什么是工业控制计算机
什么是工控机
工控机即工业控制计算机，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。
工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机主板、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稳定、可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。
很多人对于工控机都不太了解，接下来咱们就一起来了解一下吧。
一．主要分类工控机的主要类别有：IPC（PC总线工业电脑）、PLC（可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）五种。
1、IPC即基于PC总线的工业电脑。
据2000年IPC统计PC机已占到通用计算机的95%以上，因其价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富，已被广大的技术人员所熟悉和认可，这正是工业电脑热的基础。
其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（electromagneticcompatibility）技术以解决工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。
IPC有以下特点：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（MeanTimetoRepair）一般为5min，MTTF10万小时以上，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。
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。
常用的工业控制计算机总线
(6) 技术综合性要求高
工业控制计算机应用是系统工程问题。除了要解决计 算机的基本部分以外，还需要解决它如何与被测控对象的 接口，如何适应复杂的工业环境，如何与工艺过程与企业 管理相结合等一系列问题。
以上是工业控制计算机和其它类型计算机相比的区别
5.1.2 微型计算机系统总线的概念
总线：微型计算机系统中信号线的集合，是一种传送规定 信息的公共通道，有时亦称数据公路，通过它可以把各种 数据和命令传送到各自要去的地方。 在微型计算机系统中广泛采用三总线的结构形式 数据总线、地址总线和控制总线。
为了和 Intel 80286等高性能16位微处理器兼容， IBM公司在 PC总线基础上增加了一个36个引脚的 AT扩展插座而形成16位的AT总线，IBM／AT及其 兼容机机箱中，通常在母板上分别设置几个AT插 槽和PC插槽，这种结构也称之为IBM公司的ISA (Industrial Standard Architecture)结构，即工业标准 结构。
4 CompactPCI 工业控制计算机
第五章 工业控制计算机及其接口技术
5.1 概述 5.1.1 工业控制计算机的概念与特点
机电一体化系统中的计算机软、硬件占着相当重要的地位，它往往代表着系统 的先进性和智能特征。因而，把机电一体化系统中的微机软、硬件称之为智能组成 要素。一般微型机往往在实验室、办公室或在家庭中使用，而机电一体化系统中的 微型机通常在条件不比较恶劣的条件下使用，必须采用工业控制机或按工业环境要 求设计的微型机、其要求是可靠性高、抗干扰能力强、环境适应能力好。
1. 工业控制计算机的概念
一般的把适合于工业环境使用的微型计算机系统称之为工业控制计算机。一 般也叫IPC[Industry Personal Computer]。严格说来，所谓工业控制计算机，是指那 些满足下述条件的计算机系统： · 能够提供各种数据采集和控制功能。 · 能够和工业对象的传感器、执行机构直接接口。 · 能够在苛刻的工业环境下可靠运行。
工业控制计算机 标准
工业控制计算机标准工业控制计算机是指用于工业自动化控制系统中的计算机设备，它能够实现对生产过程的监控、调节和控制。
在工业生产中，工业控制计算机扮演着至关重要的角色，它不仅可以提高生产效率，还可以保证产品质量和安全生产。
因此，制定和遵循工业控制计算机标准显得尤为重要。
首先，工业控制计算机标准需要明确规定其硬件和软件的要求。
在硬件方面，需要规定计算机的性能指标，如处理器类型、主频、内存容量、存储设备等，以及对环境适应能力的要求，如抗振动、抗干扰能力等。
在软件方面，需要规定操作系统的选择和版本要求，以及对控制软件的要求，如稳定性、实时性等。
通过明确硬件和软件要求，可以保证工业控制计算机的稳定可靠性。
其次，工业控制计算机标准需要规定通信接口和网络要求。
工业控制系统通常需要与各种传感器、执行器和其他设备进行数据交换和控制指令传输，因此通信接口的选择和规范十分重要。
同时，随着工业互联网的发展，工业控制计算机通常需要连接到企业内部网络或者互联网，因此需要规定网络安全、数据传输稳定性等要求，以保证信息安全和系统稳定运行。
另外，工业控制计算机标准还需要规定系统可靠性和安全性要求。
工业生产中往往涉及到重大安全风险，因此工业控制计算机的可靠性和安全性至关重要。
标准需要规定系统的故障诊断和容错能力，以及对数据备份和恢复的要求，以保证系统在出现故障时能够快速恢复。
同时，还需要规定系统的安全防护措施，如访问控制、身份认证、数据加密等，以保证系统不受恶意攻击和非法访问。
最后，工业控制计算机标准需要规定系统的维护和管理要求。
工业控制计算机通常需要长时间稳定运行，因此需要规定系统的维护周期和方法，以及对系统更新和升级的要求。
同时，还需要规定系统的日志记录和追踪功能，以便对系统运行情况进行监控和分析。
总之，工业控制计算机标准的制定对于保障工业生产的安全和稳定至关重要。
只有制定了科学合理的标准，并严格遵循执行，才能够保证工业控制计算机在工业生产中发挥最大的作用，实现生产的高效、安全和可靠运行。
工业控制计算机3篇
工业控制计算机1. 工业控制计算机的基础知识随着科技的不断发展，工业控制计算机在现代工业生产中扮演了至关重要的角色。
工业控制计算机是一种专门用于工业控制领域的计算机设备，其主要功能是收集和处理工业控制现场的各种数据信号，并通过相关的控制算法来实现对工业生产过程的监控和调节。
本文将介绍工业控制计算机的基础知识。
1.1 工业控制计算机的构成工业控制计算机是由以下几个部分构成的：(1) 主机：包括处理器、主板、内存和硬盘等。
(2) 输入输出设备：包括键盘、鼠标、显示器、触摸屏、打印机、扫描仪等。
(3) 扩展板：根据需求可以加装不同的扩展板，如采样卡、通讯卡、控制卡等。
1.2 工业控制计算机的功能(1) 数据采集：通过各种传感器、执行器等设备实现对工业控制现场的各种数据信号的采集。
(2) 数据处理：将采集到的数据传输至计算机后，进行处理、分析和分类，并生成相应的数据报表。
(3) 控制算法：通过将数据与预设参数进行比对，实现对工业生产过程的监控和调节。
(4) 系统管理：对工业控制计算机进行管理，包括操作系统的安装、软件的更新、数据备份等等。
1.3 工业控制计算机的应用领域工业控制计算机广泛应用于自动化生产的各个领域，如电力、制造业、石化、交通运输等行业。
在电力行业中，工业控制计算机可用于智能电网，实现对电网的监测、控制和管理；在制造业中，工业控制计算机可用于生产线的控制和优化，提高生产效率；在石化行业中，工业控制计算机可用于炼油、化工等领域的生产控制；在交通运输行业中，工业控制计算机可用于轨道交通、高速公路等设施的自动化控制。
1.4 工业控制计算机的优缺点(1) 优点：工业控制计算机具有高度的实时性和稳定性，能够满足工业生产的高标准和高要求。
(2) 缺点：工业控制计算机的价格较高，同时由于其应用的环境较为苛刻，需要进行专门的防尘、防水等措施。
2. 工业控制计算机的选型和应用工业控制计算机的选型和应用至关重要。
工业控制计算机基本构造原理
现场设备互联
依据实际需要使用不同的传输介质把不同的现场设备或者现场仪 表相互关联。
互操作性
用户可以根据自身的需求选择不同厂家或不同型号的产品构成所 需的控制回路，从而可以自由地集成FCS。
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3.4现场总线系统（FCS）
分散功能块
（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。
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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
（8）其他硬件组成
加固型工业机箱、工业电源、打印机等。
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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PC-bus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，600mm8 等
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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。
工业控制计算机
工业控制计算机工业控制计算机是指在工业控制领域中使用的计算机设备，也称为工业计算机。
它是一个功能强大的计算机系统，专门用于控制和管理工业生产过程，具有高可靠性、高安全性和高稳定性等特点。
一、工业控制计算机的组成工业控制计算机由计算机主机、外部输入输出设备、操作系统和应用软件组成。
1、计算机主机计算机主机是工业控制计算机的核心部件，它包括主板、CPU、内存、硬盘、电源、接口卡等组件。
计算机主机采用工业级的设计标准，在工业环境下具有高可靠性和高稳定性。
2、外部输入输出设备外部输入输出设备是工业控制计算机与周边设备进行数据交互的重要组成部分。
输入设备主要包括键盘、鼠标和触摸屏等，输出设备主要包括显示器、打印机和声音设备等。
3、操作系统工业控制计算机一般采用专门的工业操作系统，如Windows embedded、Linux、VxWorks等。
这些操作系统具有高度的可定制性、可靠性和安全性，适合于工业环境的应用。
4、应用软件工业控制计算机根据不同的应用需求安装不同的应用软件，如PLC编程软件、SCADA软件、HMI软件等，这些软件可以根据需求进行自定义开发，以满足工业生产需求。
二、工业控制计算机的应用领域工业控制计算机广泛应用于各种工业控制领域，包括生产线自动化、机床控制、仓储物流、航空航天、半导体生产等。
工业控制计算机可以实现生产过程的监控、调度、控制和管理，从而提高生产效率、质量和安全性。
三、工业控制计算机的优点1、高可靠性：工业控制计算机采用工业级的设计标准，在工业环境下具有高可靠性和高稳定性。
2、高稳定性：工业控制计算机采用专门的工业操作系统，具有高度的可定制性、可靠性和安全性，能够确保稳定运行。
3、高安全性：工业控制计算机采用定制的硬件和软件，可以有效保护系统的安全，防止系统遭受攻击和破坏。
4、高性能：工业控制计算机采用优秀的处理器和存储设备，可以快速地完成各种复杂的工业控制任务。
5、可定制性：工业控制计算机具有高度的可定制性，可以根据不同的应用需求进行自定义开发，以满足各种工业生产需求。
工业控制计算机
工业控制计算机在当今高度自动化的工业生产领域，工业控制计算机扮演着至关重要的角色。
它就像是工业生产的“大脑”，指挥着各种设备和流程高效、精准地运行。
那么，究竟什么是工业控制计算机呢？简单来说，工业控制计算机是一种专门为工业环境设计和制造的计算机系统。
与我们日常使用的个人电脑不同，它具有更强的稳定性、可靠性和抗干扰能力，能够在恶劣的工业环境中长时间稳定运行。
工业控制计算机的外观通常比较坚固耐用，采用了特殊的机箱设计，能够有效地防尘、防水、防震。
其内部的硬件组件也经过了精心挑选和优化，以适应高温、高湿度、强电磁干扰等极端条件。
例如，主板采用了高品质的电子元件，能够在宽温范围内正常工作；硬盘通常采用固态硬盘，以提高数据的读写速度和稳定性；电源也具备过压、过流保护等功能，确保系统的供电稳定。
在性能方面，工业控制计算机虽然不像高端游戏电脑那样追求极致的运算速度，但它需要具备足够的处理能力来实时处理大量的工业数据。
它能够快速采集和分析来自传感器、仪器仪表等设备的信号，然后根据预设的控制算法，及时发出控制指令，驱动执行机构完成相应的动作。
工业控制计算机的应用领域非常广泛。
在制造业中，它可以用于自动化生产线的控制，实现生产过程的自动化、智能化，提高生产效率和产品质量。
比如在汽车制造厂里，工业控制计算机可以精确控制机器人的动作，完成车身焊接、喷漆等工序；在电子工厂里，它可以监控生产设备的运行状态，及时发现故障并进行报警，减少生产损失。
在能源领域，工业控制计算机可以用于电力系统的监控和调度，保障电网的安全稳定运行。
它能够实时采集变电站、发电厂等设备的运行数据，进行分析和处理，实现对电力系统的远程监控和控制。
在石油化工行业，它可以用于化工生产过程的控制，确保生产过程的安全可靠。
在交通运输领域，工业控制计算机也发挥着重要作用。
例如在铁路系统中，它可以用于列车的运行控制和信号系统，保障列车的安全运行；在航空领域，它可以用于飞机的飞行控制系统，提高飞行的安全性和准确性。
工业控制计算机的特点是什么
一、工业控制计算机的特点是什么工业控制计算机是用于工业控制现场的计算机，简称工控机，能处理来自检测传感器的输入信息，并把处理结果输出到执行机构去控制生产过程，同时可对生产进行监督、管理，工控机的特点主要有：1、实时性工控机的计算机控制系统能在限定的时间内对外来事件作出反应，满足实时控制要求，从信息采集到生产设备受到控制作用的时间较短，并且系统能实时地监视现场的各种工艺参数，并进行在线修正，对紧急事故能及时处理。
2、高可靠性工业控制计算机通常控制着工业过程的运行，如果可靠性不佳，运行时容易发生故障，又没有相应的冗余措施，会给工业生产带来较大的危害，轻则使生产停顿，重则可能产生灾难性的后果。
很多生产过程是日夜不停地连续运转，因此要求与这些过程相连的工业控制机也必须无故障地连续运行，实现对生产过程的正确控制。
3、硬件配置的可装配可扩充性工业控制计算机的使用场合干差万别，系统性能、容量要求、处理速度等都不一样，特别是与现场相联接的外围设备的接口种类、数量等有很大的差别，因此要求采用模块化设计方法，具有硬件配置的可装配可扩充性。
4、可维护性工业控制计算机应有很好的可维护性，要求系统的结构设计合理，便于维修，系统使用的板级产品一致性好，更换模板后，系统的运行状态和精度不受影响；软件和硬件的诊断功能强，在系统出现故障时，能快速准确地定位。
另外，模块化模板上的信号应加上隔离措施，保证发生故障时故障不会扩散等。
二、工控机有什么缺点工控机是专门为工业现场而设计的计算机，具有专业化的特点，在工业领域应用广泛，不过工控机也存在一定的劣势，工控机的缺点主要是：1、配置硬盘容量小，且存储选择性小，在需要大容量储存的工业领域显得有些捉襟见肘。
2、数据安全性较低，数据处理能力也相对较差。
3、价格较高，同层次的工控机在价格上要比普通计算机偏贵，不过一般也不会相差太多。
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一、工业控制计算机的概念
工业控制计算机OPC.也称产业电脑、工业计算机、产业计算机)即是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制用的计算机，简称工控机，英文简称IPC.全称Industrial Personal Computer。
工控机通俗地说就是专门为工业现场而设计的计算机。
工业控制计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。
传统意义上，将用于工业生产过程的测量、控制和管理的计算机统称为工业控制计算机，包括计算机和过程输入、输出通道两部分。
但今天工业控制计算机的内涵已经远不止这些，其应用范围也已经远远超出工业过程控制。
因此，工业控制计算机是应用在国民经济发展和国防建设的各个领域、具有恶劣环境适应能力、能长期稳定工作的加固的增强型个人计算机，因此也简称工控机。
工控机之所以大受欢迎，其根本原因在于PC机的开放性。
其硬件和软件资源极其丰富，并且为工程技术人员和广大用户所熟悉。
基于PC的(包括嵌入式PC)控制系统，正以20以上的速率增长，并且已经成为DCS、PLC未来发展的参照物。
二、工控机的特点
IPC是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。
早在20世纪80年代初期，美国AD公司就推出了类似IPC的MAC150工控机，随后美国IBM公司正式推出工业个人计算机IBM 7532，接着国内研祥（EVOC）就推出了IPC系列。
由于IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉，在控制系统中异军突起，后来居上，应用日趋广泛。
目前. IPC己被广泛应用于通信、工业控制现场、路桥收费、医疗、环保及人们生活的方方面面。
工控机是根据工业生产的特点和要求而设计的电子计算机，它应用于工业生产中，实现各种控制目的、生产过程和调度管理自动化，以达到优质、实时、高效、低耗、安全、可靠，减轻劳动强度、改善工作环境的目的。
它是自动化仪表的重要分支，也是电子计算机的重要分支。
它主要用于工业过程测量、控制、数据采集等工作。
而工业现场一般具有强烈的震动，灰尘特别多，另有很高的电磁场力干扰等特点，且一般工厂均是连续作业，即一年中一般没有休息。
因此，工控机与普通计算机相比具有以下特点:
(1)可靠性高。
工控机通常用于控制不间断的生产过程，在运行期间不允许停机检修，一旦发生故障将会导致质量事故，甚至生产事故。
因此要求工控机具有很高的可靠性，也就是说要有许多提高安全可靠性的措施，以确保平均无故障工作时间(MTBF)达到几万小时，同时尽量缩短故障修复时间(MTTR).以达到很高的运行效率。
(2)实时性好。
工控机对生产过程进行实时控制与监测，因此要求它必须实时地响应控制对象各种参数的变化。
当过程参数出现偏差或故障时，工控机能及时响应，并能实时地进行报警和处理。
(3)环境适应性强。
工业现场环境恶劣，电磁干扰严重，供电系统也常受大负荷设备启停的干扰，其接"地"系统复杂，共模及串模干扰大。
因此要求工控机具有很强的环境适应能力，如对温度、湿度变化范围要求高;要有防尘、防腐蚀、防振动冲击的能力;要具有较好的电磁兼容性和高抗干扰能力以及高共模抑制的能力。
(4)过程输入和输出配套较好。
工控机要具有丰富的多种功能的过程输入和输出配套模板，如模拟量、开关量、脉冲量、频率量等输入输出模板。
具有多种类型的信号调理功能，如隔离型和非隔离型信号调理;各类热电偶、热电阻信号输入调理，电压(V)和电流(mA)信号输入和输出信号的调理等。
(5)系统扩展性好。
随着工厂自动化水平的提高，控制规模也在不断扩大，因此要求工控机具有灵活的扩展性。
(6)系统开放性。
要求工控机具有开放性体系结构，也就是说在主机接口、网络通信、软件兼容及升级等方面遵守开放性原则，以便于系统扩展、异机种连接、软件的可移植和互换。
(7)控制软件包功能强。
工控软件包要具备J...机交互方便、界面丰富、实时性好等性能:
具有系统组态和系统生成功能;具有实时及历史的趋势记录与显示功能;具有实时报警及事故追忆等功能。
此外尚须具有丰富的控制算法，除了常规PID(比例、积分、微分)控制算法外，还应具有一些高级控制算法，如模糊控制、神经元网络、优化、自适应、自整定等算法，并具有在线自诊断功能。
目前一个优秀的控制软件包往往将连续控制功能与断续控制功能相结合。
(8)系统通信功能强。
具有串行通信、网络通信功能。
由于实时性要求高，因此要求工控机通信网络速度高，并且符合国际标准通信协议，如E皿802.4、IEEE 802. 3协议等。
有了强有力的通信功能，工控机可构成更大的控制系统，如DCS (Distributed Control System，集散型控制系统)、CIMS (Co吨uterIntegrated Manufacturing句stem，计算机集成制造系统)等。
(9)后备措施齐全。
包括供电后备、存储器信息保护、手动/自动操作后备、紧急事件切换装置等。
(10)具有冗余性。
在可靠性要求更高的场合，要有双机工作及冗余系统，包括控制站、双操作站、双网通信、双供电系统、双电源等;具有双机切换功能、双机监视软件等，以确保系统长期不间断地运行。
(11)系统能监测和自复位。
如今，看门狗电路已成为工业PC设计不可缺少的一部分。
它能在系统出现故障时迅速报警，并在元人干预的情况下，使系统自动恢复运行。
(12)软硬件兼容性。
能同时利用ISA与PCI及PICMG资源，并支持各种操作系统，多种编程语言，多任务操作系统，充分利用商用PC所积累的软、硬件资源。