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在全球信息化的时代里,计算机 网络技术 不可或缺的成为其发展的主力军,为人类生活水平的提高、科技的发展以及社会信息化的发展都产生了深远的影响。下面是我为大家整理的计算机网络技术 毕业 论文 范文 ，供大家参考。

《 计算机网络技术的应用及发展思路 》

【摘要】随着科学技术的发展，计算机网络技术得到广泛应用，为了让计算机网络技术更好服务于人类，需要对计算机网络技术进行深入的研究，同时对其发展进行科学预测。为此，本文通过分析计算机网络技术的应用，同时阐述计算机网络技术的发展，为应用计算机网络技术提供参考依据。

【关键词】网络技术;计算机;应用与发展

在信息化时代，计算机网络得到大范围的普及与推广性使用，进一步推动社会的发展。随着科学技术的发展，计算机的应用朝着纵深方向发展，而计算机网络作为计算机行业的一部分，其网络接口被集成到计算机主板上，同时 操作系统 也融合了网络功能。为了让计算机网络技术更好服务于人类，需要深入研究计算机网络技术的应用，同时对其发展进行科学预测，为应用奠定基础。

1计算机网络技术的应用

1.1局域网

局域网简称LAN网络，这种网络存在一定的特殊性，其特点主要表现为投资少、效率高，并且见效速度快。当前，这种网络在国内外得到广泛的应用。在局域网中，应用最为广泛的产品分别为：以太网(Ethernet)、令牌环网(Token-Ring)、光纤分布式数据接口关(FDDI)。

1.1.1以太网(Ethernet)

在局域网中，以太网是一种低层的网络协议，通常在OSI模型的物理层和数据链路层进行操作。随着局域网的不断发展，以太网(Ethernet)依然处于核心位置，主要包含双绞线的10BASE-T组网结构、细同轴电缆的10BASE2组网结构、粗同轴电缆的10BASE5组网结构三种主要的以太网结构。对于双绞线的10BASE-T组网结构来说，其优势为布局灵活，可靠性高，扩展、管理等非常方便，这种结构在九十年得到广泛应用。但是，随着消费者需求层次的不断提高，已经出现传输速率为100Mps的100BASE-TFASTEthernet组网结构。

1.1.2令牌环网(Token-Ring)

令牌环网(Token-Ring)在适应性、实时性方面表现优越，其特征主要表现为令牌传输媒体访问控制方式、优先访问权控制机制，以及能够为网络用户提供更高层次的网络系统。令牌环网(Token-Ring)在20世纪90年代应用较为广泛。

1.1.3光纤分布式数据接口(FDDI)

光纤分布式数据接口(FDDI)也称城域网，通常情况下，这种网络借助光纤分布式数据接口、网卡连接个人计算机，其基本结构属于双环网络环境，在工作过程中，通过分组交换、令牌方式共享光纤带宽，其传输速率为100Mps，传输距离为100km，这种网络出现在20世纪80年代，到了90年代初进入应用高发期。

1.2国际互联网(Internet)

国际互联网(Internet)作为一种国际计算机网络，在世界范围内应用最为广泛。借助国际互联网(Internet)，用户可以实现远程登记、传输文件，以及电子邮件交流等功能，同时为人们提供了多种信息查询工具，丰富了网络用户访问信息的 渠道 ，在一定程度上提高了用户的访问速度。从应用群体来看，在全球范围内，人们对Internet的优越性给予了高度的认可。

1.3ATM网络

ATM网络作为一种信息格式，也被称为异步传输模式，这种模式在一定程度上实现了局域网与广域网之间的连接。通常情况下，这种网络借助专门的转换器和ATM网卡对高速网络中的数据进行交换、传递处理，以及对数据进行传输(远程、近程)。从当前的计算机网络技术发展来看，ATM网络已经趋于成熟，其应用范围在全球不断扩大。

1.4 无线网络

与有线网络相比，无线网络技术的优势更加突出。对于无线网络来说，其类型主要包括无线局域网、个人通信无线网络、家用无线网络三类。从应用范围来说，无线网络技术有着非常广阔的发展前景，例如，在无线通信技术中，射频技术虽然受到国家特定频率的限制，但是可以贯穿地板、墙壁等固体建筑物。而对于红外技术来说，虽然不受国家频率的制约，并且传输速度快，抗干扰性强，同时生产成本低，但是由于不能贯穿地板、墙壁等建筑物，在这种情况下，进一步制约了其应用范围。但是，对于无线网络来说，由于兼具射频技术、红外技术的优势，所以在军事、医疗等行业得到广泛应用。

2计算机网络技术的发展

随着科学技术的发展，计算机网络技术实现了跨越式发展，并且出现新的形式，主要表现为：

2.1微型化

随着计算机功能的不断完善，以及运算速度的不断提升，大规模、超大规模集成电路成为一种趋势。从微处理器芯片的更新速度、价格来说，计算机芯片的集成度周期一般为18个月，在这一周期内其价格降低一半。但是，随着计算机芯片集成度的提高，计算机的功能将会越来越强大，在这种情况下，将会进一步推进计算机微型化的进程和普及率。

2.2网络化

随着科学技术的发展，计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。随着网络技术的发展，计算机网络在政产学研等领域得到广泛应用，并且有关计算机网络的概念逐渐被越来越多的人所了解。对于不同地域、功能独立的计算机来说，通过计算机网络实现了互联，同时在软件的支持下，进一步实现了资源共享、信息交换和协同工作等功能。当前，凭借计算机网络的发展水平，可以对一个国家的现代化程度进行衡量，可见计算机网络在社会经济中发挥着重要的作用。

2.3无线传感器

在当代网络技术中，无线传感器是一项重要的科研成果。在设计无线传感器的过程中，一般按照模块化、低消耗的模式进行设计。对于整个传感器来说，其电流消耗是非常低。无线传感器的工作原理是借助压电原理收集结构产生的微弱振动能量，同时将其转化为电能，为传感器工作提供电能。在设计无线传感器时，为了有效降低能耗，一般选择低能耗的产品，并且传感器在不采集数据信息的情况下，会自动关闭电源，此时整个装置处于睡眠状态。

2.4智能化

随着科学技术的不断发展，智能化成为计算机网络技术发展的主流。通过智能化在一定程度上让计算机对人类的学习、感知、理解等能力进行模拟，通过技术的手段，让计算机具备理解语言、声音的能力，同时具备听、说、思考的能力，从根本上实现人机对话。另外，随着科学技术的不断发展，计算机网络技术呈现出一些新的趋势，例如：

2.4.1IP协议发展

随着科学技术的发展，一方面丰富了IP协议的业务内容，另一方面增加其复杂程度，在这种情况下，需要高度关注IP协议的安全性、资源性，同时需要采取相应的 措施 进行改进和完善，为IP协议发展奠定基础。

2.4.2出现分布式网络管理

在计算机网络技术中，借助分布式网络管理一方面有利于交换信息资源，实现资源的共享，另一方面可以推动网络技术的发展，进而在一定程度上提高计算机网络的管理水平。

2.4.3发展三网合一技术

随着科学技术的发展，计算机、电信、有线电视网络出现相互融合的趋势，三者通过相互融合，在一定程度上促进三者不断改进，从根本上实现三网融合的高效性。

3结论

综上所述，随着科学技术的发展，计算机网络作为通信技术与计算机技术相互结合的产物，这种产物对全球的发展产生深远的影响。在信息化时代，计算机网络技术已经有了质的发展，不仅实现了社会的信息化，更重要的是借助计算机网络技术可以存储数据信息，同时可以共享资源，进一步推动社会经济的发展。

参考文献

[1]季泽洋.计算机网络技术在企业信息化过程中的应用研究[J].中国商贸，2014(01).

[2]范伟.浅论新时期计算机软件开发技术的应用及发展趋势[J].计算机光盘软件与应用，2014(13).

[3]付鹏.浅析计算机网络技术在消防信息化工作中的应用及存在问题和对策[J].电脑知识与技术，2011(27).

[4]祝莉妮.计算机网络技术及在实践中的具体应用[J].数字技术与应用，2014(06).

《 计算机网络技术的发展与应用 》

计算机网络技术诞生于计算机技术与通信技术的出现与融合之时，是这个信息化时代的重要标志之一。随着我国国民经济的飞速发展，我国的计算机网络技术也取得了非常令人称赞的发展成就。其在社会各个领域的应用不仅激发了国民经济的增长，同时也深层次的改变了我们的社会生活，从很大程度上讲计算机网络技术标志着一个国家和一个社会的进步和发展，也是经济发展的主要助推器之一，因此在信息化时代之中着力的发展计算机网络技术有着极为深远的意义。

1计算机网路技术的发展历程分析

就全球范围而言，计算机网络技术最早诞生于20世纪的50年代的美国军事领域，由于立体式作战的需要，美国国防系统尝试着将地面防空系统中远程雷达和测量控制设备，通过一定的方式实现有效的连接，而这种连接方式最终选择了通信线路，这个实践的成功标志着网络技术正式进入到了人们的视野之中，通过通信线路的连接，雷达系统和测量设备控制系统有机的连接起来，地对空的防御效率得到了大大的提升，自此以后计算机网络技术正式登上了历史的舞台。在其后的几年发展之中，计算机网络技术由军事领域开始向社会民用领域发展。60年代之初，在美国航空公司的订票系统中实现了当时美国全境的超过两千台的计算机与票务系统中的一台中央计算机的网络连接，这极大的提升了航空系统的票务管理效率。进入到70年代以后，随着微型计算机的出现以及微处理技术的诞生和运用，美国社会开始出现了对于计算机短距离通信的要求，现在广为人们熟知的局域网(LAN)正是诞生于这个背景之下。在此之后美国的IBM公司和DEC公司分别推出了SNA系统网络结构(SystemNetworkArchitecture)和DNA数字网络体系结构(DigitalNetworkArchitecture)，自此计算机网络技术正式进入到了系统结构标准化时代。在此后的发展之中，计算机网络技术一直被认为是社会经济发展的生力军，对于计算机网络技术的研究和开发也呈现出一派欣欣向荣的景象。自20世纪90年代中计算机网络技术进入到我国之后，我国的国民经济发展进入到了一个前所未有的高速发展阶段，各行各业的发展都突破了传统模式下的瓶颈阶段，为21世纪首个十年的辉煌发展奠定了坚实的基础。

2计算机网络技术概述

计算机网络技术可以根据其网络拓扑结构以及连接范围分成若干种不同的类型，所谓按照拓扑结构分，指的是根据网络之中各个节点之间连接方式和 方法 的不同，计算机网络可分为树形、总线型、环形、星形以及复合型等五种基本类型，而按照连接范围分大致可以分为广域网也可以叫做远程网即WAN(WideAreaNetwork)、城域网即MAN(MetroplitanAreaNetwork)和局域网即LAN(LocalAreaNetwork)三种范围形式。而在网络操作系统方面经过半个世纪以来的发展，目前计算机操作系统主要有以下三种。

1)UNIX操作系统。UNIX网络操作系统可用于超大型计算机、超小型计算机一级RISC计算机，其特点是具有多用户多任务性、可移植性以及相互操作性。

2)NOVELL系统。NOVELL系统是目前局域网市场中占据主导地位的操作系统，其是在汲取了UNIX操作系统多任务以及多用户特点的基础之上发展而来，是一种开放的网络体系结构，也是一种连通性很强的系统结构。在其主要使用的Netware中采用了高效的系统容错技术，这使得该操作系统的接受程度更高，这也是该系统能够成为当今世界主导操作系统的主要原因之一。

3)Micosoft系统。Micosoft操作系统是目前市场上LAN网络市场和NOVELL公司最为强大的竞争对手，其最具代表性的操作系统就是WindowsNT，是一种典型性的32位现代化、模块化的平台系统，完全具备小型网络操作系统所具有的全部功能。

3计算机网络技术的应用

3.1LAN网络的应用

LAN网络是目前我国使用的最为广泛的一种网络技术形式之一，其具有投资较小，见效较快的特点，是网络技术发展的先驱力量。目前在我国主要使用的LAN技术有Ethernet(以太网)、Token-Ring(令牌环网)和FDDI(光纤分布式数据接口)。

3.2Internet

Internet是一种国际互联形式的网络结构，是我国乃至全世界使用最为广泛的跨国计算机网络。该系统能够为用户提供诸如FileTransferProtocol(文件传输)、ElectronicMail(电子邮件)以及Telnet(远程登录)等服务。除了这些服务之外，Internet还为我们提供了许多便捷的查询服务，用户可以通过WWW、Gppher等方式访问自己所需要的信息，由于Internet的这种高效互联性，世界各国之间的联系紧密异常，全世界范围的商业和科技发展也成为了现实。

3.3无线网络

无线网络是近年来发展起来的一项计算机网络技术，也是当前市场前景最为广阔的网络技术。目前国内市场上的无线网络产品主要为无线LAN、个人通信以及家庭用无线网络三种。在技术形式上目前主要的应用是射频无线网络技术和红外传输网络技术，其中红外技术成本较低，传输速度也更快，避免了国家频率对于普通频率的干扰，但是红外传输技术具有很大的技术缺陷，那就是在穿透墙壁、地板等建筑隔断时的能力较低，这也在很大程度上限制了红外传输技术的使用。而射频传输技术有效的弥补了红外传输技术的不足之处，但是其往往受到国家特殊频率的干扰和限制。目前我国无线网络技术已经广泛的运用到了医疗、军事以及制造等领域，为公众的生活提供了极大的方便，在实现了无线网络与Internet的结合之后，无线网络技术更是实现了质的飞跃。

4计算机网络技术的发展方向展望

信息化的时代中，网络信息技术的发展在很大程度上决定着社会经济的发展，随着我国国民经济的不断发展，网络通信技术和多媒体通信技术也呈现着日新月异的发展态势，并且随着互联网终端设备智能化的提高，高速以太网以及无线网络标准将会不断的得到发展和进步，并且互联网络的结构也将会更加的合理和科学，传输效率也会不断的提升。

5结论

计算机网络技术在社会生活之中和经济发展之中所扮演的角色越来越重要，计算机网络技术的诞生和广泛应用拉近了人与人之间的交流和信息的沟通，也使得整个社会的效率变得更高，信息的传播速度更快。局域网、国际互联网的使用更是使得国家化的进程不断加剧，各国之间的交流正在不断的加深，彼此之间在科技、 文化 等方面互通有无，这毫无疑问对于任何一个国家的社会和经济的发展都起着至关重要的作用。因此作为发展中国家我们应该不断的加强对于计算机网络技术的应用，确保计算机网络技术能够始终保持较高的发展速度，为我国社会经济的发展提供一个较为充分的物质基础。

《 计算机网络技术应用研究 》

计算机网络技术是通讯和计算机技术的有机结合，随着二者的快速发展，计算机网络技术也得到了快速的更新和广泛的应用，并且在 教育 、商业和军事等领域的发展过程中起到了重要的促进作用，也逐渐成为了推动社会发展的关键动力。加强计算机网络技术的应用，对促进社会信息化发展，提升经济效益，实现资源共享等各个方面都有着重要意义。因此，计算机网络技术的应用研究是至关重要的。

1计算机网络技术概况

计算机网络技术是在结合了通讯和计算机技术的基础上产生的一种技术。其能利用电缆、光纤和通讯卫星等将分散的、独立的计算机连接起来。计算机网络技术具有诸多优点，其将通讯和计算机的优势有机结合，从而使运算和存储更加快速、便捷，使传送和管理也更加的快捷、高效。计算机网络技术作为一种当前较为先进的技术，在人们日常生活中发挥着重要作用，不仅提高了工作质量和效率，也促进了社会经济、科技的稳定发展[1]。计算机网络技术的功能主要体现在以下几个方面：

(1)共享功能。计算机网络技术的应用能够实现数据、信息、软件和硬件资源等方面的共享，计算机硬件、软件和数据库为资源共享的主要方面。

(2)协同功能。计算机网络技术的主要功能就是通过科学合理的协调，从而确保各个计算机之间的工作能够更加稳定、可靠。计算机网络技术的协同工作主要是指计算机或用户之间的协同工作。比如，当网络中某一台计算机的负担过重，无法完成，这时就可以将其工作任务分担给另一台比较空闲的电脑来完成，这样不仅能延长计算机的使用寿命，也有助于促进计算机网络可用性的不断提升，同时也能促进工作质量和效率得到显著提高。

(3)通信功能。主要体现在数据通信方面。应用计算机网络技术有效实现了计算机之间、用户之间，以及计算机与用户之间的通信，突破了时间和空间的局限，也为人们的日常工作生活提供了极大的便捷[2]。

2计算机网络技术的应用原则

(1)从简选择。随着计算机网络技术的快速发展，计算机应用设备也随之在不断更新换代。软件和硬件技术是计算机网络设备与技术的主要组成部分，所以，随着软件和硬件的不断更新和开发，相应的计算机应用设备也必须进行快速的更新换代。因此，我们日常工作生活中在选择计算机和应用技术时应遵循从简原则，选择的设备和应用技术应经得起产品市场与实践检验。

(2)规范使用。计算机网络技术是由多部分组成的一种较为复杂的技术，在使用过程中一个细小的问题都有可能造成计算机网络无法正常使用，甚至会导致其瘫痪，对日常工作生活造成严重影响。因此，日常生活工作中使用计算机网络技术时，应严格按照使用规范进行操作么，从而确保其系统的正常运行，以及相应工作的顺利进行[3]。

(3)细微维护。对计算机网络的定期维护与保养也是确保计算机正常运行的关键环节。相关技术人员在开展计算机维护前，首先要对其整个设计思路有进行全面的了解和掌握，并针对其经常或是可能出现的问题，制定出相应的应对措施，从而在维护过程中能够及时的发现和解决其潜在问题，确保计算机网络系统的安全、正常运行。

3计算机网络技术的应用分析

3.1在信息系统中的应用

从目前的信息系统发展现状来看，计算机网络技术的应用对其产生了较为深远的影响，在信息系统建设中发挥了重要作用，主要体现在以下方面：

(1)为信息系统的建立提供了有力的技术支持。计算机网络技术具有的诸多优势，能够在信息系统构建发展过程中提供最基本的技术支持。主要体现在，其不仅能够为信息系统提供新的传输协议，从而促进信息系统传输效率的不断提升;也能够为信息系统提供数据库技术方面的支持，从而促进信息系统相关数据的存储更加便捷，符合实际存储要求。另外，计算机网络技术也在其传输技术方面提供了一定的技术支持，使其传输的有效性得到了显著的提升。

(2)有助于提升信息系统的建设质量。面对新信息系统的建设目标和具体要求，在信息系统建设过程中，应用计算机网络技术，使信息系统的建设质量得到了显著的提升，主要表现在，信息存储、传输性能等方面的提高。这不仅使信息系统实现了预期的建设目的，也通过计算机网络技术的应用，使信息系统的建设质量得到了一定的保障[4]。

(3)为信息系统的发展迎来了新的发展机遇。计算机网络技术在信息系统中的应用，不仅使信息系统的性能在整体上得到了显著的提升与发展，也使信息系统的整体建设质量得到了一定的保障。由于信息系统得到了计算机网络技术的有力支持，因此，随着计算机网络技术的更新和发展，也为信息系统带来了一定的发展机遇，并且在信息系统发展过程中发挥着积极的促进作用。

3.2在教育科研中的应用

通过分析当前计算机网络技术现状来看，教育科研已经逐渐成为了其应用的关键领域，通过利用计算机网络技术，能够为教育科研提供更加先进的技术手段，从而使教育科研的整体质量和水平获得显著提升。其在教育科研领域的应用主要体在以下方面：

(1)有助于促进远程教育网络的构建。随着教育的不断改革和发展，为了进一步拓宽教育范围，从整体上提高教育质量和效率，运用了计算机网络技术来构建远程教育网络，这样不仅丰富了教育手段，创新出更多科学新颖的 教学方法 ，也在一定程度上促进了教育有效性的提高。通过远程教育体系的发展和实践应用上来看，远程教育体系已经逐渐成为了未来教育发展的主要形式。因此计算机网络技术在远程教育网络构建中应用的重要作用是不容忽视的[5]。

(2)为教育科研提供了虚拟分析技术支持。从当前的教育和科研实际发展状况来看，在科研和教育研究过程中，必须要对相关数据进行详细的分析，如果仅靠传统分析技术很难实现预期的研究目的，而应用计算机网络技术中的虚拟分析技术，能够使数据分析效果得到显著提升。可见，虚拟分析技术的应用对于科研和教育研究发展有着重要意义[6]。

(3)为教育科研提供了计算机辅助技术。从目前的教育科研发展来看，计算机辅助设计和辅助教学技术都在实际应用中获得了显著的应用效果，可见，计算机网络技术已经逐渐成为了教育科研发展中不可或缺的重要辅助手段，为教育科研的进一步发展提供了有力的技术支持，促进教育科研质量和整体效果的不断提升。因此，我们应该正确认识计算机网络技术在教育科研发展中的积极作用，并将其科学合理的应用其中，从而促进教育科研的快速发展。

3.3在公共服务体系中的应用

在当前社会公共服务体系不断发展和完善过程中，计算机网络技术的应用，对提升公共服务体系的管理质量和效率有着重要作用。在传统公共服务体系运行中，大部分的服务内容都是依靠人工操作来完成的，同时也由于服务人员的专业素养和操作水平都有待提高，从而使得服务质量和水平也一直难以获得显著的提高。而计算机网络技术的应用，使公共服务体系获得了更加先进的技术支持，主要体现在以下几个方面：

(1)公共服务管理模式的创新。计算机网络技术在公共服务体系中的灵活应用，使其不在依赖于人工操作来实现公共服务，其网络化服务模式已经成为了整个公共服务管理领域的重要发展趋势。随着计算机网络技术的不断发展，也为公共服务体系提供了更加先进的管理模式和手段，从而使得公共服务体系效果得到一定提升，促进公共服务管理体系的全面发展。

(2)有助于促进公共服务体系管理质量的提高。从当前的公共服务体系发展来看，计算机网络技术的应用，使公共体系的整体服务质量和效率得到了较为明显的提高。当前公共服务体系，在办公管理系统上已经逐步形成了网络话的管理模式，在信息调用、服务咨询等方面也得到了进一步的发展，更好的满足了公共服务体系各个阶段发展的实际需要。因此，计算机网络技术的应用，对促进公共服务管理质量和效率的提高有着重要作用。

(3)有助于促进公共服务体系的全面发展。从当前公共服务体系的实际发展需求方面来看，应用计算机网络技术，为公共服务体系的进一步发展提供了有力的技术支持，使其在不断更新和完善过程中能够获得更加先进的技术手段。比如，从其提供的管理手段来讲，计算机网络技术不仅为公共体系管理提供了有力的技术支持，也为其赋予了较强的技术特性，使公共服务体系得到了更加科学全面的发展。

4结语

计算机网络技术的广泛应用，对推动我国现代化社会的发展有着重要作用。计算机网络技术不仅能够突破时间和空间的局限性，也加深人与人之间的互动交流。而其在为人们的生产生活提供便捷的同时，也迎来了新一轮的发展挑战。因此，人们应该准确把握计算机网络技术带来的发展机遇，将其广泛的应用到生产、生活的各个方面，运用计算机网络技术来推动我国经济、政治和文化等方面的发展，同时也促进计算机网络技术得到更加全面的发展。

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虚拟现实(VR)是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，下面是我为大家精心推荐的关于虚拟现实的科技论文2500字，希望能够对您有所帮助。

直觉交互界面与虚拟现实

摘要：为了研发更高水准的直觉交互界面，有必要引入虚拟现实技术，借助具备沉浸性、交互性和想象性的人机交互环境来获得真正意义上的直觉体验。通过特定的物理器件装置，以及先进的手势识别技术，使用者不必学习专门的操作命令，就可以与计算机进行交流并获得实时的反馈，而独特的沉浸式环境更能创造出人机一体的融合感。结果表明，虚拟现实技术有效地提升了用户的体验度，大大简化了操作的复杂性，而且可以应用于从娱乐到专业制造等各种场合，是直觉交互界面的有力驱动平台。

关键词：直觉交互;人机交互;虚拟现实

中图分类号：J0-05 文献标识码：A

本文是在“人―计算机” 交互(Human-Computer Interaction)的意义上来谈论“交互”。随着计算机技术几十年来突飞猛进的发展，计算机已经完全进入了日常生活的方方面面，其影响无处不在，人机之间的互动操作问题也越发显得重要。由于计算机尚未能摆脱冯・诺依曼体系的根本制约，与人类思维模式之间的鸿沟依然如同天堑，人机交互问题的一个重要着眼点就在于如何尽量地缩小人类使用者的操作模式与计算机的操作模式之间的差别。这意味着我们仍在不断地摸索和探讨，去提供更优秀的交互界面，使人可以顺畅地、高效率地与计算机进行对话。

一直以来，交互设计思维首要强调的就是以人为本，换而言之就是让设计物适应人，而非人适应设计物。这种观点在计算机还是国防机密的年代中显得有些奢侈，人们只能痛苦地训练自己去迎合机器(例如，使用完全机器式的编程语言与计算机交谈)。在当下，相对廉价的个人计算机都可以提供可观的计算能力，因此交互界面的设计原则也就顺应了这样的思路，去尽可能地将界面做得人性化，让人用得舒服，而繁重的计算则交给计算机在幕后默默地处理。

正是在这样的大背景下，“直觉”一词吸引了大家的目光。毕竟相对于日常物件，计算机的交互界面还是太不人性了，依旧保持着冰冷的面孔。如果能将我们习以为常的动作引入与计算机的交互之中，在不知不觉中将完成与计算机的沟通，那么这样的人机界面才能称得上是以人为本。而在呈现直觉界面方面，新兴的虚拟现实技术则提供了最有价值的工具。

本文正是拟探讨直觉交互界面及其与虚拟现实技术间的关系，为了完成这样的任务，首先我们要对人机交互意义上的直觉作出一个明确的定义，它实际上与大众文化中的“直觉”概念有着相当的差别。之后我们将谈论如何将上述意义上的直觉与虚拟现实结合起来，并提供具体的案例分析来支撑我们的探讨。

一、直觉交互界面

直觉(Intuition)这个概念属于大众词汇，但实际上不同的学科对直觉都有着不同的定义。本文研究的对象是人机交互，因此将在“凭着直觉去与计算机进行交互” (interaction with computer by intuition)这个上下文中去探讨它。首先要注意到，交互是双方面的，也即人与计算机在进行着双向的互动，但直觉却是人才能拥有的，也是仅仅用来修饰人的判断与感觉的，因此直觉人机交互关心的是以人为中心的交互场景中各参与元素对人是否直觉。从人的角度考虑交互界面，这实际也就奠定了“以人为本”在理论上的基础性质。

一般而言，人们对直觉的交互有着如下诉求：它不需要经过有意识的思考便能做出。例如在翻动一页书的时候，人不需要去有意识地考虑该用多大的力气，手指该走怎样的空间路线，或有意识地等待书页翻动之后出现的非常规情况并作出反应，等等。在这个意义上，一本实体书的交互界面是直觉的。依据以上诉求，Blackler等人的研究指出，直觉是“基于已往经验的无意识的反应”[1]。这个定义强调了两个要点：基于以往经验和无意识。关于直觉往往是无意识的(下意识的)举动，这一点几乎已成共识，这里就不再展开论述。需要厘清的是“基于已往经验”这一点。

在日常生活中，人们或许并不认为直觉与已往经验之间会有什么关联。相反，许多人会认为，如果不需要经验就能进行某种操作，那么这种操作显然更符合直觉。特别地，中国传统文化中的“直觉”概念充满了反智主义的特征，直接将“直觉”与“本能”联系起来，往往意味着“不需要通过知识或经验便可以下意识地完成”。但这实际上是一种错误的观点，它不但误解了人的本能，而且未能认识到已往经验的真实存在及其影响。事实上，现代理论表明，人类绝大多数行动――简单的或复杂的――都是后天习得的，并非先天刻印于脑中。如果仅凭本能，人几乎无法完成什么人机交互操作：拿按钮这种最简单的人机界面元素来说，如果没有事先通过各种例子认识到存在按钮这种东西并且按下它之后会启动某些关联反应，使用者甚至都无法做出按下按钮的行为。或者用K.R.Popper[2]的话来说，所有行动都承载着理论――后天习得的理论。

将直觉与已往经验联系起来，这不仅揭示了直觉在人机交互中的真正面貌，而且指出了设计人机交互界面时的一条基础准则：由于不同的人有着不同的生活经验与知识水平，那么他们的已有经验也是不同的，这也就意味着每种类型的人都有着他们对“直觉交互界面”的不同衡量标准。有一个简单的例子可以说明这一点。

考虑一款在电脑上运行的收音机软件，它的作用是播放网络上的各类实时音频流(包括传统电台的在线音频流)。图 1模拟半导体收音机的调频指针窗口，从传统眼光而论这样的界面便是直觉的。然而，对于没有用过半导体收音机的新一代年轻人而言，他们由于频繁地接触电脑，反而会觉得图2的界面是直觉的，因为这样的界面使用的是为电脑用户所熟知的UI(User Interface，用户界面)元素，包括菜单、按钮、列表框和滚动条等等。

习惯半导体收音机操作的用户多半用不惯新式界面，而习惯新式界面、没使用过半导体收音机的用户却很可能对传统界面不知所以。这个例子充分说明了，在考虑直觉交互界面的时候，必须考虑用户群体的已往经验，依据不同的已往经验去断定直觉因素。并不存在唯一的、普适的、通用的直觉界面，这给了设计师以极大的挑战，但同时也是极大的创新动力。 此外，虽然直觉的定义没有直接体现对审美的考虑，但审美和直觉显然是互有关联的[3]。由于直觉使用与交互过程中唤起的先前知识有关，那么审美判断作为人类感知过程的起点之一，恰是诱发直觉的重要因素。一个富于美感的界面，可以抵消用户使用过程中的不安感和隔膜感，并在潜意识上促使和鼓励用户做出交互行为并保证交互行为的持续性和统一性。上面的例子也表明，对于传统用户，设计精美、极富质感的模拟界面有效地抵消了传统用户对电脑软件的不适感，方便他们使用，并且大大降低了潜在的学习成本。而对于年轻用户，他们也可以在自己熟悉的控件界面中运作自如，拉近了老技术(传统流媒体)与新技术间的距离。简而言之，具备良好审美特性的直觉界面具有重要的价值与意义，体现了人机交互界面的发展趋势。

二、直觉界面与虚拟现实

自上世纪70年代起，虚拟现实(Virtual Reality)技术的发展异常迅猛，从专业研究到商业应用乃至家用娱乐都可见其身影。从根本上而言，虚拟现实恰是交互界面直觉化的总趋势的一个反映，因为人机交互演进的内在逻辑在于，呈现和交互手段总在致力于让用户以更直观、更自然、更简便的操控方式去获得更丰富、更多态、更实时的数据资源。

简而言之，虚拟现实提供了一个具有沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination)的虚拟数字富媒体环境;用户不仅可以如同设身处地一般沉浸在它所提供的丰富多彩的虚拟环境中，更可以通过各种创新的途径来与环境中的元素进行互动。沉浸性、交互性和想象性，正是虚拟现实的三个基本特征[4]：一是沉浸性，通过各种技术手段让用户产生“身临其境”的感觉，包括视觉(利用人的立体视觉原理产生虚拟的三维纵深感)、听觉(利用立体声产生虚拟物体的方位感)、触觉(通过力觉设备使用户以为在与真实的物理实体打交道)等等;二是交互性，用户可以实时地与虚拟现实系统中的各种物体进行互动操作，用户的操作不再局限于传统的键盘、鼠标或游戏杆，还包括先进的数据手套、穿着式回馈服等等;三是想象性，给用户呈现的虚拟现实场景具有超越现实场景的特殊魅力，真正做到某种意义上的“心想事成”。

从虚拟现实的上述特征可以看出，它的基本出发点就是要超越传统人机交互界面的非人性化的一面，不仅要让用户尽量溶入整个交互场景中(沉浸性)，而且要让用户以更直觉的方式去操作计算机(交互性)：首先，虚拟现实技术能够有效地将计算机交互界面直觉化，提供与日常场景尽量类似的界面，完全基于人类日常的视觉直觉。其次，虚拟现实技术能够有效地消除人机交互之间的阻隔，让用户能够通过日常的动作和行为与计算机交互。

从上文的概念分析可知，判定直觉程度要看与使用者本身的已知经验，而且使用情境和审美等其他因素也要考虑在内。虚拟现实技术本身提供了多种多样的方法，但具体的构建和应用也要遵循这样的准则。下一节将提供几个应用案例来说明这些，并综合讨论如何真正地利用虚拟现实技术去设计直觉交互界面。

三、应用案例及讨论

以虚拟现实技术为基础的直觉交互界面被广泛应用于各种层次、各种领域的实践应用之中，其目标用户群体不仅包括非专业人士(普通民众)，也包括熟悉计算机但希望寻求更直观的交互操作方式的专业人士。对于前者，他们需要能够尽量降低学习和记忆成本、兼或附带娱乐趣味性的人机界面。而对于后者，操控感良好的直觉界面可以大大提升生产率和成品率，并推动整个生产流程的优化。

日本大阪大学人机工程实验室的伊藤雄一等人研发了ActiveCube(动态积木)[5]，这个作品将直觉界面引入儿童和青少年认知学习及娱乐之中，并辅以虚拟现实或增强现实设备以提升其应用价值。每个积木都是一个边长五厘米的塑料立方体;积木里面有一块可编程集成电路，控制着一系列可选的感应器或小型设备，包括超声感应器(感知外界物体的接近)、坐标感应器(三维坐标的相对角度)、触觉感应器(最多可装两个，每个可以感应八个方向的触觉)、红外感应器、灯和电动机等。因此，每个积木实际上已经是一个独立的玩具，可以感知环境并产生相应的动态行为。更绝妙的是，这些积木还能彼此连接，连接起来的各个部分之间也可以互相通信，构成整体行为。儿童使用者不需要额外教学就可以通过直觉使用它们。这样的直觉操作界面，很好地避免了其内部的复杂结构对使用者的影响，小学低年级学生就可以独立操作。

ActiveCube的一大特色在于可以在虚拟现实场景里使用。在这种情形中，红外感应器捕捉搭建好的积木形态，并将符合此形态的虚拟物品显示出来。应用了虚拟现实技术之后，规整的积木可以任意变换成为植物、动物、日常器具等，不仅视觉效果有可观的提升，还借此允许用户进行进一步的玩耍和操控。

ActiveCube还可以在虚拟现实场景里使用。在这种情形中，红外感应器捕捉搭建好的积木形态，并将符合此形态的虚拟物品显示出来。由于ActiveCube本身只是一个简单的立方体，其六面自由连接功能限制了表面的装饰性，最后的拼装效果不一定能吸引儿童用户的兴趣。而应用了虚拟现实技术之后，古板规整的积木可以任意变换成为植物、动物、日常器具等，不仅视觉效果有可观的提升，还借此允许用户进行进一步的玩耍和操控。在上面的例子中，外表相对简陋的十字架形积木摇身一变，可成为精美的飞机，并随着积木在实际环境中的位移而在现实设备上呈现相应的飞行轨迹。

另一个实例来自于工业设计领域。当下的设计师一般都有较高的学历和较专业的计算机技能，但进行三维产品建模的时候，复杂的软件界面依然是最重要的阻碍因素，更遑论键盘加鼠标的操控方式根本就与人手的自然行为大相径庭，严重干扰了设计师的思维和创作习惯。荷兰Delft大学工业设计工程团队在这方面进行了大量研究，提出了新的解决方案，其关键就在于引入直观的手势来与计算机交互，于虚拟现实环境中完成建模工作[6-7]。

一般而言，手势比面部表情和眼动更易于捕捉和识别，又比全身姿势更易于实施(特别是在狭小空间中)，因此比较受直觉界面研究者的青睐[8]409-420。但手势也分为几个细类，不一定都适合用于人机交互。Hummels指出了三类手势，第一类是从计算机角度去定义的手势，因而非常便于计算机识别，但需要使用者去刻意学习和掌握，称不上直觉。第二类与之相反，指的是人类日常生活中的手势，优点是非常直观，但计算机程序需要特别的设计才能对其进行识别。综合了以上两种类别之优点而又尽量规避其不足的第三类手势称为描述性手势，原本自身也有着应用范围过窄的缺憾，但辅以虚拟现实技术，便可以成为有效的途径以联通设计师和计算机。 为了提高描述性手势的效果，研究人员特地设计了一个虚拟现实实验环境，见图3。在此环境中，普通设计师作为被试，不受拘束地使用他们惯常的手势进行设计创作，而这些以直觉为基础挥舞出来的手势被动作感应器记录下来，最后进行统计分析。通过这样的过程，研究人员能够采集到和分析出最适合虚拟现实环境的直觉手势。最后，对设计师而言非常直觉、对计算机而言又是相当便于识别的手势方案即可得到确定。设计师在此系统中，可以像往常操作日常物体(胶泥或板材等)一样与计算机辅助设计软件进行人机对话，不仅直觉高效，而且得益于虚拟现实环境，整个设计流程形同真实体验，大大提高了设计效率。

四、结论与展望

一直以来，“以人为本”都是人机交互设计领域的核心口号之一。但本文的分析指出，这绝不能是一句抽象的口号，而必须落实到具体的应用情境之中。另一方面，近年来关于“用户体验”的声音不绝于耳[9]，它本质上也是“以人为本”的精神的一种体现，但这个提法也存在着过于含糊的缺点，导致了许多不同的理论都以它为逻辑基础。实际上，只要明确了“人”(也即“用户”)的特定性，问题也就解决了。既然不同的人和不同的用户其自身情况多有差异，同样着眼于“以人为本”或“增进用户体验”的产品，也就必须随着人/用户的不同而给出不同的解决方案，提供不同的交互界面，才能在交互过程中让使用者满意。

直觉概念得到了厘清，但这显然并不意味着直觉交互设计的种种问题也就有了答案。如何让某种交互界面更少地占用使用者的逻辑意识(也即做到“无意识地或下意识地被使用”)，以及如何明确地定性定量分析特定用户的已往经验，并以之支持交互界面的设计，这依然是非常复杂的问题。幸而在各领域学者的努力下，此领域已有许多成功的理论或实践得以依循。在这方面最重要的一项就是关于直觉交互中的手势问题，它旨在解决人机交互场景中用什么有效的手势去操作计算机。由于手势不受传统输入设备的限制，它天然地与虚拟现实技术结合在一起[8]409-420。此外，针对现在方兴未艾的商业以及家用娱乐虚拟现实应用，直觉交互界面也是其中的研发热点。限于研究的深度及文章篇幅，本文遗憾地未能在这些方面展开论述，希望能在后继研究中逐步展开。

最后要强调的是，随着普适计算(ubiquitous computing)这个概念在强大的计算机硬件的支持下渐渐变为现实，设计和实现各种直觉交互界面已成为人机交互的核心任务。普适计算要求计算机设备可以感知周围环境的变化并执行相应的任务，在这一过程中如果交互界面做不到直觉易用，那么其计算机人性化的核心价值也就无从体现了。由此，直觉交互界面的理论与实践必将日益凸显其无比的重要性和关键性。

[参考文献]

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[4] Alonso M A G，Gutierrez M A，Vexo F，et al.Stepping Into Virtual Reality[M].New York： Springer-Verlag New York Inc，2008.

[5] Watanabe R，Itoh Y，Kawai M，et al.Implementation of ActiveCube as an intuitive 3D computer interface[M]∥Butz A，Olivier P.Smart Graphics. Berlin： Springer，2004：43-53.

[6] Hummels C，Overbeeke C J. Kinaesthesia in synaesthesia：the expressive power of gestures in design[C]∥Design and semantics of form and movement.Eindhoven：Eindhoven University of Technology，2006：34-41.

[7] Hummels C，Smets G，Overbeeke K.An Intuitive T-wo-handed Gestural Interface for Computer Supported Product Design： International Gesture Workshop[C].Bielefeld：Springer Verlag，1998.

[8] Nielsen M，Strring M，Moeslund T B，et al.A procedure for developing intuitive and ergonomic gesture interfaces for HCI[M]∥Gamurri A，Volpe G.Gesture-Based Communication in Human-Computer Interaction.Berlin：Springer，2004：409-420.

[9] Garrett J J.The elements of user experience[M].Berkeley，CA：New Riders，2002.

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plc是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。下面是我为大家精心推荐的plc论文范文，希望能够对您有所帮助。

PLC概述及维护

摘要：针对在信号系统与外部接口设计中广泛使用的PLC，本文介绍了PLC的概况和使用中的常见问题处理。

Abstract: In view of the signaling system with exterior connection design in widespread used PLC, this article introduced PLC’s survey and frequently malfunctions.

关键词：PLC, 接口，故障，维修，地铁，信号

Key words: PLC, Interface, Malfunction，Maintenance, Subway，Signaling

中图分类号： U231+.7 文献标识码：A文章编号：

一、背景及基本概念

1.1 背景

在信号系统中的设计中，越来越多的使用PLC作为内部及外部接口的元器件，而接口的问题一直是设备调试、维护中比较难于掌握的。所以作为工程人员就需要对PLC的工作原理，及常见的问题有一定的了解。

1.2 基本概念

1.2.1 定义

PLC即可编程控制器PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER 的简称。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

1.2.2 PLC的结构及基本配置

一般讲，PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下：

图1

一、CPU：

PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路，

与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲，CPU模块总要有相应的状态指示灯，如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口，用于接I/O范本或底板，有内存接口，用于安装内存，有外设口，用于接外部设备，有的还有通讯口，用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关，用以对PLC作设定，如设定起始工作方式、内存区等。

二、I/O模块：

PLC的对外功能，主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的，按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入缓存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。

三、电源模块：

有些PLC中的电源，是与CPU模块合二为一的，有些是分开的，其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有：交流电源，加的为交流220VAC或110VAC，直流电源，加的为直流电压，常用的为24V。

四、底板或机架：

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

1.2.3 PLC的通信及编程

PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其它智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能，它和计算机一样具有RS-232接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。

当然，PLC之间的通讯网络是各厂家专用的，PLC与计算机之间的通讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠近，这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。

1.2.4 PLC编程

PLC的编程语言与一般计算机语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级语言，也不同与一般的汇编语言，它既要满足易于编写，又要满足易于调试的要求。目前，还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言，OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC，其编程语言都具有以下特点：

1. 图形式指令结构：程序由图形方式表达，指令由不同的图形符号组成，易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形，用户根据自己的需要把这些图形进行组合，并填入适当的参数。在逻辑运算部分，几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图，很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示，它沿用二进制逻辑组件图形符号来表达控制关系，很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等，一般也参照梯形图或逻辑组件图给予表示，虽然象征性不如逻辑运算部分，也受用户欢迎

2. 明确的变数常数：图形符相当于操作码，规定了运算功能，操作数由用户填人，如：K400，T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定，由产品型号决定，可查阅产品目录手册。

3. 简化的程序结构：PLC的程序结构通常很简单，典型的为块式结构，不同块完成不同的功能，使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。

4. 简化应用软件生成过程：使用汇编语言和高级语言编写程序，要完成编辑、编译和连接三个过程，而使用编程语言，只需要编辑一个过程，其余由系统软件自动完成，整个编辑过程都在人机对话下进行的，不要求用户有高深的软件设计能力。

5. 强化调试手段：无论是汇编程序，还是高级语言程序调试，都是令编辑人员头疼的事，而PLC的程序调试提供了完备的条件，使用编程器，利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等，并在软件支持下，诊断和调试操作都很简单。

二、PLC维护

2.1 维护概述

一般各型PLC均设计成长期不间断的工作制。对于地铁维护人员来讲，是不需要更改PLC内部程序的。但是在调试期间就需要对相应动作进行修改。

2.2 查找故障的设备

PLC的指示灯及机内设备，有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具，他能方便地连到PLC上面可以观察整个控制系统的状态。根据PLC厂家的不同编程器也有区别，有的是运行在PC上的软件，有的是一个专用的设备。

2.3 查找故障顺序

根据下列问题，并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换PLC中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成, 除了一把螺丝刀和一个万用电表外，并不需要特殊的工具。

1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮，在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的 框架，测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压，如果不是合适的AC或DC电源，则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常，但PWR灯不亮，检查保险丝，如必要的话，就更换CPU框架。

2、PWR(电源)灯亮否?如果亮，检查显示出错的代码，对照出错代码表的代码定义，做相应的修正。

3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮，检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置，或者是不是程序出错。如RUN灯不亮，而编程器并没插上，或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码，则需要更换CPU模块。

4、BATT(电池)灯亮否?如果亮，则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号，即使电池电压过低，程序也可能尚没改变。更换电池以后， 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错，在完成系统编程初始化后，将录在磁带上的程序重新装入PLC。

在日常的维修活动中，可以根据故障统计来准备备品备件，并不需要准备整个PLC。掌握了故障判断方法后，可以进行针对性地更换，这样可以减少维修成本，增加维修效率。

三、总结

了解PLC的组成部分及工作原理，可以更加准确的对PLC进行故障判断，在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有清楚的估计，可以减少安装调试、维修成本，延长PLC控制系统的寿命。

在信号设计过程中有过把系统改复杂的现象，如采用复杂的控制方式和设备来实现，本可以用简单装置来实现的控制，违背了经济、简单、实用的原则，并可能会增加故障率。另外我们在信号系统中大多使用PLC处理接口信息，所以在设计过程中要尽量将接口信息容易识别，这样在出现故障时，能够尽快判断故障的归属方，便于地铁的运营管理。

分析故障或处理故障时也要注意系统性，要综合的考虑系统的各个输入输出才能能准确地判断故障点。

浅析PLC控制技术

[摘要]PLC是Programmable Logic Controller的缩写,即可编程逻辑控制器。IEC对PLC的定义是:PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

[关键词]PLC技术发展现状发展趋势

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01

一、PLC技术的概念

PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International

Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”

二、PLC技术的发展历史

1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60～70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。

三、我国PLC技术的发展现状

我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。

我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。

四、PLC的未来发展趋势

1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。

2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。

3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。

五、PLC技术的特点

1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。

3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。

六、PLC应用中应注意的问题

PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。

1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。

2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。

3.震动:应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10-55hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。

4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。

参考文献:

[1]钟肇新,可编程控制器原理与应用[M].广州:华南理工大学出版社,2000.

[2]储云峰,施耐德电气可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2006.

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