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计算机动画技术范文1
中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（b）-0178-02
微课以其短小精悍和教学形式活泼有趣而逐渐被大家所认可，成为一种新兴的教学手段。目前动画以其形式多样、内容丰富、风趣幽默和极强的表现力被广泛应用到微课的制作和研发上。计算机动画及计算机辅助教学系统在美国、日本、加拿大和亚欧很受重视，而国内计算机动画技术由于硬件条件的限制发展比较晚，但是近年来我国用计算机动画技术应用愈加广泛。文章从使用技术上给出具体的指导，剖析了动画与微课结合的局限性，为教师很好地使用动画这一技术提供了参考。
1 计算机动画技术在教学中使用的主要技术
1.1 构造模型
计算机动画的几何造型和用于一般工业产品设计的几何造型方法相比，其特殊的要求是计算量小，以便使成千上万帧的动画可以在一个合理的时间里完成。计算机动画制作涉及建模、色彩、纹理、灯光、运动、特技效果和渲染等内容，当动画脚本确定后，角色的几何造型和动作轨迹是首要的基本建设。首先根据创意完成对场景及有关角色的造型设计，通过适当的数据结构表示点、线、面、体等几何元素以及几何元素之间的邻接关系，综合运用数学（主要是几何学和计算机数学）、人机交互技术、图形显示技术等领域的相关技术。描述具有几何意义的点、线、面等的坐标、长度、面积等的数据值或度量值，利用对象形体的棱边和顶点来表示几何形状的模型。曲面、曲线的表达方式，标准解析式有显式（y=f（x），z=f（x，y））和隐式（f（x，y，z）=0），在构造曲线、曲面的时候包含控制型值点、曲面曲线的拟合、曲面曲线的逼近、曲面曲线的插值、样条Bezier曲线等工序。计算几何学针对线框模型、曲面模型和实体模型提供了数据拟合的多种方法，比如Coons方法、样条函数方法和NURBS方法等。随着样条曲线的广泛应用，使用Bezier曲线不仅成为CAD系统的数学基础，而且成为发展CAGD新方法的重要工具。Bezier曲线的性质依赖于Bernstein多项式，它有许多良好的性质，Bezier曲线与控制点的相对关系在仿射变化下不变。
1.2 模拟质感
在制作好模型之后，模型需要补充材质，赋予物体几何模型以某种材料的材质属性，比如颜色、光泽、亮度和透明度等参数，使之呈现出某种材料所应该表现出来的颜色和质感，以此造成物体是由某种材料“做成”的感觉。首先把纹理或图案“贴”在物体表面，物体被赋予材质之后，表面就会有逼真的材质和纹理的效果。然后在场景中放置虚拟灯光，以模拟真实世界的明暗和色彩，如Gouraud明暗处理、Phong明暗处理等产生光亮和阴影的效果，也可以是在场景中放置虚拟摄像机，这样可以产生摄像机视图，从而使得制作出的画面有如同真实摄像机拍摄到的画面。最后需要通过计算机的“渲染”来生成动态的影像文件或图像序列，“渲染”之前的各道工序知识动画的场景文件，即设定动画场景中的几何模型参数、材料属性参数、灯光参数、摄相机参数和动画的关键值等，需要计算机系统将这些设定参数代入相关的计算机图形算法和动画算法进行计算，才能真正生成动画序列。最简单的光照模型是Lambert，可用于模拟表面颜色暗淡、无光泽的材料，就像是乒乓球的材料，但是Lambert不能模拟类似金属、陶瓷、玻璃等富有光泽的材料。二维纹理映射是一种纹理映射方法，这一技术是将一给定的纹理函数映射到几何客体的表面上，对于此类映射已有成熟的算法，其基本思想是将在纹理空间中的二维纹理函数映射到景物空间的三维表面上，再进一步映射到图像空间的二维图像平面，即屏幕上，这一过程也可以简化为两个坐标系之间的变换，当映射函数建立好以后，即可进行纹理空间到图像空间的映射。
1.3 模拟运动
运动设计师动画的核心技术，动画的最简单变化形式是对固定构成的非固定观测与记录，较复杂的形式是造型与视点一起运动。运动生成的程序实现方式以软件工程方法榛础，用面向对象方法、模块化等方法实现运动生成技术。运动生成技术主要分为关键帧方法（Keyframinganimation）、过程控制的运动生成方法、物理仿真方法和智能运动4类。在构造好模型之后，可以创造比如沿路径的运动，在所有运动参数中位置及运动方向是最需要确定的物体的两种运动参数。首先是从物体运动路径的运动方向确定，有根据关键点形成的插值路径，对于确定的路径，物体运动速率的确定实际上是以弧长参数化运动路径表示的曲线的过程，即定义物体某一时刻走过了某段弧长也就定义了物体的速率，根据力学原理，加速度位于运动路线的密切平面内，因此按照Frenet坐标架变换存在连续性的问题。在进行运动的轨迹设计时，常用到的动画技术是关键帧动画、算法动画以及关节动画，关键帧动画生成的基本方法是通过两个关键帧之间各对应的控制点进行线性插值或非线性插值而产生中间画，不过如果是采用动画系统制作动画，那么只要确定动画在两个关键帧上的大小、形状、位置及比例，系统将自动在关键帧之间形成动画，关键帧的操作方法技术很简单但是要求维度相同，而且彼此的拓扑结构相差不能太大，所以制作时比较麻烦，造型的前期工作量比较大。而算法动画是通过表示某种运动规律的参数来控制动作进而产生动画，可以制作比如风吹、水波动等自然现象的动画，用以表示诸如重力和摩擦力的课程内容。而可以模拟人体关节运动的关节动画也是微课动画制作中常常用到的运动控制方式，它采用的是逆机构运动学的方法设定运动轨迹。
2 微课中动画的优势
2.1 模拟实景，激发学生积极性
在动漫产业日益繁荣的现代，学生很多都是在动画文化的熏陶下长大的，因此对于动画的兴趣十分浓厚。而动画的特点是夸张，它的镜头语言承自电影，几乎实拍能表现的画面动画都能够演绎，并且以Maya、3DMax动画为主的动画制作融入了造型、色彩、音乐等多种表现形式，生动直观，具有极强的表现力。那么在微课中加入动画可以很轻易地调动学生的积极性。而且用动画技术虚拟出的人物和环境十分形象，表现力丰富，能够刺激学生的视觉观感，激发学生的情感体验，充分调动学生的注意力和观看课程的兴趣，从而提高微课教学的效率。
2.2 化抽象知识，更加通俗易懂
对于一些理论性强、知识概念比较抽象，而解释起来又比较繁杂的专业课程，可以从中找出其本质做成微课。微课的特点就是短小精悍，它的动画也因此被赋予了节奏紧凑、内容精简等特点，利用动画的形象直观地让学生了解到复杂知识语言下所隐藏的真理，营造出生动活泼的学习氛围，让学生们可以投身到微课的学习中去，将无聊枯燥的课堂变成充满乐趣和新奇的试听旅程。所以设计精妙、指向明确的动画制作，可以和别的多媒体结合成一个主题突出、类型多样、结构紧凑的微课堂。
3 计算机动画技术与微课相结合的辩证
3.1 技术是否是最重要的
对于很多教师来说，使用多媒体制作微课，进行动画的制作，视频的剪辑是很困难的，甚至像比如Flash、Maya等动画制作软件都没有见过，那么微课的制作是不是就要在这里停止呢？其实一般的微课不需要很复杂的编辑，那些需要复杂编辑的视频其实是因为在拍摄过程中出现了问题，或者是设计的时候没有考虑到一些问题而导致视频最终不够精致才需要很复杂的编辑技术来修复它。不过当然也需要对拍好的视频进行编辑，但是那些只是简单的编辑就可以了，不一定非要专业的剪辑软件。而且其实要是微课要使用一些复杂的动画，就可以请专业团队来制作，教师只要提供设计思路和教学素材就好了，所以技术在微课上不是最重要的。
3.2 没有动画的微课是不是好微课
由于每一个课程的内容是不一样的，所以在动画制作中所侧重的技术也是不一样的。微课有很多种表现形式，需要使用哪种形式表现其实取决于微课的内容、受众和教学设计，而动画只是作为其中一种方式。从媒体表现形式的原理来看，动画用于表现肉眼无法直接观测到的宏观、微观的物体或动作，比如天体的运转，分子中原子的运动，甚至是处于封闭状态无法观察的工作中的发动机。在这种情况下就需要使用动画展现，但是其他的课程内容或许只需要教师的板书和言语就能传授。所以是否使用动画取决于微课的内容是否在实际生活中不易展示，取决于微课的教学设计和受众，不能生搬硬套，不然会适得其反。与此同时，可以看到动画在微课制作中有着局限性，首先，制作动画比较常见的Flash制作出来的是二维动画，形象比较卡通，无法达到微课写实、具象的效果；其次，三维动画做出来的足够精美却很难操作，需要经过系统的学习才能达到。
4 结语
综上所述，计算机动画技术和计算机辅助教学系统都是非常综合的领域，涉及到的技术也很多。计算机动画技术在微课中的使用已经显而易见，文章对于技术方面的部分具体指导进行探讨，试图通过这些探索为教师找到更好的制作微课的方法。多媒体技术是微课发展的技术基础与手段，微课多样化的信息形式得以实现和集成，多媒体的发展已经到了不能阻挡的境地，微课和计算机动画技术的融合可能代表着一个新的朝气蓬勃的信息r代的到来。
参考文献
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造型建模完成之后，在相应的材质上赋予形象，进行材质贴图。物体的形状由造型决定，物体表面的形态由质地决定。一系列的材料是大部分三维动画制作软件程序所拥有的，如金属、木材、玻璃等，我们可以从菜单中简单地选择并将其在物体上进行有效的应用。同时，我们也可以依据自身需求将不同的相应材质制作出来。材料不同，反光的方式也不同。不同的因素组成了不同的物体，不同的物体给我们不同的视觉感受。构成物体的因素包括颜色、反光程度、周围环境子啊物体表面的投影、透明度等。含有上述因素的材料在所有软件中都被预先制作好了，我们可以依据自身需要对这些因素进行各种各样的组合，从而达到想要的目的。
2.灯光和相机
灯光问题在建模初期是无关紧要的，但是在解决了造型问题之后，灯光问题就显得极为重要了。在三维动画制作中，灯光具有极为重要的地位和作用。一些功能存在于三维软件中，动画的最终效果受到设置的直接而深刻的影响。对三维动画的最初制作者来说，整个三维动画创作中的一个最具挑战性的工作就是将景物照亮，在将景物照亮的过程中，一方面需要将合适的景物基调保持下来，另一方面也需要对动画气氛进行有效的调整、渲染、营造，没有长时间的实践和不间断的试验是无法收到满意的效果的。为了将合适的作品创作出来，我们可以对每种光的焦距、颜色等进行有效的控制。三维动画运用的虚拟相机极类似于真实相机，物理环境条件等均无法限制其活动，它能够对镜头进行伸缩和前后移动，也能够将焦距改换掉，在空中飞移，并对镜头中移动的物体进行自动跟踪。其不用计算光圈，我们运用直观的范围线表示景深的设置。我们还可以在运动目标上放置它，使其随着目标的运动而运动，在随意跟随和倾斜的过程中将优秀的视觉效果制作出来。但是，它只是一个相机，要想对观众进行有效的引导，使观众更好地观察动画世界，还需要操作者具有较高的修养和创新的创作理念，在操作之前就将良好的画面设计出来。树立正确的节目创作理念是前提我们的创作空间在计算机动画技术的应用中变得更为广阔，我们应该在意识中将正确的动画创作意识树立起来。在创作活动中，动画技术和表现内容之间是依附关系，也就是说，运用动画技术的前提是内容需要，如果内容不需要，这时运用动画技术无异于画蛇添足，我们应尽量避免使作品的主题内容被各色各样的数字特效冲淡和搅乱。现阶段，一些电视节目的质量受到了各种“数字垃圾”的各色花哨的表现的严重的不良影响，针对这种情况，制作人员更应该切实树立起正确的动画创作理念，在对动画基础进行充分利用的同时尽可能地使其发挥出最大最好的作用。
3.总结
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关键词：计算机技术；机械；维修；自动化
1机械制造领域工作中需要改进的环节
近年来，我国的机械产业发展十分迅猛，但是由于起步相对于西方发达国家较晚，因此，在整体的技术水平上，依然与其存在一定的差距，所以，运用强大的计算机技术对机械自动化制造企业进行改进是很有必要的，目前。我国机械行业存在的问题主要体现为以下几点。
1.1设备组装环节
机械制造企业中的装配问题，主要是指实际运用设备要与设计方案规格统一，这样才能在生产过程中达到最理想状态，然而，现阶段我国的很多机械制造企业却没有意识到这一点的重要。
1.2设备更新环节
机械设备的更新是一个企业长远发展的基础，然而，很多的企业却都是介于需要过多的资金投入，所以在设备的更新上，一直都持着“节俭”的态度，忽略了其对企业的长远发展的重要性，使得生产效率大打折扣，严重制约了企业的发展。
1.3设备养护环节
设备的保养，在很多的机械企业中，不被重视，只是简单的一带而过，而殊不知由于设备长时间处于一种超负荷的工作状态，会对其产生很大的危害，加剧其老化、磨损，减少其使用寿命，这对于企业整体经济利益的损害是非常严重的。
1.4设备检修环节
机械设备在长时间的工作状态下，很容易出现由于保养的不到位而导致设备故障的产生，很多的故障可能不能立即表现出来，但却是一个导致设备故障的炸弹，若不能被及时发现并修理，很容易随时爆发，使得设备停止运作，导致生产无法继续进行。
2减少机械设备的维修成本
机械设备是机械企业生产的基础，但是很多时候，检修成本过于高昂，不检修又会产生极大的安全隐患，导致企业陷入进退两难的境地，因此，如何降低设备的检修成本是一个重要的问题，而计算机的强大功能则可以很好的解决这一问题。
2.1运用红外检测技术
红外检测具有灵敏度高的特点，所以对于大型设备的检测是非常实用的，在检测过程中，首先将传感器链接到计算机上，然后用红外测温技术对设备表面温度进行检测，并通过热成像原理显示出设备的运行情况，运用红外检测不仅能够减少故障的发生，而且可以减少企业的维修成本[1]。
2.2设定科学的维修方法
设定科学的维修方案可以保障机械维修的便捷性，而计算机技术主要采用的是RCM逻辑树分析法，对设备的磨损程度、设备重要程度进行分析，并量身定制可行性方案，为机械设备维修减少了不必要的麻烦。
2.3使用先进的维修技术
计算机与维修技术的紧密结合是科学进步的表现，当前国际上通用的设备维修方式主要有TBM、BM、CBn三种，TBM可以根据设备的具体使用情况进行预算，是一种预先维修方式，BM是故障出现后可以进行有效维修，CBn是对设备进行定期的检查、分析，并就具体磨损情况进行维修。
3提高机械自动化生产效率
数控技术作为计算机技术与机械制造技术结合的典型代表，在实际的生产过程中，弥补了传统生产过程中的缺陷，使得机械自动化生产效率明显提高。
3.1计算机编程技术应用于数控编程
手工编程和自动编程是数控编程的两种形式，顾名思义，手工编程是各个阶段都与人工完成，自动编程是形状复杂的零件结合计算机，采用数控语言编写程序，经处理后形成的加工程序[2]，但是由于数控系统比计算机发展速度慢，因此，必须保持计算机与其在教学内容上一致，才能满足其发展需求。
3.2计算机仿真技术进行数控加工仿真
计算机仿真技术是模拟现实设备加工环境及其工作状态的仿真培训系统，它的运用，提高了操作者的素质，及实际运行中安全系数，目前，很多数控生产企业已经将计算机仿真作为培训计划，为提高操作智能化。因此要强化计算机网络技术与电子信息工程的结合，充分发挥计算机网络技术的优势，促进现代社会的发展。
作者:刘瀚文 秦晋 宛宏进 单位:沈阳理工大学
参考文献：
[1]邓钧键.计算机网络技术在电子信息工程中的应用[J].电子技术与软件工程，2014(16)：164-165.
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与计算机技术、多媒体技术相结合的现代化教学方法已逐渐普及，为教学工作的开展提供了智能化的教学环境，通过采用超文本、超媒体模式的信息组织形式，在教学中充分带动了学生的视觉、听觉、触觉的能动性，吸引了学生的注意力，激发了学生的学习兴趣。这些智能化的教学设备为培养学生的创新能力、发散性思维奠定了基础，提供了良好的学习环境及学习氛围。
2.激发学习兴趣，培养创新思维
在计算机动画设计教学中，教师采用情境教学法开展教学工作。根据课堂内容安排课程，并针对教学内容的难易、学生接受课堂知识的能力进行综合考虑。例如，通过课堂提问的方式，询问学生喜欢的卡通人物，在活跃的气氛下增加师生交流，并逐渐渗透本课堂的知识内容，让学生通过Flash软件完成动画设计的学习，调动学习积极性。在计算机动画设计的教学中，教师要设置一些难度适中、有启发性和探索性的问题，提高学生的竞争意识，让学生在学习过程中学会思考，抓住思考问题的主线，进而增强分析问题、解决问题的能力。除此之外，还要适时安排一些竞赛活动，增强学生的竞争意识。例如，在圣诞节来临之际，让学生通过自己对圣诞节的理解，设计一件有意义的动画作品。在这个过程中，培养了学生收集、整理资料的能力，充分发挥学生的想象力，在作品的评论过程中锻炼了学生的沟通能力，使学生受益良多。
3.完善教学方法
在计算机动画设计教学过程中，要注重该课程与其他学科之间的联系。根据专业特点，紧密结合计算机设计软件，做好课程设计之间的联系。例如，在对关键帧动画制作的教学中，利用Flash作补间动画的制作，利用3DMAX中作关键帧的动画制作，然后进行比较，使学生明确软件之间的差异。通过学科之间的交叉融合，让学生加深了解，领悟动画设计的基本原理。
4.加强师资队伍建设
计算机动画技术范文5
关键词：自动化；计算机控制技术；教学模式
中图分类号：TP273.5-4 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 06-0177-01
高校自动化专业的一门主要课程就是计算机控制技术，这门课程在学生今后的工作和工程应用中十分重要，通过对该课程知识的学习和研究，学生可以对计算机控制系统的基本原理和构成有进一步的了解，并且能把计算机控制系统的设计运用实际工程中。
一、课程改革及教学模式
（一）教学内容的改革
1.选择主流的计算机主机。随着社会科学技术的发展，计算机的性能有了很大的改进，在现代的工业社会中，微机已广泛进入工控领域，主要应用于自动控制系统，提高了安装和调试的工作效率。微机作为控制系统的核心主机教学是计算机控制技术课程教学的主要方式，重点介绍控制技术的工作原理和应用方法，而系统性的综合实践能力尤其重要。这方面的的技能主要在实践中获得。因此要加强实践教学。可以加大对设计方面、综合试验研究方面内容，主要是以系统型的综合实验研究为主要方式，环节性的实验可以在其它专业课中进行。
2.选择应用广泛的开发软件。 应用软件设计是计算机控制技术课程的关键环节。计算机控制技术的相关教材普遍是采取汇编语言进行编程的，结果是直接导致了可移植性差，并浪费了时间。软件教学内容则为以微机为主，为在应用软件教学中采用高级语言提供了有效保障。随着科学技术的发展，高级语言为主的程序设计已经取代了计算机控制技术课程的应用程序设计，这对应用程序设计教学的效率有了很大的提高，对学生应用程序设计水平的提高也起到了重要的作用。主要体现在学生的创新能力的培养。由学生自己动手，将主动权交给学生，实行人性化教学，让他学生本人从查阅资料、方案的规划、控制算法程序的编制、调试系统、参数的选取，直到实验结束。自由的想象和大胆的创新是这种创造性的教学的内涵所在，对学生创新欲望的激发起到了积极的作用。
（二）教学实践改革
经过改革的计算机控制技术教材的内容比较倾重于应用方面，侧重点在于软件。对理论知识和硬件没有过高的要求。计算机采用PC或IPC，主要是运用可视化的高级语言来对软件进行设计，以软件设计和实践教学为主要方式。主要体现在：1.对学生学习中遇到的困难有很好的帮助，即直接体现了兴趣的持续性和效果的良好性方面。控制系统整体概念以具体应用和功能实现为主要切入点，教材尽可能的降低理论知识，是学习比较易懂但却对控制系统知识的整体性没有丝毫影响。通过实验的实例说明，教学实践改革更有助于学生掌握计算机控制技术知识的精华。2.在设计中可以看到，PC或IPC作为主机的控制系统在当代社会得到了广泛推广，其余各种设备都有了与之相关的成熟产品。设计研究人员只需对相匹配部件进行选购，不需要自行设计就可构成某一控制对象的硬件系统。但是，作为学习研究人员，对硬件整体部件的组成和性能要有一定的理解，对于详细的电路设计以及控制理论等方面的知识可以在课后去学习。设计者创建完成硬件系统之后要开发测控功能程序。但是目前的PC测控系统设计者已经不会在采取汇编或C语言，因此，为使得计算机控制技术得到更好地推广和发展，我们主要以Visual Basic语言、King View监控组态软件等典型的实例去详细说明测控程序开发步骤和实现方法。
教材内容教学主要体现在控制理论和实践应用两方面，学校可以根据自身的情况全排教学。但是都要在加大实践教学是前提条件，是教学基础，加强实践能力的培养，提高设计控制系统的操作能力。
二、教学模式改革
教学模式改革主要指以下三种模式：
1.以课堂讨论的方式进行教学。讨论内容由教师设定，学生做主要发言，一般是老师在课堂开始时提出一些讨论题目，学生分组相互探讨，一段时间过后老师选学生代表发言。发言过程中要做到边写边讲，明确个人所持观点，其他学生也要认真聆听并就自己的观点与发言者作比较，这样发言者与聆听着都能够分辨出各自观点的利与弊。因为解决问题的方法可以有很多种，学生之间相互探讨可以使问题解决的更全面，最重要的是能够加深印象，开动脑筋。在进行课堂讨论时教师做到充分引导、学生积极准备，那么一定会提高学生的学习积极性和主观能动性。因此这种方法不但可以活跃思想、培养学生的创造性思维能力，而且还能够使学生分析问题和解决问题的能力得以提高。
2.运用工程实例辅助教学。此方法不仅要求学生在学习时要加强对原理和基础内容的掌握，而且还要使学生兼顾实际工程中广泛应用的新技术实例，促进学生正确工程观的养成。对教师而言，可以亲自实践，让学生实际动手操作，同时也可以提供个别案例，让学生自己寻找答案。同时，真正的计算机监控系统设计需要做到对电压等级、成本控制、设备可靠性、维护升级等方面的了解，课程即将结束时老师应选择具有典型意义的监控系统设计来做演示和讲解，进而可以更好的使学生掌握所学知识的综合性能及科学应用。
3.通过专业讲授进行教学。由于学生的专业基础课程已经完成，处于毕业设计的前夕，对本专业在国内外的技术动态和发展趋向有强烈的了解欲。这就要求教师认真负责的把自己所了解的相关计算机控制技术在国内外的发展趋势毫无保留的教授给学生，特别需要注意的是要运用最新的理论及技术，让学生对其做到全方位的了解。只有这样才能使学生更清楚的了解到我国与国际先进水平的距离，做到及时更新自己的观念和技术。
三、计算机课程教学改革的成效
1.使教师的业务水平有所提高。在进行改革的过程中，教师必须对其进行全方位的了解和掌握，对专业课的教学内容必须进行实时更新，并做到及时总结教学经验，使该学科不断出现新的科研成果，使学生不断掌握最新的学习内容。
2.使学生学习的积极性有所增加。在教学内容和实践设备不断更新的环境下，大多教学内容都能够展现和反应时代的发展趋势，这样一来一方面可以使学生们的学习兴趣得到激发、工程实践能力得到提升。而且还能够使学生增加综合运用知识及编写计算机控制程序的能力。由此可见，计算机教学改革养成了学生独立自主分析问题、解决问题的能力。为以后的课程改革奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]黎萍,刘保军.计算机控制技术教学改革初探[J].中国电力教育,2011,27
计算机动画技术范文6
关键词： 我国工业控制自动化的发展大多是在引进先进成套设备并进行消化吸收，然后二次开发和应用。目前计算机技术在我国工业控制自动化产业中的应用有了很大的发展，我国工业计算机系统已经形成。工业控制自动化技术以低成本工业PC基础为主流，向智能化、网络化和集成化方向发展。相
一、引言
工业控制自动化技术成为20世纪最重要的技术之一，对企业生产过程有明显的提升作用。工业控制自动化集控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术为一体，实施工业检测、控制、优化、调度、管理和决策生产过程，是一种增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全的综合性技术，工业自动化软件、硬件和系统是工业自动化的主要部分。，
随着计算机技术的发展，工业自动化计算机技术的应用领域迅速扩大。由原来主要应用于过程控制，如煤、油等连续化、流程化的生产过程；或者机械、电子、汽车等离散加工的制造自动化过程逐步扩大领域，如数控机床、机器人、智能仪器、汽车电子化等机电一体化产品等。目前，工业自动化计算机技术还应用于环保、公用工程、道路与交通、楼宇与社区等。
二、工业计算机的发展特点
由于计算机技术、网络技术和通信技术的迅猛发展，各种工业自动化手段的发展开始相互影响，相互作用，大致呈现以下特点。
1．自动化技术界限模糊
信息技术的渗透性、融合性比较强，由于自动化的各种技术专业合并，工业控制计算机系统、机电一体化、数控、制造技术、CIMS等技术学科之间的界限变得模糊，这是发展的需要，技术发展的必然趋势。
2．各种控制系统之间融合
在相当长的一段时间内，由于计算机技术在工业自动化的发展具有渗透性和共通性，一些控制系统如FCS、IPC、NC、DCS、PLC等会相互补充和促进、彼此共存，如工业PC与低价的微型PLC相比其数据复杂且设备集成度高。PC不会代替PLC，工业自动化发展存在于工业PC 和 PLC之间的融合。尽管PLC、DCS、NC、IPC、FCS等设计目地不一致，各有适宜的应用领域和技术，但在技术上彼此“学人之长，补己之短”，各种控制系统之间融合提高了传统技术的发展。
三、计算机技术在工业自动化的应用
工业自动化的计算机技术发展与信息化、数字化、智能化、控制技术、网络技术的发展密切相关。目前世界工业控制计算机市场正在以每年10－15％的速度增长。计算机技术在工业自动化中的应用领域越来越多，发展也越来越重要，地位也不断得到提高。以下就计算机技术在工业自动化的发展和应用方面进行探讨：
1．DCS
集散控制系统DCS（Distributed Control System）于1975年问世，生产主要集中在美、德等国。70年代中后期起，我国主要行业（如电力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部进口。80年代初期开始引进、消化和吸收并研制国产化DCS技术。近10年，我国DCS系统研发和生产发展很快，崛起了一批优秀企业，这批企业研制生产的DCS系统，不仅品种数量大幅度增加，而且产品技术水平已经达到或接近国际先进水平，国产DCS系统的出口也在逐年增长。
DCS是受计算机影响最大、反应最快的一种。尽管FCS发展很快，但是传统控制系统的维护和改造还需要DCS。当前工业控制计算机生产过程仍是大系统、分散对象、连续，分散型控制系统仍在发展。开放结构和集成技术的发展促使大型分散型控制系统发展。由于数据通信和网络的发展，DCS向综合方向发展，将各种调节器、PLC、工业PC、NC等构成大系统，满足自动化、开放化要求。DCS向智能化方向发展，现在DCS的产品具有系统开放、管控一体化特点，还带有先进控制软件。
2．NC
机械智能化技术工业自动化领域一种新技术。它可补偿机械自身因温度、机械负荷等引起的机械变形。而检测主轴负荷、主轴及机座变形的传感器自身具有信号处理功能，所以叫智能传感器。故障的诊断与维修是NC重要技术。它基于AI故障诊断的存在，把NC装置通过互联网和网络与中央计算机相连接，使其能够远距离诊断，一方面建立用于诊断故障的数据库，另一方面进一步发展维修系统，在发生故障前把系统部件更换。它的实现需要智能传感器、高速PMC及大型数据库。
3．PLC
PLC在工业环境下使用，是一种可编程逻辑控制系统，采用了可编程序，实现运算、 控制、记录等操作指令,将存储内容通过数字或模拟量等形式控制工业生产过程。该种控制系统的抗干扰能力远远高于传统技术，适合于较为复杂的工业环境，而且操作简单，往往采用些形象、直观的简单程序来适应现场操作。目前PLC发展成为与DCS相抗争的大系统，具有高功能、高速度、大容量、网络化和通信强化通信能力。CIMS、工业自动化和过程控制等大系统的应用，可编程序控制器编程语言多样化，适合不同应用场合和不同国家应用习惯的要求，并且允许在同一个PLC程序中使用多种编程语言。PLC的发展潜力还很大，不仅和其他工控机联合，而且日益渗入到DCS中，走进CNC领域。
4．IPC
因PC机资源丰富、产量大、价格低，为广大技术人员认可。家用电脑逐步普及，PC机占通用计算机95％是工业PC热的基础。它在过程控制、制造自动化、楼宇自动化等方面扮演重要角色。在我国，实时操作系统和编程语言等较好解决的IPC市场在扩大。嵌入式系统得到发展和应用，它以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统，从功能、可靠性、成本、体积、功耗方面来看，是IPC发展的主要表现
5．FCS
现场总线控制系统从抗干扰能力、鲁棒性到布线安装、系统扩展、投资费用等方面都具有明显的优势，它完整地实现了控制技术、计算机技术与通信技术的集成，它的出现加快了工业智能化的步伐。FCS系统具有现场数字化，降低成本，系统效率高，便于安装和维护功能，同时具有很高的传输速度和很强的抗干扰能力。在FCS中，软件和硬件互换性好，更新换代容易，具有开放性。
6．传感器
传感、通信、计算机技术构成现代信息的三大基础。传感器的作用主要是获取信息，具有高功能、高速度、大容量性能。传感器技术是实现装备数字化、流程最优化的基础。当前，传感器技术在传统行业中的应用量大面广，而工业现场自动控制的水平也在很大程度上决定于传感器的水平。目前传感器技术向着微型化、高精度、低功耗、高可靠的智能传感器方向发展，随着计 算机网络技术的发展，传感器网络等新应用将浮出水面。
7.工业控制网络有线和无线相结合发展
有线局域网以广泛的适用性和技术价格方面的优势，得到了迅速发展。然而，在工业现场，一些工业环境禁止、地方限制限制，有线局域网很难发挥作用，因此无线局域网技术得到了发展和应用。
随着计算机技术的不断发展，无线局域网技术将在工业控制网络中发挥越来越大的作用。它可以便捷地无线连接网络设备，随时、随地、随意地访问网络资源。无线局域网可以在不用网络电缆线的情况下，提供以太网互联功能。
随着工业技术和计算机技术的发展，工业自动化手段也发生了很大的变化。自动化技术和计算机辅助设计等软件发展和普及给工业产品带来了重大变化，并已渗透到工业自动化产品设计的各个方面。利用这些计算机技术工具，工业产品设计大大减轻了设计、生产的工作量和难度，有效地提高了工作效率。
参考文献:
[1]刘美丽.现代工业条件下工业自动化的特点与作用.现代制造技术与装备.2010.3
[2]陈军进.工业自动化技术在各个工程领域中的应用.应用科学.2010
