線上控制

線上控制又稱“在線上控制”。自動控制裝置(控制計算機、控制器)通過檢測儀表和執行機構與生產過程設備直接相連，進行實時控制和操作，而不必通過其它中間記錄介質來間接對過程進行輸入、輸出及決策。當自動控制發生故障時，生產線就停止工作，因此自動控制裝置要具有相應的保護措施，或備用控制裝置。

基本介紹

• 中文名：線上控制
• 外文名： On-line Control 
• 學科：自動化、計算機科學
• 相反：離線控制
• 特點：直接相連、實時控制
• 套用：工業製造系統

簡介

計算機控制系統，從本質上看，它的控制過程可以歸結為以下三個步驟：

1、 實時數據採集。對被控制參數的瞬時值進行檢測並輸入。

2、 實時決策。對採集到的表征被控制參數的狀態進行分析，並按已定的控制規律，決定下一步的控制過程。

3、 實時控制。根據決策，適時地對控制機構發出控制信號。

在計算機控制系統中，控制一般分為線上控制和離線控制。線上控制又稱“在線上控制”。自動控制裝置(控制計算機、控制器)通過檢測儀表和執行機構與生產過程設備直接相連，進行實時控制和操作，而不必通過其它中間記錄介質來間接對過程進行輸入、輸出及決策。當自動控制發生故障時，生產線就停止工作，因此自動控制裝置要具有相應的保護措施，或備用控制裝置。

離線控制，又稱“脫機控制”。自動控制裝置(控制計算機、控制器)不直接與生產設備直接相連，而是通過中間記錄介質，靠人進行聯繫，作為生產線以外的操作控制指導。例如，控制計算機可以根據各種參數信息變化和對象數學模型計算出最佳操作控制量，提供操作人員手動控制的運行準則，或作為調節器最佳整定值，由調節器維持最佳運行工況。當自動控制裝置發生故障時，生產過程仍可進行工作，不受影響。離線控制不能實時地對系統進行控制。

計算機控制系統

概述

計算機控制系統(Computer Control System，簡稱CCS)是套用計算機參與控制並藉助一些輔助部件與被控對象相聯繫，以獲得一定控制目的而構成的系統。這裡的計算機通常指數字計算機，可以有各種規模，如從微型到大型的通用或專用計算機。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測裝置和執行裝置等。與被控對象的聯繫和部件間的聯繫，可以是有線方式，如通過電纜的模擬信號或數位訊號進行聯繫；也可以是無線方式，如用紅外線、微波、無線電波、光波等進行聯繫。

計算機控制系統的組成

計算機控制系統就是利用計算機（通常稱為工業控制計算機）來實現工業過程自動控制的系統。在計算機控制系統中，由於工業控制機的輸入和輸出是數位訊號，而現場採集到得信號或送到執行機構的信號大多是模擬信號，因此與常規的按偏差控制的閉環負反饋系統相比，計算機控制系統需要有數/模轉換器和模/數轉換器這兩個環節。

計算機把通過測量元件、變送單元和模數轉換器送來的數位訊號，直接反饋到輸入端與設定值進行比較，然後根據要求按偏差進行運算，所得到數字量輸出信號經過數模轉換器送到執行機構，對被控對象進行控制，使被控變數穩定在設定值上。這種系統稱為閉環控制系統。

計算機控制系統由工業控制機和生產過程兩大部分組成。工業控制機硬體指計算機本身及外圍設備。硬體包括計算機、過程輸入輸出接口、人機接口、外部存儲器等。軟體系統是能完成各種功能電腦程式的總和，通常包括系統軟體跟套用軟體。

被控對象的範圍很廣，包括各行各業的生產過程、機械裝置、交通工具、機器人、實驗裝置、儀器儀表、家庭生活設施、家用電器和兒童玩具等。控制目的可以是使被控對象的狀態或運動過程達到某種要求，也可以是達到某種最最佳化目標。計算機控制系統通常具有精度高、速度快、存儲容量大和有邏輯判斷功能等特點，因此可以實現高級複雜的控制方法，獲得快速精密的控制效果。計算機技術的發展已使整個人類社會發生了可觀的變化，自然也套用到工業生產和企業管理中。而且，計算機所具有的信息處理能力，能夠進一步把過程控制和生產管理有機的結合起來（如CIMS），從而實現工廠、企業的全面自動化管理。

與一般控制系統相同，計算機控制系統可以是閉環的，這時計算機要不斷採集被控對象的各種狀態信息，按照一定的控制策略處理後，輸出控制信息直接影響被控對象。它也可以是開環的，這有兩種方式：一種是計算機只按時間順序或某種給定的規則影響被控對象；另一種是計算機將來自被控對象的信息處理後，只向操作人員提供操作指導信息，然後由人工去影響被控對象。

計算機控制系統由控制部分和被控對象組成，其控制部分包括硬體部分和軟體部分，這不同於模擬控制器構成的系統只由硬體組成。計算機控制系統軟體包括系統軟體和套用軟體。系統軟體一般包括作業系統、語言處理程式和服務性程式等，它們通常由計算機製造廠為用戶配套，有一定的通用性。套用軟體是為實現特定控制目的而編制的專用程式，如數據採集程式、控制決策程式、輸出處理程式和報警處理程式等。它們涉及被控對象的自身特徵和控制策略等，由實施控制系統的專業人員自行編制。

套用

溫室環境線上控制

溫室線上控制系統的研究現狀， 按照溫室線上控制系統的控制方法， 將系統分為基於單片機控制、 基於 PLC 控制、 基於網路技術控制、 基於工控技術控制( IPC) 和基於匯流排技術控制等幾類。目前， 溫室線上控制主要還是採用分段式控制和人工設定相結合的方法。未來溫室線上環境控制的研究重點是控制系統的智慧型化和信號傳輸的無線化， 通過綜合考慮環境因子、 作物生長及經濟性等因素， 來獲得適合作物最佳生長條件的智慧型決策支持及控制系統。這將是未來溫室線上控制系統的發展方向， 能夠達到改善作物品質和提高經濟效益的目的。

整體葉輪銑削顫振線上控制技術

由於整體葉輪曲面曲率變化產生的加工複雜性， 使其顫振機理和控制技術成為實現穩定加工的關鍵和難點。綜述了整體葉輪加工技術的現狀， 對當前直紋面整體葉輪加工過程存在的問題進行了概括。對整體葉輪加工過程的離線和線上控制技術進行了分析， 並提出了整體葉輪銑削顫振控制技術的未來研究動向。

在對加工系統缺少可靠的信息和精確的動力學模型時， 可以套用線上測量和智慧型控制技術實現顫振抑制。而顫振線上檢測、 識別、 抑制等需要解決2個方面的問題： 首先， 應可靠地檢測出發生顫振的時刻。在銑削過程中， 由於刀齒切入切出的瞬態影響， 穩態和非穩態之間的界限並不是很明顯。因此， 確定一種方法來精確地判定加工過程是否處於穩態非常必要， 且該方法不應依賴於切削參數。其次， 採取某種措施線上改變工具機的動態特性和穩定性極限圖， 從而避免或抑制顫振。另外， 相關方法應具有集成至數控系統的接口和技術。

線上判定銑削顫振是否發生（ 或銑削過程穩定與否） 從理論和實驗方面都不是一件容易的事情， 其檢測方法主要有 3 種： 一是通過銑削實驗， 提取出感測器測得的一轉的振動回響信號， 然後判斷切削過程是否穩定。另一種方法是通過快速傅立葉變換， 將實驗測得的與振動回響相關的時域信號轉換到頻域， 並根據計算出的頻率特性進行穩定性判斷。加工過程中的動態特性對測得的信號具有重要的影響， 因此僅通過測得的信號進行穩定性判斷， 在一些情況下並不能獲得準確的結果。為此， 可以根據已加工工件的表面是否出現振紋進行顫振的輔助判斷， 出現振紋則表明切削過程發生了顫振。對於銑削顫振的線上抑制， 調整切削參數控制法由於其可操作性強、 抑振效果好， 是近年來切削穩定性控制研究的重點和熱點， 其研究目標是通過線上調整主軸轉速、 軸向、 徑向、 切向深度和刀具銑入銑出角等切削參數， 確保切削在條件穩定區進行。例如， 平面銑削中通過線上改變主軸轉速來連續的擾動自激顫振、 改變進給速度使切削達到一個較高的穩態區域從而避免顫振等。