容的改革

對于課時較少的計算機控制技術課程來說，其實驗課設定并不多，一般開設了輸入/輸出通道的數據采集實驗、步進電機控制實驗、數字PID實驗等。為了進一步加深學生理論知識的學習效果，提高其工程實踐能力以及對科技創新能力，課程增加了一個演示實驗項目和一個創新設計類項目。演示實驗項目的設備來源于部分教師科研項目。我們選擇了倒立擺、機器人、磁懸浮裝置、直線柔性控制系統等裝置作為演示實驗設備。一個班級分成兩組，由課程實驗教師和實驗室指導教師分別演示和講解。選擇“水箱液位控制系統設計實驗”作為創新設計類項目，該實驗項目以水箱作為控制對象，提供了多種計算機控制硬件條件和軟件編程語言，由學生自己設計一個計算機控制系統。學生可以根據自己的學習情況選擇控制器，有PC、西門子PLC、8088和單片機可選，編程語言可根據選擇不同的控制器選擇匯編語言、Matlab、VB、MCGS、STEP7等，避免了控制系統的雷同。表1是我校開設的是實驗項目和課程教學知識點的關系表。

計算機控制技術是自動化專業的必修課。該課程是在自動化技術、計算機技術、控制技術，通信技術和網絡技術及管理信息系統的基礎上發展和建立起來的，它是實現綜合自動化的核心技術，是一門綜合性和實踐性較強的課程［1－2］。

目前計算機控制技術課程設計多數是以圍繞單片機或8088微處理器為控制核心的實驗平臺開展的，還有部分設計是要求運用仿真軟件驗證控制算法的正確性。上述要求很可能導致學生所掌握的知識與工廠實際設備脫節。由于學生對計算機控制相關硬件設備沒有感性認識，所以導致學生經過學習，還是對計算機控制技術的內容不能合理、科學、自如地運用。利用P／T數字轉臺作為課程設計的平臺，首先，可以使學生對計算機控制技術有最初的感性認識，其次，由于該設備采用的是工業級運動控制板卡，學生在熟悉相關資料的基礎上能夠進一步理解計算機控制系統的構成原理及計算機控制應用程序的設計，達到將綜合專業基礎知識與工程實際有機結合，從而培養學生的工程實踐能力。通過資料搜集、方案分析、系統設計與報告撰寫的整個過程，學生可以得到科學研究工作的初步訓練。

1P／T數字轉臺實驗系統介紹

1．1轉臺電機控制系統

轉臺電機控制系統主要由運動控制器、具有PCI插槽的PC機、具有增量式編碼器的伺服電機、伺服電機驅動器、驅動器電源、原點開關和正／負限位開關等6個部分組成控制伺服電機時，控制器輸出＋／－10V數字電壓控制信號。采用GT系列運動控制器組成的控制系統典型連接如圖1所示。

1．2運動控制器

摘要：在新工科建設的新形勢下，新一輪科技革命和產業變革深入發展。我國“十四五”規劃和2035遠景目標綱要提出增強職業技術教育的適應性，大力培養技術技能人才。針對傳統的高職《計算機控制技術》教學存在的問題，本文從教學內容、教學設計、教學實施等方面對該課程進行改革，使其更符合新工科專業人才培養的需求。

關鍵詞：新形勢；高職；計算機控制技術；教學改革

1引言

近些年來，中國制造業通過數字智能實現轉型升級，未來幾年將是我國制造業實現“中國制造2025”的關鍵階段?！队嬎銠C控制技術》作為裝備制造大類自動化類的專業核心課程，一直備受重視，但傳統的教學模式已不能滿足智能化時代的課堂需求[1]。本文提出在新工科背景下對《計算機控制技術》課程進行教學改革，以一個教學項目--電子鬧鐘的設計為例，實現提高學生的自主學習能力與實踐創新能力，最終提高電氣自動化類專業人才的培養水平。

2教學改革內容

2.1課程目標改革

鍋爐微計算機控制，是近年來開發的一項新技術，它是微型計算機軟、硬件、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物，我國現有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的1/3，目前大多數工業鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環境污染等嚴重的生產狀態。提高熱效率，降低耗煤量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。

作為鍋爐控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，減輕操作人員的勞動強度。采用微計算機控制，能對鍋爐進行過程的自動檢測、自動控制等多項功能。

鍋爐微機控制系統，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、微機、手自動切換操作、執行機構及閥、滑差電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入微機，手自動切換操作部分，手動時由操作人員手動控制，用操作器控制滑差電機及閥等，自動時對微機發出控制信號經執行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統設計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設置常規儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，這是必不可少的，以免鍋爐發生重大事故。

控制系統：

鍋爐是一個較為復雜的調節對象，它不僅調節量多，而且各種量之間相互聯系，相互影響，相互制約，鍋爐內部的能量轉換機理比較復雜，所以要對鍋爐建立一個較為理想的數學模型比較困難。為此，把鍋爐系統作了簡化處理，化分為三個相對獨立的調節系統。當然在某些系統中還可以細分出其它系統如一次風量控制回路，但是其主要是以下三個部分：

爐膛負壓為主調量的特殊燃燒自動調節系統

鍋爐微計算機控制，是近年來開發的一項新技術，它是微型計算機軟、硬件、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物，我國現有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的1/3，目前大多數工業鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環境污染等嚴重的生產狀態。提高熱效率，降低耗煤量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。

作為鍋爐控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，減輕操作人員的勞動強度。采用微計算機控制，能對鍋爐進行過程的自動檢測、自動控制等多項功能。

鍋爐微機控制系統，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、微機、手自動切換操作、執行機構及閥、滑差電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入微機，手自動切換操作部分，手動時由操作人員手動控制，用操作器控制滑差電機及閥等，自動時對微機發出控制信號經執行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統設計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設置常規儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，這是必不可少的，以免鍋爐發生重大事故。

控制系統：

鍋爐是一個較為復雜的調節對象，它不僅調節量多，而且各種量之間相互聯系，相互影響，相互制約，鍋爐內部的能量轉換機理比較復雜，所以要對鍋爐建立一個較為理想的數學模型比較困難。為此，把鍋爐系統作了簡化處理，化分為三個相對獨立的調節系統。當然在某些系統中還可以細分出其它系統如一次風量控制回路，但是其主要是以下三個部分：

爐膛負壓為主調量的特殊燃燒自動調節系統

1高等職業教育實踐教學中存在的問題

教育部在《關于加強高職高專人才培養工作的若干意見》中明確指出：“人才培養模式改革的重點是教學過程的實踐性、開放性和職業性，實驗、實訓、實習是三個關鍵環節?！盵1]實驗、實訓、實習等實踐教學是培養學生職業技能、鍛煉學生職業意識、實現高職培養目標的主體教學環節之一。高等職業院校的教師開展實踐教學活動，要以培養學生的動手能力和創新能力為主，以職業的典型工作任務為導向，鍛煉企業所期望的工作能力，增強職業意識，強調教學過程的實踐性和職業性。但目前職業教育實踐教學中的幾個問題需引起我們的注意。第一，現有實驗設備制約著學生動手能力和創新能力的培養與提高。目前，實驗設備大多采用以實驗模塊為基本單元的實驗箱形式，往往以最基本的認知性和驗證性實驗為主，綜合性、創造性實驗很難實施。對于這樣的實驗，學生是被動的，是為完成任務而做實驗，因而無積極性可言。第二，傳統的實踐教學過程大多圍繞硬件實物，在實驗室、實訓室或企業車間等場所實施，因其直觀易感性和接近生產實際，向來都是高職實踐課程的主流教學方式。然而這種教學方式存在先天不足，因其投入大、適應性差且難于開放，往往使實踐教學過程面臨窘境[2]。對沒有實踐經驗的學生來說，設計過程中容易造成器件和儀器儀表的損壞，故開展實踐教學需要購置的元器件數量增多，開支增大。第三，實踐性很強的專業課程學時有限，而設計型的實踐項目要求學生在學習原理圖的基礎上設計出實物來，若原理圖不正確會影響實物設計，延長學生的設計時間，又影響學習進度。

2虛擬仿真技術的優勢

伴隨著計算機軟件和硬件技術的發展，各種虛擬仿真系統為實際系統的開發提供了可靠的保證，運用虛擬仿真技術進行實踐教學有以下優勢：(1)培養學生職業技能。圍繞模擬和仿真條件開發的虛擬實驗實訓項目，是參考專業技術領域有關生產要素及崗位能力要求而開發的。通過訓練，可增強學生實踐技能，提高創新能力和就業競爭力。(2)教學成本低。基于計算機軟件的虛擬仿真技術實踐教學模式，在多媒體機房或專業實訓室安裝計算機仿真軟件即可開展實踐教學活動，維護、維修和管理工作量小，節約了教學成本。

(3)提升綜合效益。借助Matlab，Proteus等軟件強大的仿真能力以及豐富的資源庫，可以有效替代硬件仿真器進行先期的軟硬件調試，再利用儀器儀表的輸入輸出功能對實驗結果進行檢測，待仿真結果基本理想時再進行實際的硬件調試。這樣，一方面學生了解應用系統硬件電路結構，鍛煉了編程技術，也學習了儀器儀表的使用，提高了設計水平；另一方面開發過程高效，損失減少，解決了實驗室資源緊張的問題[3]。

3計算機控制系統虛擬實驗室的建設

鍋爐微計算機控制，是近年來開發的一項新技術，它是微型計算機軟、硬件、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物，我國現有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的1/3，目前大多數工業鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環境污染等嚴重的生產狀態。提高熱效率，降低耗煤量，用微機進行控制是一件具有深遠意義的工作。

作為鍋爐控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，減輕操作人員的勞動強度。采用微計算機控制，能對鍋爐進行過程的自動檢測、自動控制等多項功能。

鍋爐微機控制系統，一般由以下幾部分組成，即由鍋爐本體、一次儀表、微機、手自動切換操作、執行機構及閥、滑差電機等部分組成，一次儀表將鍋爐的溫度、壓力、流量、氧量、轉速等量轉換成電壓、電流等送入微機，手自動切換操作部分，手動時由操作人員手動控制，用操作器控制滑差電機及閥等，自動時對微機發出控制信號經執行部分進行自動操作。微機對整個鍋爐的運行進行監測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進行微機系統設計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數應設置常規儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，這是必不可少的，以免鍋爐發生重大事故。

控制系統：

鍋爐是一個較為復雜的調節對象，它不僅調節量多，而且各種量之間相互聯系，相互影響，相互制約，鍋爐內部的能量轉換機理比較復雜，所以要對鍋爐建立一個較為理想的數學模型比較困難。為此，把鍋爐系統作了簡化處理，化分為三個相對獨立的調節系統。當然在某些系統中還可以細分出其它系統如一次風量控制回路，但是其主要是以下三個部分：

爐膛負壓為主調量的特殊燃燒自動調節系統