計算機控制論文范文第1篇

關(guān)鍵詞:城市軌道交通計算機聯(lián)鎖

考慮到信號工程的技術(shù)趨勢和經(jīng)濟上的合理性,北京城市軌道交通13號線信號計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng),采用鐵科院開發(fā)研制的TYJL2Ⅱ型系統(tǒng)。雖然此系統(tǒng)已在全路400余個站場投入使用,但在滿足現(xiàn)有的各項技術(shù)條件要求,實現(xiàn)進路上的道岔、信號機和軌道電路的正確聯(lián)鎖關(guān)系,確保列車運行安全的同時,還必須進行一系列的改進和完善,以滿足城市軌道交通所要求的特殊聯(lián)鎖功能,并實現(xiàn)與ATP系統(tǒng)結(jié)合的安全編碼邏輯功能。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進

根據(jù)北京城市軌道交通的特點,對TYJL2Ⅱ型計算機聯(lián)鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做了如下的改進。

1.各站通常不設(shè)信號維修人員,為了確保系統(tǒng)在監(jiān)控機或控制臺故障的情況下仍能夠不間斷地可靠運行,將監(jiān)控機和控制臺納入到了雙機熱備的覆蓋范圍之中,使其在故障時可由相應(yīng)的聯(lián)鎖機申請切換。具體地講,對站場簡單的車站,直接將監(jiān)控機安裝在聯(lián)鎖機柜內(nèi),取消聯(lián)鎖總線的切換電路。A監(jiān)控機和A控制臺隨著A聯(lián)鎖機的切換而切換,B監(jiān)控機和B控制臺也如此。而對站場復(fù)雜的車站,除切換方式同簡單車站外,仍采用原有TYJL2Ⅱ型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),保留聯(lián)鎖總線的切換電路。

2.由于計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的操作方式分為控制中心集中控制和車站分散控制,且通常采用中心集中控制方式,因此系統(tǒng)在各站的監(jiān)控機部分增加了與CTC分機的接口,接收中心集中控制時的命令信息,并向中心發(fā)送本站的表示信息,接口采用RS2422雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。車站分散控制時,系統(tǒng)采用鼠標式控制臺和按鈕式單元控制臺互為備用的原則進行設(shè)計,使操作方式更加方便靈活。

3.為了便于維修,計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的采集、驅(qū)動電路板均改為6U標準,計算機電源、采集電源、驅(qū)動電源和地線檢查器改為插接方式。同時,為適應(yīng)北京城市軌道交通機柜上出線的要求,系統(tǒng)的聯(lián)鎖機柜結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地改為采集、驅(qū)動層在上,計算機層、電源層在下。

4.在保持原有TYJL2Ⅱ型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)不變的情況下,為提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力,采取的措施主要包括:提高印制板采用的芯片等級,按5V計算機電路與12V采集、驅(qū)動電路分別布線,并且分開設(shè)置接插件;在接口架的驅(qū)動條件線上增加防雷器件;采集、驅(qū)動32芯電纜靠電路板一側(cè)增加抗電磁干擾磁環(huán)等等。

2系統(tǒng)特殊聯(lián)鎖功能的實現(xiàn)

由于北京城市軌道交通計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)增加了諸如自動進路、自動折返、扣車、緊急關(guān)閉和軌道區(qū)段故障時單獨操縱道岔等一系列特殊聯(lián)鎖功能,因此在聯(lián)鎖軟件中又增加了相應(yīng)的模塊,具體可分為3類。

1.原聯(lián)鎖軟件中沒有與其類似的功能,需要建立全新的算法,增加新模塊。如,扣車必須確定扣車狀態(tài)的輸入與哪些所要驅(qū)動的發(fā)車進路的信號控制輸出有關(guān);扣車狀態(tài)的輸出與哪些扣車按鈕的輸入有關(guān)。在此基礎(chǔ)上建立實現(xiàn)扣車這種特殊聯(lián)鎖功能的算法,并予以實現(xiàn),完成扣車作業(yè)。

2.原聯(lián)鎖軟件中有與其類似的功能,可利用原有算法。如,緊急關(guān)閉與原有的超限絕緣檢查功能非常類似,其技術(shù)條件也基本相同。因此,可利用原聯(lián)鎖邏輯模塊中的超限檢查的算法,在股道的二端分別設(shè)置與超限檢查模塊類似的緊急關(guān)閉模塊來實現(xiàn)緊急關(guān)閉作業(yè)。

3.原聯(lián)鎖軟件中雖有與其類似的功能,但需對其算法稍加修改。如,軌道區(qū)段故障時單獨操縱道岔與原聯(lián)鎖邏輯模塊中的單獨操縱道岔稍有不同,二者的區(qū)別在于是否進行區(qū)段占用檢查。只要在原聯(lián)鎖邏輯模塊中的單獨操縱道岔模塊的算法中,去掉區(qū)段占用檢查條件,就可以得到軌道區(qū)段故障時單獨操縱道岔模塊的算法。在道岔區(qū)段軌道電路故障的情況下,且人工確認該道岔區(qū)段無車時,可以采用非常手段實現(xiàn)單獨操縱道岔作業(yè)。

雖然實現(xiàn)各項特殊聯(lián)鎖功能的模塊所采用的算法是不同的,算法的確定也是不同的,但由于原有的TYJL2Ⅱ型計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖軟件是按照故障2安全的原則設(shè)計的,新增加或修改的模塊也均按此原則設(shè)計,不會影響原有計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)軟件故障2安全性的實現(xiàn)。

3安全編碼邏輯功能的實現(xiàn)

北京城市軌道交通計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng),增加了與ATP系統(tǒng)結(jié)合的安全編碼邏輯功能,并通過軟件加以實現(xiàn)。其軟件的數(shù)據(jù)仍采用按站場圖形基本模塊鏈表進行連接的方式,遇有站場改變時只需在相應(yīng)位置插入對應(yīng)的模塊。程序采用模塊化的設(shè)計方法,如需增加或改動某個環(huán)節(jié),也只需增加或改動相應(yīng)的模塊。

與ATP系統(tǒng)結(jié)合的安全編碼邏輯軟件的數(shù)據(jù)分為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)2部分。其中,靜態(tài)數(shù)據(jù)包括:與站場結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的編碼模塊的代碼、在鏈表中的位置、其控制特征以及其他必須的信息,如軟件運行所需的索引表、控制表等相關(guān)內(nèi)容。就編碼模塊而言,對于非道岔區(qū)段,每1個軌道區(qū)段均設(shè)有1套速度碼繼電器和1個編碼模塊,并入鏈;對于道岔區(qū)段,考慮到道岔區(qū)段設(shè)有定位發(fā)碼和反位發(fā)碼2套獨立的速度碼繼電器,因此也分設(shè)2個編碼模塊。動態(tài)數(shù)據(jù)則是在模塊靜態(tài)數(shù)據(jù)對應(yīng)的緩沖區(qū)記錄模塊狀態(tài)、在程序中當前所處的層,以及程序運行所必須使用的變量等信息。定義了編碼模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之后,在聯(lián)鎖邏輯運算模塊中增加編碼邏輯處理模塊,可以實現(xiàn)與ATP系統(tǒng)結(jié)合的安全編碼邏輯軟件的技術(shù)要求。模塊中包含2類程序,一類是不受進路控制的編碼模塊,另一類是受進路控制的編碼模塊處理程序,二者的區(qū)別在于模塊掃描方式的不同,不受進路控制的編碼模塊處理時按索引表掃描,受進路控制的編碼模塊處理時按進路管理緩沖區(qū)掃描。

與ATP系統(tǒng)結(jié)合的安全邏輯編碼軟件的實現(xiàn),無論是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還是程序結(jié)構(gòu),都借鑒了聯(lián)鎖邏輯運算模塊在提高軟件可靠性和安全性方面的經(jīng)驗。為減少形成危險側(cè)錯誤輸出的可能性,軟件采用冗余編碼方式,將有關(guān)安全的編碼信息按不同規(guī)則分別存儲于不同的緩沖區(qū),使用時需比較一致才認為其有效。同時,軟件采用分層遞進的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),上一層的錯誤會被下一層發(fā)現(xiàn),不會由于錯誤擴展導(dǎo)致系統(tǒng)級錯誤。此外,軟件對可能發(fā)生的錯誤視情況不同,采取不同的方式進行處理。對于數(shù)據(jù)錯誤,程序從發(fā)現(xiàn)錯誤層開始終止執(zhí)行,對已進行的處理采取程序卷回的方法恢復(fù)執(zhí)行命令前的狀態(tài),并給出相應(yīng)的提示。當影響安全的關(guān)鍵緩沖區(qū)發(fā)現(xiàn)錯誤后,程序?qū)⒉扇∏袛噍敵龅拇胧�。對于硬件故障引起的錯誤,如果硬件故障導(dǎo)致發(fā)生的錯誤是不影響安全的,那么程序?qū)⒔o出報警提示,并將故障可能影響的信息置為安全側(cè)。如果當硬件故障可能導(dǎo)致發(fā)生影響安全的錯誤時,程序?qū)⒉扇⊥Ｖ构ぷ鞯拇胧��?/p>

4結(jié)束語

北京市城市軌道交通計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是國內(nèi)城軌領(lǐng)域首次采用國產(chǎn)計算機聯(lián)鎖設(shè)備。由于聯(lián)鎖控制系統(tǒng)在性能等方面具有強大的優(yōu)勢,改進后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為合理,特殊聯(lián)鎖功能的實現(xiàn)方式安全可靠,并成功地增加了與ATP系統(tǒng)結(jié)合的安全編碼邏輯功能,完全滿足了現(xiàn)場運營的實際要求,因此,在運營期間,信號系統(tǒng)以運營狀況穩(wěn)定、性能安全可靠、維護便利,獲得了用戶的認可,并在提高作業(yè)效率,改善勞動條件等方面收到了良好的使用效果。

參考文獻

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2何梅芳,段武,開祥寶等.TYJL2Ⅱ計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)研究報告〔R〕.北京:鐵道科學(xué)研究院,1997.

計算機控制論文范文第2篇

疾病預(yù)防醫(yī)療機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)示意圖秉承“網(wǎng)絡(luò)分離”的原則，機構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)由業(yè)務(wù)網(wǎng)(內(nèi)網(wǎng))、互聯(lián)網(wǎng)(外網(wǎng))、醫(yī)保專網(wǎng)等三個相互隔離的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成。在每個網(wǎng)絡(luò)中，核心交換機均采用企業(yè)級核心交換機，另外有匯聚層交換機，接入層交換機，核心交換機與匯聚交換機之間用千兆光纖進行連接，匯聚交換機與接入交換機之間、接入交換機與工作站之間采用百兆雙絞線進行連接。從地域結(jié)構(gòu)上看，接入層交換機分布在大樓的各層，每棟樓根據(jù)需要設(shè)置數(shù)臺匯聚層交換機，為了方便管理，每個匯聚層交換機可設(shè)置為一個獨立的虛擬子網(wǎng)。業(yè)務(wù)網(wǎng)主要用于承載病區(qū)管理系統(tǒng)、醫(yī)技科室管理系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、電子病案系統(tǒng)等系統(tǒng)的運行與互聯(lián)網(wǎng)完全隔離，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，用戶行為相對單一。業(yè)務(wù)網(wǎng)中心服務(wù)器采用兩臺服務(wù)器組成雙機熱備系統(tǒng)，實現(xiàn)了當A機死機時，B機能在短時間內(nèi)實現(xiàn)接管，保證業(yè)務(wù)正常運行，同時應(yīng)建立了遠程異地災(zāi)備系統(tǒng)。業(yè)務(wù)網(wǎng)建立單獨的域，對于接入業(yè)務(wù)網(wǎng)的用戶由域服務(wù)器進行權(quán)限控制，系統(tǒng)管理員按照“分級授權(quán)”的原則設(shè)定資源訪問權(quán)限。在業(yè)務(wù)網(wǎng)的管理上，主要是防病毒及協(xié)助用戶使用業(yè)務(wù)軟件。互聯(lián)網(wǎng)主要為了方便機構(gòu)醫(yī)務(wù)人員查找資料、對外疾控機構(gòu)有關(guān)信息等。由于安全等原因，對接入互聯(lián)網(wǎng)的用戶需要實行相對比較復(fù)雜的管理方式，包括根據(jù)建筑物劃分虛擬子網(wǎng)、IP地址綁定、限制訪問區(qū)域、端口屏蔽等有效的措施，同時應(yīng)針對不同的網(wǎng)絡(luò)用戶，設(shè)置不同的QOS策略。

2軟件系統(tǒng)構(gòu)成

目前，醫(yī)療機構(gòu)業(yè)務(wù)網(wǎng)軟件系統(tǒng)主要有HIS、PACS、LIS、電子病歷系統(tǒng)等，實現(xiàn)了病人從掛號、繳費到出院的全程計算機管理，機構(gòu)各級領(lǐng)導(dǎo)可通過計算機調(diào)閱授權(quán)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)�；ヂ�(lián)網(wǎng)除了提供HTTP、FTP等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)外，開通機構(gòu)中心內(nèi)電子期刊系統(tǒng)也很有必要，醫(yī)護人員可以到中心內(nèi)電子閱覽室查閱電子期刊，也可在開通互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的病區(qū)計算機上查閱資料，使得醫(yī)護人員繼續(xù)教育手段進一步多樣化。為了最大限度發(fā)揮計算機網(wǎng)絡(luò)的功能，同時保證網(wǎng)絡(luò)安全平穩(wěn)運行，需要使用各種網(wǎng)絡(luò)管理軟件及輔助工具。在機構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件中，主要包括網(wǎng)絡(luò)拓撲管理、網(wǎng)上行為管理、流量管理、桌面管理、防病毒軟件等。在這些軟件的安裝布置中，有些是保證網(wǎng)絡(luò)安全平穩(wěn)運行所必需的，例如防病毒軟件等，有些是根據(jù)實際工作需要添加的，例如，在實際工作中，根據(jù)統(tǒng)計，我們發(fā)現(xiàn)日常工作的多數(shù)問題是工作站用戶由于操作不當而引起，同時由于各用戶節(jié)點遍及全院各建筑物，因此為了能夠及時處理這些可以通過遠程協(xié)助解決的問題，采用了遠程桌面管理軟件。通過這些工具，實現(xiàn)了準確、及時地處理問題。需要注意的是，對于疾控機構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，在采用一套新的軟件時是需要十分慎重的。在安裝布置一套新軟件之前，需要先詳細地了解該軟件的工作原理、工作性能、健壯性、兼容性等特性。然后在特定范圍內(nèi)進行試用，針對出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)異常情況(如網(wǎng)速下降、部分掉線等)進行認真分析，確定是否是新軟件引起、是否對網(wǎng)絡(luò)安全平穩(wěn)運行構(gòu)成威脅及如何處理。軟件安裝布置完成后，系統(tǒng)管理員要定時收集網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)，對異常及時處理防患于未然。如在ARP攻擊、熊貓燒香等病毒爆發(fā)前，網(wǎng)絡(luò)中均會出現(xiàn)比較明顯的異常。

3網(wǎng)絡(luò)管理

3.1安全管理對于網(wǎng)絡(luò)的安全管理主要由以下幾部分構(gòu)成:權(quán)限管理、防病毒管理、設(shè)備管理等。安全管理的基本任務(wù)就是對網(wǎng)絡(luò)的日常巡查和性能監(jiān)視，如每天察看流量日志、安全日志等并進行認真分析確定有無異常情況，對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件進行及時升級更新。一個核心是制定一套完善可行的管理制度，保證每項工作都有人員具體負責，保證每一次操作都是規(guī)范和允許的。堅持對管理人員、操作人員集中培訓(xùn)，從而大大降低人為因素引入的安全問題。

3.2服務(wù)管理在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立完成后，系統(tǒng)管理員應(yīng)該根據(jù)實際運行情況和用戶行為模式制定服務(wù)策略。例如，對于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)帶寬的分配，正常辦公時間行政部門對帶寬需求大，那么分配上就要適當傾斜，而在非辦公時間，帶寬就要對電子閱覽室適當傾斜，因為此時有更多的人員去電子閱覽室下載資料、觀看視頻教學(xué)等。同時為了保證網(wǎng)絡(luò)正常使用，要對P2P應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)電視等進行限制。

3.3應(yīng)急管理計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為醫(yī)院信息化的基礎(chǔ)工程，從投入使用的第一天起，就應(yīng)該建立完善的應(yīng)急管理機制，包括各項制度及措施。應(yīng)急管理的內(nèi)容不僅包括出現(xiàn)硬件損壞、線路故障的硬件應(yīng)急措施，還應(yīng)該包括異常數(shù)據(jù)流、頻繁掉線等軟件問題。尤其是軟件問題，需要管理員借助專業(yè)的工具進行長時間的觀察和分析才能找到問題所在，因此更需要事先制定詳細的應(yīng)急處理措施，才能保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)正常運行，特別是承載信息系統(tǒng)的容災(zāi)和備份業(yè)務(wù)的計算網(wǎng)絡(luò)。

4結(jié)語

計算機控制論文范文第3篇

我國經(jīng)濟建設(shè)取得了累累碩果，環(huán)境的治理及保護被提到工作日程上來，人們的發(fā)展觀念發(fā)生了很大的變化，環(huán)保意識和生態(tài)意識不斷提高。對于污水處理技術(shù)及工藝，我國污水處理工業(yè)以及企業(yè)付出了巨大的精力，獲得的成效相當顯著，然而發(fā)展時間尚短，相比于發(fā)達國家，在自動化污水處理設(shè)備以及技術(shù)方面的研究還不成熟。

2污水處理計算機集散控制系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

我國及時的抓住了工業(yè)化革命所帶來的發(fā)展機遇，在自動化控制技術(shù)方面取得了很大的成效，尤其是計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用為自動化技術(shù)的深入發(fā)展提供了不容忽視的巨大動力。計算機控制技術(shù)在多個行業(yè)及領(lǐng)域中扮演著重要的角色，其地位及作用相當突出。近年來，應(yīng)用于環(huán)保工業(yè)的計算機控制技術(shù)創(chuàng)造了難以估量的效益。污水處理計算機集散控制系統(tǒng)中，應(yīng)用的自動控制技術(shù)具有以下特征：首先，具有較強的邏輯判斷能力以及計算能力，信息儲存具有較大空間；其次，控制規(guī)律相當簡單，具有較強可操作性，能夠通過一定的操作程序進行修改；第三，控制規(guī)律可以進行調(diào)節(jié)，具有較強的適應(yīng)性，有利于促進系統(tǒng)性能指標提升；第四，具有較強的環(huán)境適應(yīng)能力和抗干擾能力，穩(wěn)定性相對較強；第五，可以對幾個回路進行控制，大大解決了操作時間，簡化了操作流程，提高了工作效率，具有較高的性價比；最后，能夠有效的強化和統(tǒng)一管理以及控制，有利于生產(chǎn)自動化的提升。

3污水處理計算機集散控制系統(tǒng)的功能分類

污水處理計算機集散控制系統(tǒng)可以依據(jù)系統(tǒng)的功能、控制規(guī)律以及控制方式進行分類，本文主要對其功能分類的四種類型進行分析和研究。

3.1數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

這種系統(tǒng)本來不在控制系統(tǒng)的范疇，然而，計算機控制系統(tǒng)同數(shù)據(jù)的處理及采集息息相關(guān)，密不可分�？刂葡到y(tǒng)中，要實現(xiàn)對外部設(shè)備的控制和管理，就要通過計算機的各種功能對有關(guān)的數(shù)據(jù)進行處理，另外，要為分析提供有力的支撐，也需要利用到經(jīng)過處理的各種數(shù)據(jù)。

3.2直接數(shù)字控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)能夠在一定的控制規(guī)律下通過工業(yè)控制計算機對采集的參數(shù)進行特殊的處理，以實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的控制及管理。因為計算機是以數(shù)字量的方式來輸出，所以，直接數(shù)字控制系統(tǒng)的命名來源于此。在這種系統(tǒng)中，計算機可以對幾個回路進行同時控制，相比于模擬控制器，其豐富的功能賦予了其無可比擬的優(yōu)勢。然而，計算機故障問題的發(fā)生，往往會給生產(chǎn)過程造成很大的影響，所以，計算機性能十分關(guān)鍵。在進行污水處理時，控制系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，就會給生產(chǎn)的正常運行帶來難以估量的干擾和影響。所以，直接數(shù)字控制系統(tǒng)適用性并不普遍，只能應(yīng)用于局部而非整體。

3.3監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中計算機能夠通過工藝參數(shù)值計算來設(shè)置有關(guān)調(diào)節(jié)器，所以計算機的狀態(tài)是離線的，在生產(chǎn)過程中并不直接的發(fā)揮自身效用，僅參與計算最佳工藝參數(shù)的過程。

3.4集散型控制系統(tǒng)

集散控制能夠通過計算機及高速數(shù)據(jù)線路分別進行分散控制和集中控制，這種控制系統(tǒng)伴隨著工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展，綜合了多種現(xiàn)代化技術(shù)的優(yōu)點，具有豐富的功能和先進的技術(shù)，操作簡單，具有較強的可靠性以及靈活性，因此，在工業(yè)自動化集中控制管理中發(fā)揮著重要的作用。由于該系統(tǒng)在分散控制方面對地理位置有著較高的要求，所以，控制設(shè)備也應(yīng)相應(yīng)的進行位置的調(diào)整。

4污水處理計算機集散控制系統(tǒng)的實施

按功能劃分，污水處理計算機集散控制系統(tǒng)可以分為以下三個部分：首先，PLC控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)組成包括PLC及有關(guān)模塊。PLC作為一種先進的電子裝置，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境之中，有效地實現(xiàn)數(shù)字的運算操作。另外，這種控制系統(tǒng)邏輯操作功能較強，其模擬量模塊具有模擬量控制的功能。在進行污水處理時，開關(guān)量的控制相當復(fù)雜，這種控制系統(tǒng)能夠有效地簡化控制流程，提高控制效率。除此以外，模擬量模塊也能有效的控制以及測量一系列的參數(shù)。PLC可以充分的利用通信端口，實現(xiàn)同上位計算機數(shù)據(jù)通信以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋Ｆ浯�，以工業(yè)控制計算機為基礎(chǔ)的形成的上位計算機具有控制以及管理計算機集散控制系統(tǒng)的功能，在過程控制中并不直接的發(fā)揮自身的效能，在上一級的管理以及控制中扮演著重要的角色，對計算速度及信息存儲量具有較高的要求，能夠以動態(tài)的形式全面的展現(xiàn)工藝流程，及時、實時的獲取及顯示數(shù)據(jù)，可以對有關(guān)的數(shù)據(jù)進行存儲，并在需要的時候及時調(diào)取，能夠以曲線的形式來顯示信息，一旦生產(chǎn)過程發(fā)生故障時可以及時的進行報警。最后，系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵在于PLC、智能控制單元和上位計算機的通信，一旦通信發(fā)生故障而無法實行，將會導(dǎo)致上位計算機對數(shù)據(jù)的獲取發(fā)生滯后情況，監(jiān)控、管理的及時性及有力性將會大打折扣。目前，我國對智能控制單元以及PLC控制系統(tǒng)之間的通信協(xié)議的統(tǒng)一性沒有進行規(guī)定，所以，程序開發(fā)應(yīng)該以實際產(chǎn)品為依據(jù)。

5結(jié)語

計算機控制論文范文第4篇

【摘要】

本文通過“工控組態(tài)軟件”項目的開發(fā)，著重討論實時系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的集成。近年來，國內(nèi)外的組態(tài)軟件取得了很大的發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)。組態(tài)軟件以實時數(shù)據(jù)庫作為核心技術(shù)，綜合了工控、網(wǎng)絡(luò)、圖形處理與數(shù)據(jù)庫訪問接口等技術(shù)，是技術(shù)含量較高的一類軟件產(chǎn)品，具有良好的應(yīng)用前景和市場潛力，因此，有多家信息技術(shù)公司都在開發(fā)工業(yè)組態(tài)軟件。

我有幸參與了該項目，在該項目中擔當了分析與設(shè)計的部分任務(wù)，該軟件采用Windows 2000操作系統(tǒng)，主要采用VC6.0進行開發(fā)。以下本文將從我所開發(fā)的組態(tài)軟件的特征、軟件的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、實時數(shù)據(jù)庫設(shè)計、可擴充性與可維護性設(shè)計以及項目實施管理等幾方面加以論述。

【正文】

工業(yè)控制組態(tài)軟件在工業(yè)界有著相當廣泛的應(yīng)用，此類軟件允許用戶在圖形界面下對控制系統(tǒng)的各種采樣點、過程輸出點、設(shè)備、生產(chǎn)車間、控制回路、文件報警、生產(chǎn)報表、控制策略、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和生產(chǎn)工藝畫面進行定義與組態(tài)。使用該類軟件時，用戶甚至可以不寫一行程序就能夠構(gòu)成自己的控制系統(tǒng)，有些功能強大的組態(tài)軟件還可提供與網(wǎng)絡(luò)、Internet、數(shù)據(jù)庫訪問接口等的連接功能，使現(xiàn)場控制系統(tǒng)能相對方便地和企業(yè)的信息管理系統(tǒng)加以集成，某信息技術(shù)公司決定開發(fā)新的具有一定通用性的工業(yè)組態(tài)軟件，作為技術(shù)骨干，我在該項目中擔當了分析與設(shè)計的部分任務(wù)，該軟件采用了Windows 2000操作系統(tǒng)，主要采用VC6.0進行開發(fā)。

本文將從我們所開發(fā)的組態(tài)軟件的基本特征、軟件的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、實時數(shù)據(jù)庫設(shè)計、可擴充性與可維護性設(shè)計以及項目實施管理等幾方面加以論述。

l. 我所從事開發(fā)的組態(tài)軟件的基本特征

通過分析國內(nèi)外的組態(tài)軟件的特點和當前的技術(shù)發(fā)展情況，我認為我們著手開發(fā)的組態(tài)軟件應(yīng)當突出下述三個特征：

（1）“實時與可靠”是此類軟件賴以生存的應(yīng)用前提，但是目前還是有很多的組態(tài)軟件做不到這一點。

（2）具備良好的網(wǎng)絡(luò)連網(wǎng)能力與分布功能。

（3）有效地采用ODBC（開放的數(shù)據(jù)庫連接），便于和其他信息系統(tǒng)集成。

這個項目在技術(shù)上，應(yīng)著重于組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計與實時數(shù)據(jù)庫的設(shè)計上需求分析則應(yīng)著重分析國內(nèi)外同類軟件的功能，通過比較與鑒別，才能產(chǎn)生真正優(yōu)秀的軟件。

2. 組態(tài)軟件的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

本軟件采用的是三層體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計結(jié)構(gòu)時要具有開放性和良好的可擴充性。

（1）軟件的底層是硬件訪問控制層。這一層所采用的是前幾年才推出來的OPC（OLE for Process Control）技術(shù)，采用該技術(shù)的好處是OPC是微軟參與制定的標準接口技術(shù)，有眾多的硬件廠商支持，所采用的OLE技術(shù)使軟件具有良好的適應(yīng)性和擴展能力。

（2）中間層是實時數(shù)據(jù)庫。該層是整個系統(tǒng)的核心，在設(shè)計上除了具有一般實時數(shù)據(jù)庫具有的特性之外，應(yīng)當為應(yīng)用層提供了兩類接口：一是應(yīng)用編程接口API（比如以DLL的方式實現(xiàn)），二是ODBC接口，該接口使系統(tǒng)具有很好的開放性，便于系統(tǒng)集成。

（3）上層是應(yīng)用程序?qū)�。在該層通過ODBC接口訪問實時數(shù)據(jù)庫，可以通過SQL語句查詢數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。

3、本項目涉及到實時數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在設(shè)計時，我們著重考慮了以下的四個方面：

（1）實時數(shù)據(jù)庫的基本功能：實時數(shù)據(jù)庫完成實時數(shù)據(jù)庫的采集、輸出、報警文件等的管理，也進行歷史數(shù)據(jù)的管理。

（2）實時性設(shè)計：由于本系統(tǒng)所采用的操作系統(tǒng)是Windows 2000．它的實時性較差，因此要求任務(wù)管理定時器必須具有良好的實時性，在系統(tǒng)設(shè)計時，我們采用了搶占式服務(wù)的高精度定時器，在一定程度上保證了系統(tǒng)具有良好的實時性。

（3）任務(wù)調(diào)度：其目標主要是使系統(tǒng)在各時間段達到較理想的負荷任務(wù)的均衡性。

（4）ODBC接口設(shè)計：即開發(fā)相應(yīng)的驅(qū)動程序，實現(xiàn)ODBC功能，使之完全遵守SQL約定，這樣能允許應(yīng)用程序的開發(fā)手段和開發(fā)工具多樣化，允許可以采用VC、VB或Delphi等作為開發(fā)語言，也使數(shù)據(jù)庫具有很好的開放性。但SQL語句不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)生時間方面的選擇，影響了實時性，因此，系統(tǒng)自動給每個數(shù)據(jù)庫加上時戳，SQL可以通過時戳進行時間控制來選擇（讀取）數(shù)據(jù)，從而滿足了實時性方面的基本要求。

4. 本系統(tǒng)的可擴充性與可維護性設(shè)計

組態(tài)軟件綜合了多種技術(shù)，其體系結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，再加上我們又希望能適應(yīng)的實際應(yīng)用場景有著復(fù)雜多變性，因此要求系統(tǒng)必須具有良好的可擴展性與對維護性，以滿足功能與性能上不斷變化的要求。在系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)上，我們大量地采用組件技術(shù)，如OPC，COM/DCOM與3D圖形控件等，組件技術(shù)的采用使系統(tǒng)具有了良好的可擴展性與可維護性，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。而且也使我們較方便地獲得第三方支持，例如，請經(jīng)驗豐富的圖形處理專家編寫圖形處理控件，就能加快軟件開發(fā)的進度。

5. 本項目中軟件項目實施和管理

組態(tài)軟件的需求在當前工業(yè)控制領(lǐng)域中是較成熟的，基本能滿足一般用戶的功能上需求，通過比較多家組態(tài)軟件，可以發(fā)現(xiàn)：在它們之間有80％的功能是相同的或雷同的，由于我們項目開發(fā)的起步較晚，在自控領(lǐng)域里，我們處于劣勢，因此我們提出了“重技術(shù)分析，輕需求分析”的思路，即把重點放在組件設(shè)計與體系結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)上。

在人員的配備上則根據(jù)組態(tài)軟件的技術(shù)組成特點，組織一批在自控、網(wǎng)絡(luò)、組件、實時系統(tǒng)設(shè)計和硬件上各有所長的VC高手組成一支精干高效的隊伍。

在開發(fā)進度上則反復(fù)強調(diào)“質(zhì)量第一，進度第二”的原則。

在我們的項目實施中，可靠性作為設(shè)計的首要原則，要求項目組成員養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，每天必須完成認真的工作日志，每周要寫工作總結(jié)，完成一段程序代碼之后，即應(yīng)自己先進行從里到外的測試，只有從基礎(chǔ)抓起，才能保證組態(tài)軟件的質(zhì)量。

通過本項目的開發(fā)成功，我深切地體會到要使組態(tài)軟件在企業(yè)實時控制與信息系統(tǒng)集成中發(fā)揮其應(yīng)有的作用，必須注意以下各點：先進的體系結(jié)構(gòu)；支持ODBC的實時數(shù)據(jù)庫；強大的網(wǎng)絡(luò)功能；功能日益強大的腳本語言等。我期待著本人通過在這個領(lǐng)域中的辛勤耕耘，將會結(jié)出更多更豐碩的IT成果。

評注：

計算機控制論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：卓越工程師；計算機控制系統(tǒng)；教學(xué)改革；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2023）23-0031-02

東北電力大學(xué)作為一所以工為主、電力行業(yè)特色鮮明的省屬院校，于2023年10月入選教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計劃高校，自動化專業(yè)是東北電力大學(xué)實施“卓越計劃”的重點學(xué)科之一。旨在通過教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力。[1-3]計算機控制系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計、專業(yè)方向課程設(shè)計等環(huán)節(jié)為自動化專業(yè)的專業(yè)必修課，在控制理論和計算機控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，面向計算機控制系統(tǒng)的理論問題和工程實踐需求，使學(xué)生掌握控制理論工程應(yīng)用方面的基礎(chǔ)知識和工程實現(xiàn)方面的技術(shù)能力。為了積極響應(yīng)東北電力大學(xué)“272工程”提出的優(yōu)質(zhì)課程改革與建設(shè)工程實施方案，同時以培養(yǎng)卓越工程師為目標，加強計算機控制類課程的建設(shè)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的探索意識和科研能力，增強學(xué)生的職業(yè)綜合能力，針對計算機控制系統(tǒng)課程的課堂教學(xué)、實踐環(huán)節(jié)以及學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)方面做了一些工作，現(xiàn)在介紹教學(xué)改革中的一些體會和經(jīng)驗。

一、優(yōu)化整合課程教學(xué)內(nèi)容

計算機控制系統(tǒng)課程涉及知識面廣且集成度高，從控制算法到系統(tǒng)硬件，從基本理論到先進技術(shù)，從微型計算機控制系統(tǒng)到集散控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線技術(shù)，既有理論方面的知識，又有實際工程應(yīng)用方面的要求，要想在一門課中把這些知識點都包括進去，既不可能，又不實際。[4]為此對教學(xué)內(nèi)容進行了優(yōu)化整合，遵循的基本原則是理論聯(lián)系實際，兼顧基礎(chǔ)性和工程實用性，把控制原理和典型應(yīng)用相結(jié)合、軟件和硬件相結(jié)合，并通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)之間的緊密聯(lián)系，使學(xué)生掌握計算機控制系統(tǒng)的組成和特點、數(shù)字控制器設(shè)計的原則和應(yīng)用技術(shù)、復(fù)雜控制規(guī)律的原理和應(yīng)用場合以及計算機控制系統(tǒng)的硬件、軟件的選擇、配置和設(shè)計。

經(jīng)過整合后，課程主要內(nèi)容包括：以數(shù)字控制理論為主體，區(qū)別離散控制與連續(xù)控制的不同點；數(shù)字控制器的設(shè)計，控制算法與編程；復(fù)雜控制規(guī)律系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用場合；計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。

在課堂教學(xué)中穿插介紹應(yīng)用實例，例如計算機溫度控制系統(tǒng)、計算機技術(shù)在電廠中的應(yīng)用，讓學(xué)生將枯燥的理論知識同實際應(yīng)用結(jié)合起來，從整體設(shè)計到軟硬件設(shè)計再到系統(tǒng)仿真與調(diào)試，使學(xué)生對計算機控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用有一個全面的認識。為了保證理論體系的完整性，還需要實驗、課程設(shè)計、實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)的配合，以補充課堂上不能完全呈現(xiàn)的內(nèi)容。

二、豐富教學(xué)手段和方法

在理論教學(xué)方面，嘗試采用基于項目的研究性教學(xué)模式，采取以問題為導(dǎo)向，以作業(yè)、專題研究報告、組織研討課、研究性實驗報告等為載體的探索式教學(xué)模式。[5]教學(xué)方法上，以開拓學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，積極主動獲取知識為主，教師正確引導(dǎo)和總結(jié)為輔，變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)和課堂內(nèi)外多途徑獲取新知識的方式。[6]

在教學(xué)手段上，開發(fā)了多媒體課件，將傳統(tǒng)教學(xué)同多媒體、FLASH、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化的手段相結(jié)合，使教學(xué)內(nèi)容更加形象直觀，易于理解。另外，將仿真技術(shù)引入到教學(xué)中來，進一步豐富教學(xué)手段。仿真教學(xué)包括制作仿真型課件供課堂教學(xué)使用，編寫或利用具有仿真功能的軟件進行仿真實驗。[7]例如對設(shè)計好的數(shù)字控制器進行驗證，從理論上講解顯得很枯燥，學(xué)生理解起來也困難，可利用仿真軟件對控制系統(tǒng)進行仿真，學(xué)生可直觀地看到控制效果，加強感性認識。

在課堂教學(xué)中，采用知識點講授、課堂討論和測驗、工程實例分析相結(jié)合的方法，注重師生之間的雙向溝通，處理好概念與應(yīng)用之間的關(guān)系，做到層次分明、精講多練。以形式多樣的大作業(yè)為載體，鼓勵學(xué)生探究式學(xué)習(xí)。[8]

第一，在教學(xué)過程中，當講解完數(shù)字控制器的設(shè)計、復(fù)雜控制系統(tǒng)等知識后，以大作業(yè)的形式，讓學(xué)生對課后習(xí)題進行仿真練習(xí)，一方面驗證理論計算的結(jié)果，另一方面提高學(xué)生的軟件編程能力。

第二，利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源和圖書館的數(shù)字資源，讓學(xué)生檢索查閱計算機控制技術(shù)在電廠過程控制中應(yīng)用的文章，包括PID參數(shù)優(yōu)化、PID在電廠熱工過程中的應(yīng)用、前饋-串級控制技術(shù)的應(yīng)用、Smith預(yù)估控制技術(shù)的應(yīng)用等研究方向，鍛煉了學(xué)生的文獻檢索能力。

三、多層次實踐環(huán)節(jié)相輔相成

實踐環(huán)節(jié)是課程學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，實踐能力特別是系統(tǒng)性的綜合實踐能力是自動化專業(yè)本科學(xué)生的必備素質(zhì)之一。[9]實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置在內(nèi)容上應(yīng)力求做到理論聯(lián)系實際，重視工程概念及其在實際問題中的應(yīng)用，注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力，進而提高學(xué)生的的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力。[10]本課程設(shè)置了實驗課、課程設(shè)計、實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計和課外科技活動等實踐環(huán)節(jié)，在內(nèi)容上兼顧對知識的覆蓋程度，難易程度循序漸進，做到實踐環(huán)節(jié)之間相輔相成，實現(xiàn)遞階性、系統(tǒng)性的培養(yǎng)模式，對理論課進行有效的擴充和延展。

1.實驗教學(xué)的改革

實驗教學(xué)采用啟發(fā)式實驗教學(xué)方式，應(yīng)以工程素質(zhì)為基礎(chǔ)，突出能力目標，以學(xué)生為主體，以項目為載體，以實訓(xùn)為手段。[6]以往實驗多為驗證性的，缺少讓學(xué)生自己動手設(shè)計并調(diào)試數(shù)字控制系統(tǒng)，因此增設(shè)了一些軟件仿真方向的綜合性、設(shè)計性、研究型的實驗內(nèi)容。根據(jù)理論課的教學(xué)進度，穿插了5個基礎(chǔ)實驗，包括A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字PID調(diào)節(jié)器、純滯后補償控制系統(tǒng)設(shè)計和步進電機轉(zhuǎn)速控制。由實驗指導(dǎo)教師講解實驗臺的操作、通信接口的功能、軟件編程的技巧等，然后由學(xué)生動手搭接硬件電路完成系統(tǒng)連接和算法編寫，及時鞏固了理論知識，又提高了實踐動手能力。

2.課程設(shè)計的改革

課程設(shè)計是教學(xué)計劃中進行綜合訓(xùn)練的重要實踐環(huán)節(jié)，它將使學(xué)生在綜合運用所學(xué)知識解決本專業(yè)方向的實際問題方面得到系統(tǒng)性的訓(xùn)練。[10]本課程設(shè)置了計算機控制系統(tǒng)課程設(shè)計和專業(yè)方向課程設(shè)計兩個課程設(shè)計，分別在開課學(xué)期和大四上學(xué)期進行。為了實現(xiàn)課程設(shè)計的多樣性，在原來課程設(shè)計的基礎(chǔ)上又增設(shè)了一些設(shè)計題目。第一，以倒立擺系統(tǒng)和水箱為被控對象進行控制系統(tǒng)的設(shè)計，并通過MATLAB軟件進行編程仿真驗證控制策略的有效性；第二，利用單片機設(shè)計并開發(fā)能自動循跡和調(diào)速的電動小車控制系統(tǒng)，完成硬件電路的設(shè)計、軟件設(shè)計和實物制作等。在專業(yè)方向課程設(shè)計中，與計算機控制技術(shù)相關(guān)的方向有計算機控制方向、DCS方向、過程控制方向等，學(xué)生可根據(jù)興趣選擇不同的方向完成課程設(shè)計。例如，計算機控制方向要求學(xué)生根據(jù)給定的性能指標設(shè)計一個離散控制系統(tǒng)，并采用MATLAB仿真從時域和頻域?qū)Ρ刃Ｕ�前后系統(tǒng)的性能，分析得出結(jié)論。通過課程設(shè)計的合理設(shè)置，達到了“軟硬兼施”的目的。

3.畢業(yè)設(shè)計和實習(xí)

理論課、實驗課和課程設(shè)計學(xué)時有限，要想全面提高學(xué)生綜合實踐能力和計算機控制技術(shù)的應(yīng)用能力，還需要通過畢業(yè)設(shè)計和實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)進一步強化。通過數(shù)字PID控制算法及仿真研究、電廠鍋爐燃燒模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在PID控制器參數(shù)整定中的應(yīng)用、基于PLC的火電廠輸煤程控系統(tǒng)設(shè)計、基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計等綜合性畢業(yè)設(shè)計題目，讓學(xué)生得到更全面的鍛煉。

自動化工程學(xué)院與國電吉林熱電廠、豐滿發(fā)電廠等企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系，在大四下學(xué)期學(xué)院組織學(xué)生去企業(yè)參加認識實習(xí)，同時到學(xué)校電力運行仿真中心進行仿真實習(xí)，使學(xué)生熟悉電能生產(chǎn)、輸送的整個過程，了解電廠 DCS系統(tǒng)的組成和運行，對過去所學(xué)的專業(yè)知識能夠進一步加深理解和融會貫通，也得到了操作技能的訓(xùn)練，畢業(yè)后能很快適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場的需求。

4.開展豐富的課外科技活動

在“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，以政策為導(dǎo)向”的指導(dǎo)思想下，學(xué)院在2007年成立了自動化創(chuàng)新實踐基地，下設(shè)創(chuàng)新制作研究室、建模與仿真研究室、機器人研究室和炎火工作室四個研究室，組織學(xué)生開展了豐富的課外科技活動。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生們充分發(fā)揮了創(chuàng)造力和想象力，靈活地運用了本門課程中學(xué)到的知識，如數(shù)字控制器的設(shè)計、先進控制算法的仿真、單片機測控系統(tǒng)的設(shè)計等。建模與仿真研究室指導(dǎo)學(xué)生使用MATLAB軟件編程實現(xiàn)數(shù)字PID參數(shù)的整定、控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真等，同時讓學(xué)生提前學(xué)習(xí)先進控制算法，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等用于控制系統(tǒng)的設(shè)計。另外指導(dǎo)學(xué)生進行PLC程序設(shè)計，參加全國西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽，使學(xué)生開拓了視野。創(chuàng)新制作研究室指導(dǎo)學(xué)生進行單片機測控系統(tǒng)設(shè)計，參加全國挑戰(zhàn)杯科技作品大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽并取得了較好的成績。

四、結(jié)束語

計算機控制系統(tǒng)課程有著更新快、實踐性強的特點，因此對于課程內(nèi)容、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)等的改革是永無止境的。雖然在計算機控制系統(tǒng)課程改革中取得了一些成績，積累了一些經(jīng)驗，在今后的實踐中會進一步探索和完善該課程的授課模式，豐富理論授課內(nèi)容，引入更多的工程實例，強化實踐環(huán)節(jié)讓學(xué)生得到更多的鍛煉。在學(xué)校“卓越計劃”的培養(yǎng)目標下，要面向企業(yè)，樹立理論聯(lián)系實際的思想，強化實踐教育，注重工程實際應(yīng)用，及時更新教學(xué)內(nèi)容，積極創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段，為培養(yǎng)合格的高素質(zhì)的卓越工程師奠定基礎(chǔ)。

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