工業(yè)控制計算機的應用領域以及自身特點

（文章來源：OFweek）

工控機是專門為工業(yè)控制設計的計算機，用于對生產過程中使用的機器設備、生產流程、數據參數等進行監(jiān)測與控制。工控機經常會在環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下運行，對數據的安全性要求也更高，所以工控機通常會進行加固、防塵、防潮、防腐蝕、防輻射等特殊設計。工控機對于擴展性的要求也非常高，接口的設計需要滿足特定的外部設備，因此大多數情況下工控機需要單獨定制才能滿足需求。

在目前，工控機的主要類別有：IPC(PC總線工業(yè)電腦)、PLC(可編程控制系統)、DCS(分散型控制系統)、FCS(現場總線系統)及CNC(數控系統)五種。

1、IPC，即基于PC總線的工業(yè)電腦。據2000年IPC統計目前PC機已占到通用計算機的95%以上，因其價格低、質量高、產量大、軟/硬件資源豐富，已被廣大的技術人員所熟悉和認可，這正是工業(yè)電腦熱的基礎。其主要的組成部分為工業(yè)機箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成，如CPU卡、I/O卡等。并采取全鋼機殼、機卡壓條過濾網，雙正壓風扇等設計及EMC(electromagneticcompatibility)技術以解決工業(yè)現場的電磁干擾、震動、灰塵、高/低溫等問題。

IPC有以下特點：（1）可靠性，工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護性，其MTTR(MeanTimetoRepair)一般為5min，MTTF10萬小時以上，而普通PC的MTTF僅為10000～15000小時。（2）實時性，工業(yè)PC對工業(yè)生產過程進行實時在線檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應，及時進行采集和輸出調節(jié)(看門狗功能這是普通PC所不具有的)，遇險自復位，保證系統的正常運行。

（3）擴充性，工業(yè)PC由于采用底板+CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，最多可擴充20個板卡，能與工業(yè)現場的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監(jiān)控系統、車輛檢測儀等相連，以完成各種任務。（4）兼容性，能同時利用ISA與PCI及PICMG資源，并支持各種操作系統，多種語言匯編，多任務操作系統。

2、可編程序控制器(PLC)，PLC 英文全稱Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器。定義是：一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備[工業(yè)電器網-cnelc]或生產過程。

可編程控制器是計算機技術與自動化控制技術相結合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統繼電器的替換產品而出現的。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計算機的功能，不僅能實現邏輯控制，還具有了數據處理、通信、網絡等功能。由于它可通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域，大大推進了機電一體化的進程。

3、分散型控制系統(DCS)，DCS 英文全稱Distributed Control System，中文全稱為分布式控制系統。它是一種高性能、高質量、低成本、配置靈活的分散控制系統系列產品，可以構成各種獨立的控制系統、分散控制系統DCS、監(jiān)控和數據采集系統(SCADA)，能滿足各種工業(yè)領域對過程控制和信息管理的需求。系統的模塊化設計、合理的軟硬件功能配置和易于擴展的能力，能廣泛用于各種大、中、小型電站的分散型控制、發(fā)電廠自動化系統的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業(yè)生產過程控制。

4、現場總線系統(FCS)，FCS英文全稱Fieldbus Control System，中文全稱為現場總線控制系統。它是全數字串行、雙向通信系統。系統內測量和控制設備如探頭、激勵器和控制器可相互連接、監(jiān)測和控制。在工廠網絡的分級中，它既作為過程控制(如PLC，LC等)和應用智能儀表(如變頻器、閥門、條碼閱讀器等)的局部網，又具有在網絡上分布控制應用的內嵌功能。由于其廣闊的應用前景，眾多國外有實力的廠家競相投入力量，進行產品開發(fā)。目前，國際上已知的現場總線類型有四十余種，比較典型的現場總線有：FF，Profibus，LONworks，CAN，HART，CC-LINK等。
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