探讨互联网的远程机电控制系统与传统机电控
1 传统的机电控制模式
1.1 数字式控制数字化控制是一种对机电设备的直接控制模式，是强调计算机对生产的控制，系统组建的核心是计算机，此控制系统中首先对控制对象的情况进行采样，然后将其转化为数字量以便计算机进行分析，利用控制算法将控制指令利用数模转换装置变为模拟量，最后输入执行机构完成对生产的控制，达到系统设计的工作目标。系统也可将信息显示在终端或者打印出来。此类控制系统的特点是结构简单、控制直接、方便维护、抗干扰性强、控制精确等。其主要的问题是运行速度和内存容量限制，对于单机生产控制效果较好，不适应于复杂的动态化控制的需求。
1.2 定值控制系统此系统也可作为监督控制，其将操作指导和数字控制系统相结合，形成一种较为高级的数字控制系统。定值控制与数字控制从根本上均是闭环控制模式。该系统生产过程中的闭环自动调节限于模拟调节装置或者利用计算机来完成。监督控制计算机对生产过程的工艺参数进行检测，并根据生产过程的模型计算出最佳的参数值，由模拟调节器或者数字计算机设定，使生产始终处在最佳工况下。同时还可通过在线分析修正现有的工况，实现最佳控制和自适应调整。但是其控制仍然属于集中模式，如果出现多条控制回路时极易出现风险集中的问题，将会大大降低系统的可靠性，这也是其被分散控制模式取代的原因。
1.3 分散控制系统此种系统实际上就是分布式控制系统， 目前的分布式控制系统主要有环形、总线形、多级式等。如典型的多级式控制系统，多级控制由分散过程控制、监督控制、生产管理控制等多个环节构成。
分布式控制系统的本质就是利用计算机对生产过程进行集中监控、操作、管理、分散控制的网络化控制技术。其主要由计算机技术、信号采集处理、测量控制、通信网络、人机交互技术等共同组成一个完整的多级化控制系统。其具有较强的通用性、灵活性、控制完整、数据处理快捷、操控简单灵活等优势，形成了一种统一的规范化组建模式，可以适应生产过程中的复杂需求，是自动化控制技术发展与融合的成果。
1.4 现场总线系统现场总线系统的核心技术就是总线技术，此技术是在20世纪末形成并趋于成熟的一种工控技术，借助网络通信技术的发展，该系统将网络与管理的观念引入到工控领域。其从本质上而言是一种数字通信协议，是智能连接现场设备与控制系统的数字化、分散式、双向传输、多点分支的通信网络。更是一种控制技术、自动仪表、计算机网络的结合体，具有现场通信网络、设备互联、相互操作性、分散功能模块、开放式网络模式等优点。这些特点使其成为了新一代的自动化工业控制系统的代表模式。
2 基于互联网的远程机电控制系统
随着传统机电控制系统的发展，其缺陷也不断暴露。互操作性能的提高成为了总线控制系统的发展屏障。因为不同的总线标准所针对的设备与技术具有局限性，因此要完全实现互操作十分困难。同时实现真正的分散性也是总线的局限性之一，不能真正实现完全分散控制。在此技术限制下基于互联网的远程控制系统就应运而生。
2.1 基于互联网的控制系统组成
(1)远程控制系统。此系统的任务就是实现用户与现场设备的人机交互。其功能包括：显示设备的状态、输入控制指令、对参数和状态数据进行处理等。目前专业的工业控制计算机技术已经较为成熟，同时利用网络技术让计算机远离生产现场，所以基于互联网的控制系统的控制终端主要由计算机构成。
(2)远程数据传输系统。数据的传输是实现远程控制的重要技术，控制系统的数据传输系统是控制信息传递的重要通道，其负责对各种控制数据进行传输， 目的是将现场设备的状态及时传递到监控终端，让操作人员了解设备状态，并将控制指令输入生产设备，完成控制。基于互联网的远程控制系统中的数据传输系统就是通常意义上的互联网。
(3)现场设备与执行系统。现场设备监控与执行系统是控制现场设备的重要系统，主要作用是由执行控制终端发出各种指令完成对系统的调控。同时也可采集设备的状态信息进行简单的数据处理，形成数据信息传递给中央控制系统。现场监控系统的本质是基础计算机、现场控制、管理分析、数据处理的综合性机电控制系统，其主要特点是在数据输入与输出的环节上采用互联网完成通信。
2.2 互联网远程控制系统的控制方式
从系统的组成和功能实现上来看，所有的远程机电控制系统都可以划分为3大组成模块，但是其控制方式却存在差异，具体控制方式如下：
(1)保持模式控制。随着设备本身的自动化水平不断提高，设备自身已经具备一定的自控能力，对突发事件的应对能力和系统鲁棒性能较强，此时远程控制仅仅负责对手控端发出控制命令，而设备自主调控完成指令，远程控制系统只对设备进行监控，在必要时才对设备进行调整。这就要求设备不断地向控制终端发出运行状态信息，控制端则使之保持对设备的监控状态。这样控制端与设备之间必须维持畅通的数据通讯连接，信息的传递允许一定的滞后，滞后的时间是指令时间、发送时间、反馈数据时间、系统初始化时间的总和。因为现场设备具有较强的智能化功能，可以处理来自现场的意外情况，防止事故的发展。在事故出现的时候可以及时的处置，或者暂停任务实施，等待控制终端的下一步指令。此种模式可以实现远程无人控制生产，或者危险环境的远程控制。
(2)完成模式控制。控制终端只是向受控设备发出控制指令，而设备自主对此指令进行执行，控制终端不对设备具体的实现过程加以控制，设备完成任务后便会形成信息向控制系统报告。设备的操挖完全由本地装置完成，设备在本地操控人员监督下完成工作。
(3)完全控制模式。此种模式中设备的'本地控制系统仅仅是设备执行机构，全部的操控都是由控制终端完成。这种方式设备的控制和执行系统是相互分离的，且在受控端对信号的反应速度要求很高，需要及时完成指令的执行，控制终端也可对现场的情况作出实时化反应，此时对通信线路的要求也就较高，该控制方式主要用于特殊行业。
(4)交互式控制。此种控制是本地操控人员和控制终端协同工作来完成机电系统控制的，在控制终端的指令下完成工作，由本地操控人员对设备进行控制与维护。在任务执行的过程中，系统可以及时地建立连接，进行设备与人员之问的信息交互，设备的状态信息可完成实时化采集。
3 传统控制技术在互联网远程控制系统中的作用
基于互联网络的远程控制技术与传统的控制系统相比就是在通信系统中引入了互联网作为传输的媒介。从具体的分析来看，基于互联网构成的远程控制系统如果忽视其互联网络这一通信模块，其远程控制与设备控制系统与以往的传统远程控制系统差别不大，可以说，传统的机电控制系统是远程受控系统和控制系统。要构成一个基于互联网的远程机电控制系统，关键就是将现场机电控制系统与互联网结合起来，使之通过互联网与控制终端进行信息交互，这就可以避免以往利用总线控制所遇到的数据传输协议不容易统一的困难。在传统的机电控制系统发展中控制系统出现了结构性的改变，形成了新的网络集成是分布控制系统。采用全数字通信，具备了开放式、分布式、容易操控等等优势，形成了从测控设备到控制计算机的全数字化通信网络， 已经具备了与数字网络连接并形成完整系统的基础。因此可以说，传统的远程控制系统是互联网远程控制系统的基础。而且一些传统的机电控制理论除了应用在现场机电控制系统外，也在解决数据网络传输中产生的延时、失真等问题上作出了应有的贡献。
4 结语
通过对传统远程控制系统的分析，本文提出了基于互联网的远程机电控制系统的组成和功能实现。其控制方式从本质上是利用互联网为媒介实现终端控制系统与受控系统的互联，从而提高系统的数据传输与拓展能力，为远程机电控制系统提供新的发展方向。
[参考文献]
[1]赵奇平，李富吕，陈汉汛.现代机电远程控制技术EJ].制冷空调与电力机械，2006(6)
[2]王同苍，朱善安.基于网络的机电控制实验系统EJ].机电工程，2007(3)
[3]夏克桥.浅谈网络技术在机电控制中的应用[J].中国新技术新产品，2009(4)
[4]高文字.基于Internet的远程控制系统[J].微计算机信息，2008(10)
[5]何会民，石磊娜，张志刚.基于GPRS和Internet的远程控制系统设计[J].微计算机信息，2008(7)
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