工业控制计算机基本构造原理
PLC基本组成及工作原理
PLC基本组成及工作原理PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，是一种数字化电子计算机设备，广泛应用于工业自动化领域。
PLC主要用于对各种设备和生产线进行控制、监测和调度，具有高可靠性、稳定性和灵活性等优点。
本文将介绍PLC的基本组成及工作原理。
一、PLC的基本组成PLC主要由下面几个部分组成：1.中央处理器（CPU）：是PLC的核心部分，负责接收输入信号处理逻辑和输出信号。
CPU还包括内存、时钟、计时器和计数器等功能。
内存主要用于存储程序和数据，时钟用于记录时间，计时器和计数器用于计算时间和次数。
2.输入模块（IM）：负责将外部信号（如开关、传感器等）转化为电信号输入到PLC中进行处理。
输入模块一般包括接口电路、电隔离、信号调理和滤波等功能。
3.输出模块（OM）：负责将PLC输出信号转化为外部设备可以接受的信号。
输出模块一般包括接口电路、驱动电路和保护电路等功能。
5.外部设备：包括开关、传感器、执行机构和显示器等，用于与PLC 进行通信和控制。
二、PLC的工作原理PLC的工作原理主要包括输入信号检测、控制程序执行和输出信号控制三个部分。
1.输入信号检测：当外部设备产生信号（如开关按下、传感器检测到物体等），输入模块将其转化为电信号输入到PLC中。
PLC通过输入模块将输入信号转化为数字信号，并传输到中央处理器进行处理。
3.输出信号控制：根据中央处理器的控制指令，输出模块将PLC的输出信号转化为外部设备可以接受的信号。
输出信号可以控制执行机构（如电机、气缸等）的运行状态，也可以控制开关、指示灯等设备的状态。
PLC的工作过程是连续循环的，即不断地进行输入信号检测、控制程序执行和输出信号控制。
中央处理器根据程序中设定的扫描时间，定时扫描输入信号和控制条件，从而实现对各种设备和生产线的自动控制和监测。
三、PLC的应用领域PLC广泛应用于各种工业自动化领域，如制造业、电力工业、化工、物流和交通等。
工业自动化中的计算机控制技术
工业自动化中的计算机控制技术工业自动化是指通过计算机、仪器仪表和执行器等技术手段，对工业生产过程进行监测、控制和优化，以提高生产效率、降低成本和改善产品质量。
在工业自动化系统中，计算机控制技术起到了至关重要的作用。
一、计算机控制技术的基本原理和分类1.1 基本原理计算机控制技术是指利用计算机进行物理过程的控制，主要包括采集过程的信息、处理这些信息并对物理过程进行控制的三个环节。
其中，信息采集是指通过传感器等设备，将物理过程的信息转换成计算机可以处理的电信号；信息处理是指利用计算机对采集到的信息进行运算和处理；控制是指计算机根据处理后的信息，通过执行器等设备对物理过程进行干预和调节。
1.2 分类根据计算机控制技术的不同特点和应用领域，可以将其分为以下几类：1.2.1 逻辑控制技术逻辑控制技术是利用计算机对离散事件进行控制的技术，常用于开关控制、计时器等。
逻辑控制技术通过编写逻辑控制程序，根据输入的条件决定输出的动作，实现对工业过程的控制。
1.2.2 过程控制技术过程控制技术是利用计算机对连续过程进行控制的技术，常用于流程控制、温度控制等。
过程控制技术通过采集过程的信息，对其进行处理和分析，并根据处理结果对过程进行控制，实现对工业过程的自动化控制。
1.2.3 模型预测控制技术模型预测控制技术是利用数学模型对系统进行建模，并通过对模型进行预测和优化来实现对工业过程的控制。
模型预测控制技术可以对工业过程进行长期的预测和优化，以达到最佳的控制效果。
二、计算机控制技术在工业自动化中的应用2.1 生产线控制生产线控制是指利用计算机控制技术对生产线上的设备和工艺进行控制，以实现生产过程的自动化。
通过在生产线上布置传感器和执行器等设备，采集生产过程的信息并对其进行处理和控制，可以提高生产效率、降低成本，并提高产品质量的稳定性。
2.2 机器人控制机器人控制是指利用计算机控制技术对机器人进行控制，实现其灵活和自主的工作能力。
PLC的基本组成和工作原理
PLC的基本组成和工作原理PLC（Programmable Logic Controller）是一种用于实现工业自动化控制的计算机控制系统。
其组成和工作原理如下。
1.基本组成PLC系统通常由中央处理器CPU、内存模块、输入模块、输出模块和通信模块组成。
-中央处理器（CPU）：是PLC系统的核心部件，负责执行控制程序并进行数据处理和逻辑运算。
-内存模块：用于存储程序代码、数据和中间结果等信息。
-输入模块：负责接收来自外部的传感器、开关等输入信号，并将其转换为数字信号供CPU处理。
-输出模块：负责将CPU处理后的数字信号转换为电流、电压等输出信号，控制执行器、驱动器等执行设备。
-通信模块：用于与其他PLC系统、计算机或设备进行数据交换和通信。
2.工作原理PLC系统的工作原理可以分为五个步骤：扫描输入、执行程序、更新输出、循环扫描和通信。
-扫描输入：将输入模块接收到的外部信号转换为数字信号，并存储在内存中。
这些外部信号通常来自传感器、开关等设备，如温度传感器、按钮开关等。
-执行程序：CPU根据存储在内存中的控制程序进行逻辑运算和数据处理。
控制程序通常由用户通过编程语言编写，用于实现控制逻辑和算法。
-更新输出：根据CPU执行程序的结果，将输出信号存储在内存中。
输出模块将内存中的数字信号转换为电流、电压等输出信号，控制执行设备的执行器、驱动器等，如电机、电磁阀等。
-循环扫描：PLC系统以循环的方式不断扫描输入、执行程序和更新输出的过程，实现对工业控制系统的持续监测和控制。
-通信：PLC系统可以通过通信模块与其他PLC系统、计算机或设备进行数据交换和通信，实现远程监测和控制。
PLC系统的工作原理可以通过一个简单的例子来说明。
假设有一个自动灯控系统，根据光照强度自动控制灯的开关。
传感器将光照强度转换为输入信号，并将其传递给PLC系统的输入模块。
CPU执行存储在内存中的控制程序，判断光照强度是否低于设定值。
如果低于设定值，则CPU更新内存中的输出信号。
工业控制计算机组成原理
工业控制计算机组成原理
工业控制计算机是一种特殊用途的计算机，其主要用于工业自动化领域。
工业控制计算机的组成原理包括以下几个方面：
1.中央处理器：工业控制计算机的中央处理器可以是普通的计算机CPU，也可以是专门设计的工业CPU。
中央处理器负责执行指令、进行数据处理和控制操作。
2.存储器：工业控制计算机的存储器包括内存和外存。
内存用于存储程序和数据，外存用于长期存储程序和数据。
3.输入输出设备：工业控制计算机的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
这些设备用于与用户交互，并将结果输出到外部设备或显示器上。
4.总线结构：工业控制计算机的总线结构包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输内存地址，控制总线用于传输控制信号。
5.操作系统：工业控制计算机的操作系统通常是专门设计的实时操作系统。
实时操作系统能够对实时任务进行及时响应和处理，从而保证工业控制计算机的稳定性和可靠性。
以上是工业控制计算机的组成原理，这些组成部分相互协作，共同完成工业自动化控制任务。
- 1 -。
工业自动化控制系统的设计原理
工业自动化控制系统的设计原理工业自动化控制系统是一种通过计算机控制系统、传感器和执行器等设备来实现工业生产过程全自动化的技术手段。
随着科技的不断发展和进步，工业自动化控制系统已经广泛应用于化工、机械、电子、石油、冶金、电力等领域，大大提高了生产效率、降低了人工成本。
本文将介绍工业自动化控制系统的设计原理。
一、控制系统的结构工业自动化控制系统的结构一般由传感器、执行器、控制器、执行机构和计算机等部分组成。
其中，传感器主要用于采集物理量，如温度、压力、流量等。
执行器则是根据控制器所发出的指令，使系统产生相应的动作，如阀门的开闭、电机的启停等。
控制器则是利用传感器所采集到的数据以及程序逻辑进行计算，根据所设定的控制策略输出控制信号，并将其送入执行器。
执行机构则是执行器所驱动的机构，根据执行器的指令产生具体的运动。
二、思考过程在设计工业自动化控制系统时，需要经过以下三个步骤：确定控制目标、分析控制对象和确定控制策略。
1. 确定控制目标自动化控制系统的设计目的是为了实现生产、产品的下线，为此需要先明确控制目标。
即需要明确生产过程中的哪些物理量需要进行监测控制以及需要实现什么样的控制效果。
2. 分析控制对象确定控制目标之后，需要对控制对象进行详细分析。
需要了解控制对象的运动特性、传递函数等信息。
根据所获取到的对象信息，可以制定出更为合理的控制策略。
3. 确定控制策略在对控制对象进行分析之后，需要根据所确定的目标和对控制对象的分析，制定出合理的控制策略。
控制策略一般包括三部分：控制方式、控制器种类和控制器参数。
控制方式分为开环控制和闭环控制两种，根据物理模型选择相应的控制方式。
控制器种类主要有PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
根据具体需要选择控制器种类。
控制器参数则是指PID参数等，根据控制对象分析出的传递函数进行调节。
三、实现过程在确定控制方案之后，需要将其实现在控制系统中。
控制系统的实现过程包括以下几个步骤：采集数据、控制计算、控制信号输出以及界面显示。
工控机的原理
工控机的原理工控机是指专门用于工业控制领域的计算机设备，它在工业自动化系统中扮演着重要的角色。
工控机的原理涉及到硬件和软件两个方面，下面将对工控机的原理进行详细介绍。
首先，从硬件方面来看，工控机通常采用工业级主板和处理器，这些硬件设备具有较高的稳定性和可靠性，能够适应工业环境中的恶劣条件。
此外，工控机还配备了大容量的存储设备，用于存储工业控制系统所需的大量数据。
另外，工控机还会配备各种输入输出接口，用于连接传感器、执行器和其他外部设备，实现工业控制系统与外部设备的数据交换和控制操作。
其次，从软件方面来看，工控机通常安装了专门的工业控制系统软件，这些软件能够实现工业生产过程中的数据采集、数据处理、控制指令下发等功能。
同时，工控机上还会安装相应的操作系统和驱动程序，确保工业控制系统的正常运行和稳定性。
总的来说，工控机的原理是基于硬件和软件的协同作用，通过硬件设备实现对工业生产过程中各种数据的采集和控制，通过软件实现对这些数据的处理和分析，最终实现对工业生产过程的自动化控制。
工控机的原理是工业自动化的重要基础，它的稳定性和可靠性直接影响到工业生产的效率和质量。
在工控机的应用中，需要注意硬件和软件的匹配性，选择合适的工控机设备和工业控制系统软件，确保其稳定性和可靠性。
此外，还需要注意工控机的安全性，加强对工控机的管理和维护，防止因为工控机故障导致的工业生产事故。
同时，还需要不断关注工控机领域的技术发展，引进先进的工控机设备和技术，提高工控机在工业自动化领域的应用水平。
总之，工控机作为工业自动化领域的重要设备，其原理涉及到硬件和软件两个方面，通过硬件和软件的协同作用实现对工业生产过程的自动化控制。
在工控机的应用中，需要注意硬件和软件的匹配性，加强对工控机的管理和维护，不断关注工控机领域的技术发展，提高工控机在工业自动化领域的应用水平。
工业控制计算机(IPC)
(2)ISA总线已被绝大多数工业PC机人员所接受和掌握，这 是其发展的人才来源。
(3)ISA总线性能基本能够满足多数工业控制领域的需求。 (4)ISA总线产品价格便宜，这容易被大多数工控系统设计 人员所接受。 (5)在要求速度高的外设使用中，可采用PCI总线，一般总 线底板具有4-5个PCI插槽。 因此，在工业PC机市场事实上还是以ISA(AT)、PCI总线为 主
引脚数
86(P1) 96
60(P2)
插 板 尺 寸 ／ 304×171 233×220
mm×mm
VM E 总线
IEEE P1014 8／32 4G 5-20M
多主部件
68000 80286 16032
128
160X100 160×233
STD 总线 IBMPC 总线
Q 总线
PC AT M CA
1EEE 961
第二种途径是：由专利总线的倡始人提出建议，将其总线 由专家小组给予评价和 修改，生成新的规程，进而纳入国家或 国际标准。例如HP的 GHIB，S-l00总线和Intel的Multibus均经 历了上述过程；
第三种 途径是：由专家小组在标准化组织的主持下从事 开发和制定总线 标准的工作，标准推出后即可由厂家和用户使 用。例如CAMAC、 Fast Bus和Future Bus均来自于这种途径。
计算机是由主机 、基本输入输出设备和外部磁盘机等组 成 ；过程输入输出（I/O）通道由各种开关量、模拟量等特殊 模板组成。
计算机完成系统的控制作用；过程输入输出（I/O）通道完 成工业生产过程的检测数据送入计算机进行处理以及完成将计 算机要行使对生产过程控制的命令 、信息转换成工业控制对象 的控制变量的信号 ，再送往工业控制对象的控制器去。继而由 控制器行使对生产设备运行控制。
工业控制计算机组成
4.1 工业控制计算机及发展演变
4.1.1 工业控制计算机的组成结构及特点
工业控制计算机是为满足工业应用领域而发展起来的。 要求:系统实时性好，可靠性高，输入输出模板配套好， 系统通信功能强几系统开放性与扩充性好。
1.工业控制计算机的硬件组成,如图4.1。
硬件包括主机板(CPU、RAM、ROM)、内部总 线和外部总线、人机接口、系统支持板、磁盘系 统、通信接口、输入输出通道。 2.工业控制计算机的硬件组成
开中断 键盘命令处理
显示处理
图4.36 程序主要结构
中断服务开始 计数
T=1S ? 读计数器值 重置计数器 计算流量 PID运算 输出控制量
结束
工控机 RS232 Adam4520 RS485
1# Adam4018 2# Adam4018 … 6# Adam4018
…
1
6
…
77
147 计算机分布式温度检测系统硬件构成
4.2.2.3智能通用I／O单元——UIO板 UIO－CPU的主要指标 主要硬件说明
4.2.3工业控制系统中的人-机接口技术
人-机接口，是指显示技术、打印技术和输入技术三 个方面的问题。
1 显示技术
常用的显示技术有指示灯方式、LED方式、LCD（液 晶显示）方式、模拟屏显示方式、图形显示方式， 以及新型薄膜晶体管TFT方式。
– 2 PLC及其网络是现代工业自动化的支柱 ●PLC集三电于一体 ●PLC网络的性能价格比高
4.3.2 PLC产品概览
4.3.2.1 PLC的几种流派
PLC产品按地域大体可以分成三个流派：
●美国产品 ●欧洲产品 ●日本产品
4.3.2.2 三种流派的三类代表产品
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通信线供电
通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量, 这种方 式提供用于本质安全环境的低功耗现场仪表, 与其配套的还有安 全栅。
3.4 现场总线系统（FCS）
现场总线系统（ FCS ， Fieldbus Control System ）是全 数字串行、双向通信系统。系统内测量和控制设备如探头、 激励器和控制器可相互连接、监测和控制。在工厂网络的 分级中，它既作为过程控制（如PLC ，LC等）和应用智能 仪表（如变频器、阀门、条码阅读器等）的局部网，又具 有在网络上分布控制应用的内嵌功能。由于其广阔的应用 前景，众多国外有实力的厂家竞相投入力量，进行产品开 发。现今，国际上已知的现场总线类型有四十余种，比较 典型的现场总 线有： FF ， Profibus ， LONworks ， CAN ， HART，CC-LINK等。
（3）人机接口
人机接口包括显示器、键盘、打印机以及专用操作显示台等。
2.1工控机的硬件组成
（4）系统支持板
监控定时器：“看门狗”（Watchdog）； 电源掉电检测； 保护重要数据的后备存储器； 实时日历时钟；
（5）磁盘系统
可用半导体虚拟磁盘，也可以用通用配置的机械硬盘。
（6）通信接口
硬盘（2.5英寸、3.5英寸）：
硬盘接口分为 IDE 、 SATA 、 SCSI 、光纤通道和 SAS 五种。 不要随意拆卸硬盘,避免振动、挤压。尽量不要在硬盘运 行时关闭计算机电源，这样突然关机会导致硬盘磁道损 坏，数据丢失。不要随意触动硬盘上的跳线装置。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
内存（随机存储器RAM）：
VGA，显示器接口
RJ45，网 线接口
USB
内存插口
CPU插座
PS2键鼠接口
2.1工控机的硬件组成----主要配件
主板：
并口 通常用于连接打印设备
COM口，串口 串口一般用于接一些特殊的外 接设备如通讯方面的设备
串行接口 (串口) ：是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信 线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信， 并行接口（并口）：指采用并行传输方式来传输数据的接口标准。 数据的各位同时进行传送，其特点是传输速度快，但当传输距离较 远、位数又多时，就导致通信线路复杂且成本提高。
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
IPC特点： • 扩充性，工业PC由于采用底板+CPU卡结构，因而具有很强 的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的 各种外设、板卡如与道控制器、视频监控系统、车辆检测 仪等相连，以完成各种任务。 • 兼容性，能同时利用ISA与PCI及PICMG资源，并支持各种 操作系统，多种语言汇编，多任务操作系统。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
主板：
工控机主板是专为在高、低温特殊环境中，长时 间运行而设计的，它在运用中所要注意的是：不 能带电插拨（内存条，板卡后面的鼠标、键盘 等），带电插拨会导致插孔损坏，不能用，严重 的甚至会使主板损坏。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
主板：
IDE，即硬盘光驱数据线 接口 FDD，即软驱线接口
三、工控机主要类别
工业控制计算机的主要类别有： • IPC（PC总线工业电脑） • PLC（可编程控制器） • DCS（分散型控制系统） • FCS（现场总线系统） • CNC（数控系统）
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入 其上的各种板卡组成，如CPU卡、I/O卡等。并采取全 钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及 EMC （electro magnetic compatibility ）技术以解决工 业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。
通信接口是工控机与其他计算机或者智能设备进行信息传送的 接口（ RS-232C、RS-485接口、USB接口）。
2.1工控机的硬件组成
（7）输入/输出通道（I/O）
输入/输出通道是工控机和生产过程之间信号传递和变换的连接 通道。 包括：模拟量输入（AI）通道、模拟量输出（AO）通道、数字 量（或开关量）输入（DI）通道、数字量（或开关量）输出 （DO）通道。
（1）系统软件
系统软件包括实时多任务操作系统、引导程序、调度执行程序。 例如：iRMX86实时多任务操作系统、VRTX/OS嵌入式实时多任务 操作系统、Windows操作系统等。
（2）支持软件
介于操作系统软件和应用软件之间，为了解决当前操作系统下 应用软件的使用性和兼容性。是一类软件的泛称。包括：汇编 语言、高级语言、编译程序、调试程序、诊断程序等。
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
IPC特点： • 可靠性：工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温、潮湿、震 动、腐蚀和快速诊断和可维护性，其MTTR（平均故障恢 复时间）一般为5min，MTTF（平均故障间隔（失效）时 间）10万小时以上，而普通PC的MTTF仅为10000～15000 小时。 • 实时性，工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控 制，对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和 输出调节（看门狗功能这是普通PC所不具有的），遇险 自复位，保证系统的正常运行。
（3）应用软件
应用软件是系统设计人员针对某个生产过程而编制的控制和管 理程序。通常包括过程输入输出程序、过程控制程序、人-机接 口程序、打印显示程序和公共子程序等。
2.3 工控机的特点
可靠性高 实时性好 环境适应性强 输入/输出模板配套好 系统通信功能强 系统扩充性和开放性好 控制软件包功能强 后备措施齐全和具备冗余性
二、工控机的组成与特点
1、工控机的硬件组成
主机板 人机接口 系统支持板 系统磁盘
系统总线
输入/输出通道 （I/O）
通信接口
通信总线
现场仪器
2.1 工控机的硬件组成
（1）主机板
由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）等部件组成，主机 板是工控机的核心。
（2）系统总线
系统总线分为内部总线和外部总线。 内部总线：工控机内部各组成部分进行信息传输的通道，是一 组信号线的集合（PC系列总线、PCI总线）。 外部总线：是工控机与其他计算机或者智能设备进行信息传送 的公共通道（RS-232C、RS-485等）。
3.2可编程序控制器（PLC）
可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而 开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为 传统继电器的替换产品而出现的。 随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制 器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具 有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改 变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、 可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的 各个领域，大大推进了机电一体化的进程。
（8）其他硬件组成
加固型工业机箱、工业电源、打印机等。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
工控机机箱：
全钢机箱（一般0.8~1.2mm 厚度）是按标准设计的， 抗冲击、抗振动、抗电磁干扰，内部可安装同PCbus兼容的无源底板。 （ 一 ） 高 度 一 般 分 1U （ 44mm*430mm*XX ） ， 2U （88mm*430mm*XX ），3U，4U ，5U，6U，7U，8U等， 一个1U的高度是44mm，其他高度依次类推； （ 二 ） 长 度 ： 国 际 标 准 的 长 度 有 两 种 450mm 与 505mm ，根据客户的具体要求还可以扩分其他长度， 比如：480mm，500mm，520mm，530mm，600mm等
工业控制计算机基本构造原理
一、何为工控机
工控机（Industrial Personal Computer ，IPC） 工业控制计算机，是一种采用总线结构，对 生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与 控制的工具总称。
一、何为工控机
工控机具有重要的计算机属性和特征: 如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并 有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好 的人机界面。 工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品， 是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工 业计算机。
3.2可编程序控制器（PLC）
PLC 控制器本身的硬件采用积木式结构， 有母板，数字I/O模板，模拟I/O模板， 还有特殊的定位模板，条形码识别模板 等模块，用户可以根据需要采用在母板 上扩展或者利用总线技术配备远程 I/O 从站的方法来得到想要的I/O数量。
PLC在实现各种数量的 I/O控制的同时，还具备输出模拟电压 和数字脉冲的能力，使得它可以控制各种能接收这些信号的 伺服电机，步进电机，变频电机等，加上触摸屏的人机界面 支持，PLC可以满足在过程控制中任何层次上的需求。
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
3.2 可编程序控制器（PБайду номын сангаасC）
PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的 数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储 器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、 计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟 式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过 程。
内存又称主存，是CPU能直接寻址的存储空间，由半导体器件制成。 内存的特点是存取速率快。现在主流内存为DDR3、DDR4。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
2.1工控机的硬件组成----主要配件
2.1工控机的硬件组成----常见外形
2.1工控机的硬件组成----常见外形
2.2 工控机的软件组成