研祥的工控机好些价格也不是很贵~!
工控机和普通电脑的区别
在现代控制中,工控机人使用越来越广,可以遍布各个工控领域。有些工控机和一些具有特殊功能的板卡相结合使用,有些只是完成一普通电脑一样的功能,完全可以用普通电脑来实现它的功能,可为什么我们要采用工控机而不用普通电脑呢在有些可以互换的场合?其实简单说,普通的的家用或办公电脑是民用级的,而工控机是工业级的,它在结构其它方面是有特别要求的。
从外观上看,普通电脑多数是开放的,表现上有较多散热孔,只有一个电源风扇向机箱外吹风以来散热。而工控机机箱(以标准19英寸为例)则是全封闭的,重量上要比普通电脑机箱重好多,说明它用的板材是较厚较厚的因为更结实,里面不仅不仅有一个电源用的风扇,还有一个用来保持,机箱内正压强的风量更更大的内吹风扇。这样外型结构可以防尘(在有关文章里我做过说明),同时还可屏蔽电磁等对内部的干扰。
从电源来说,正规工控机电源和普通电源是不一样的,它里面采用的电阻电容和线圈等抗冲击抗干扰要比普通家用的高出几级。带载容量也大很多,在一次工作上的小事可以说明问题,在我原来的办公室里我同时用办公电脑工作,一边开着一台工控机在进行程序试实验,我相邻的就是机械技术人员的办公室,里面也有好多办公电脑,这些电脑也在工作,当时我们的机房没有装稳压装置。当我正在我的工控机前试验搅拌站控制程序时,从隔壁传来一阵嘘声和一阵骚动,原来是供电出现了电压波动,而使所有的办公电脑重启,有些人做了一半的工作没保存在叹息。我一看我办室办公电脑也重启了,而我面前的工控机确在依然正常工作。可见工控机的抗电源波动的能力还是比较强的,我拆开这两种电源才现,同样带载能力下的工控机电源里有更大的电感线圈。
从里面结构上看也有明显不同,普通电脑一般只有一个主板,上面有CPU插槽,内存槽等标准配置部件,其它的如独立显卡等则插在主板上的扩展槽上,现在多为PCI插槽,工控机则不同,它有一个较大的母板,也叫无源底板,这块板子上并没有多少集成电路,只有较多的扩展槽,带有CPU的主板要插在这个母板上特殊的插槽里,其它的扩展板也要插在母板上,而不是主板上。这样的好处是有了母板可以更好屏幕掉外界的干扰,因为工控机工作的场合有时比较恶劣,干扰比较多,这样就可以使主析更可靠的工作,同时大的母板更也更容易扩展别的插件。这样设计人员在开发系统时可以有更多的选择,而不用考虑是否有空间放下。
工控机还有其它方面的优点,比如光驱是如何防振的,怎么样做的老化都有不同的地方,这里就为一一细说了。
工控机基础知识、现状及其发展
工业控制机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。工业控制机由计算机基本系统和过程I/O系统组成,计算机基本系统由系统总线、主机模板、存储器板、人机接口板与CRT、磁盘机、打印机等通用外设组成。过程I/O系统由输入信号调理板和A/D转换器,将现场传感器测量的物理信号转变为电信号,模拟量经模数转换(A/D转换器),变成数字量输入计算机,计算机输出信号经数模(D/A)转换和输出调理(隔离放大)成执行机构的功率驱动信号控制执行机构。
硬件系统一般有运行操作台,可放计算机、CRT、外设、主机柜、I/O机柜(机箱、电源、接线端子板、接地保护装置等)。
软件系统由实时操作系统、实时数据库及应用软件、数据采集与处理软件、各类控制软件(PID)直接数字控制、先进控制软件组成。
与商用及个人机比较,工业控制机的特点是强大的过程输入输出能力,高可靠性与实时性。
1.1主要产品
(1)工业控制机及其OEM产品
包括单片机智能部件,模糊控制器8位、16位、32位CISC、RISC嵌入式计算机及其板级产品。
有一定市场规模和发展前景的产品主要有:IPC、PC/104或PC/104-plus、VME/VXI、AT96、CompactPCI以及其它专用单板计算机(包括基于RISC、DSP和单片机的嵌入式专用计算机)等。
PC/104凭借小尺寸优势,在小型军事和医疗设备领域还有进一步扩大市场的可能。PC/104通过PC/104-plus兼容PCI总线,向高性能应用拓展。
VME/VXI总线,继续在军事设备和大型测试系统方面占有很大的市场份额,但已经受到CompactPCI/PXI产品强有力的冲击。目前还不会在大范围内被CompactPCI/PXI产品所取代。标准AT96总线工控机在军事装备和工业现场得到进一步应用。
CompactPCI总线工控机,随着CompactPCI总线冗余设计技术、热插拔技术、自诊断技术的成熟,构造高可用性系统的简化,CompactPCI总线工控机技术将得到迅速普及和广泛应用,成为国内继STD总线工控机、IPC工控机之后最具普及前景的新一代高性能工控机。
(2)分布式控制系统DCS,现场总线控制系统FCS;
(3)可编程控制器PLC;
(4)数控系统CNC。
1.2 功能简介
(1)对工业生产过程工艺参数进行调节控制(直接数字控制DDC、监督控制SPC及先进控制);
(2)对工业生产设备、工艺装备进行测量与控制(如冷轧机、热连轧机分布式控制系统DCS);
(3)单片机、单板机、微控制器等嵌入到家用电器、机电设备内部,提高机电设备数字化及智能化,如数控机床配套的数控、微电子控制电冰箱、洗衣机等。
1.3关键技术
(1)软件技术 实时数据库技术、动态图形显示技术、平台技术。
(2)先进控制技术 是以现代控制理论为基础的各种高级控制技术,包括预测控制、鲁棒控制、模糊控制、智能控制、专家控制等。
(3)过程优化技术 根据优化工艺模型,进行以效益最大为目标的在线和离线计算,然后给出整个过程优化条件,使整个过程在最优化的状态下运行。
(4)系统集成技术 控制软件、优化软件和软测量技术的集成;检测、控制、优化、调度、管理、决策、经营等功能的集成。
(5)通信网络技术 现场总线技术。
①并行总线
·Compact PCI Compact PCI总线是PCI总线的加固和扩展,Compact PCI还规范了热切换,即带电插拔。
·PXI总线 PXI总线是测试仪器PCI总线的扩展。
·VXI总线 VXI总线是在VME总线基础上扩展而成的仪器系统总线。
②现场总线 现场总线目前有FF(现场总线基金会)、Profibus(过程现场总线)等10种。
③工业以太网技术。
2 国内外发展现状
2.1 技术发展趋势
国外自上世纪60年代出现第一台工业过程控制系统以来已经过三代产品的发展变化,随着计算机技术及产品的发展,工业控制系统亦相应地不断发展。
(1)半导体技术集成电路技术推动微处理器、微控制器的发展,1位、4位、8位、16位、32位微处理器,微控制器及单片机性能价格比不断提高,Intel、Motorola等公司的微处理器占统治地位,各种控制器、控制装置、PLC更新换代加快,神经元网络芯片已问世,模拟控制器、智能控制器已初步商品化及推广应用。
(2)分布式控制系统已推出第四代产品,如Honeywell公司新推出的Experion PKS(过程知识系统),Emerson公司的PlantWeb,Foxboro公司的A2,横河公司的R3( PRM-工厂资源管理系统),ABB公司的Industrial IT系统。
(3)计算机技术、通信技术、控制技术的发展,使控制系统向全数字化、全分散式、全开放可互操作和开放式互联网络的新一代现场总线控制系统(FCS)发展。
现场总线技术近年迅速发展,目前有FF(现场总线基金会)、Profibus( 过程现场总线)、LonWorks( (局部操作网络)、CAN( 控制局域网络)、HART( 可寻址远程传感器数据通路)等,LonWorks已经广泛的应用,得到包括IBM、Honeywell、ABB等大公司在内的2500家生产厂家的支持,占领了约1/3的楼宇自动化市场,已成为美国空调暖通工程师协会ASHRAE的楼宇自动化的标准。
(4) PLC技术20世纪80年代走向成熟,目前已有新的突破,无论是处理速度,功能强化、通讯能力都提高到一个新水平,小型PLC向小型化、低成本、简单、多用方向发展,大中型PLC向多功能、高速度、大容量、网络化方向发展。
(5)自动控制理论及技术的发展,先进控制、模糊控制、人工神经网络、人工智能技术和专家系统已在工业自动化中实际应用:多变量预测控制、先进控制软件产品在国外石油、化工等流程工业已广泛使用;人工神经网络已制成专用芯片及自动装置,模糊控制器亦已商品化,广泛用于工业生产过程控制和电冰箱洗衣机等家用电器控制中,专家系统已在电站控制、冶金过程及石化装置自动控制中应用,国外制造自动化向CIMS精良生产、敏捷制造方向发展,流程工业亦向集成生产系统CIPS发展。
2.2 前景展望
随着计算机技术及应用的发展,工业控制机不断向数字化、微型化、分散化、个性化、专用化发展,工业控制机系统向网络化、集成化、综合化、智能化方向发展,随着信息化带动工业化,工业化促进信息化的进展,企业信息化、社区信息化、家庭信息化的发展,工业控制机的市场不断扩大,前景宽广。