早就有写点工控机文章的冲动,只是过于懒散,今天下午上班路上略一思考有了一点思路,上班后在论坛上写下来,所谓新鲜出炉。
这样的活动应该宣传正面的报道,偶写下这个题目有点不合时宜,不过出于对中国工控机未来发展的考虑,虽然偶的文章充满悲观情绪,但也是现今工控机在工业领域中所遭遇的尴尬现状,如果工控机厂商能够积极应对重新革新,相比会走出另一条大道,重塑先前辉煌的历史。
一、工控机的辉煌历史
工控机这个因为工业生产控制而生的工业计算机所肩负的任务是控制监视,由于工业生产所面临的环境和要求,工控机具有防爆、防潮、防尘、抗震、抗电磁干扰、抗大温差变化,计算机工作稳定、处理性能先进,适应宽幅电压等等诸多特征,这些特征有别于普通的民用、商用计算机仅次于军工产品,因此赋予工控机的称谓。
工控机的出现极大地方便了工业化生产自动化的革新,由于工控机具有处理众多类型现场模拟、数字信号的功能,也具有复杂的控制方案的实施,还有能够在线监控生产流程的流程画面这些特征其得到了大量应用,在上世纪八九十年代可以说是工业生产控制中不二的选择。
二、竞争对手对工控机应有的影响
大量的工控机在工业生产中的应用使其功能性能逐步走向成熟,长期的工业应用也刺激了其自身性能不断革新,但随着近十几年来电子集成电路的发展,工业控制自动化设备的两大产品DCS系统和PLC系统得到大量应用,在一些上规模的中大型生产设备中普遍采用了DCS或PLC控制系统,在小型的、现场终端的设备和各种机械设备上普遍采用了小型PLC系统加触摸屏的趋势。
DCS和PLC的应用无疑严重冲击了工控机的使用,仔细分析这两者的区别可以发现其鲜明的差异性。
DCS和PLC普遍采用了控、监分离的集散控制模式,控制功能独立的成为一套系统,具有完整的处理、控制功能,其单独设置在控制柜中,采用了框架式的分散卡件模式,各种信号能够在不同的卡件进行处理,卡件多少可以根据现场信号规模合理布局和扩展,控制器、电源、重要信号处理卡件采用冗余配置模式。监视功能普遍采用多台电脑并列运行的冗余模式,一台电脑损坏不影响工作人员操作监控,即使电脑全部损坏或者停电也不影响生产进行,控制系统继续工作,有的还根据需要设置了服务器功能使数据处理更加便捷。控制系统与监视系统之间通过冗余的互联网来进行数据交换不仅能够提高处理速度也能够实现不同等级的管理服务局域网功能。
粗略分析工控机的特点可以发现,工控机实行的是监控一体化方式,信号的采集、处理和控制在工控机上进行,监控软件的运行和工艺人员的操作也在同一台工控机上进行,即使监视也能够通过交换机做到多台工控机并列运行也无法与DCS、PLC功能相媲美,特别还有的是由于现场各种信号采用板卡式进入工控机进行处理,其接口能力和工控机后方接线拥挤,大量信号处理也对工控机性能产生影响,而且冗余配置实施比较有难度,其安全运行的方式和功能比不上DCS和PLC的控、监分离模式。
三、现阶段工控机的应用
由于大量的DCS和PLC系统在工业生产中得到应用,众多的使用方已经放弃使用工控机产品,带有监视操作功能的大中型控制系统,普遍采用中央控制室模式分为控制室和操作室,控制室内根据设计容量、抗电磁干扰、扩展方便性等普遍设计独立的房间进行安置,内部安装有空调器等调温设施。操作室采用多台电脑并列运行的方式安装在电磁干扰小、灰尘少、无震动、有空调设施的房屋内,这样的环境和使用要求其商业电脑完全适合使用性能,因此大多数使用方放弃了价格昂贵的工控机而选用性能比不差的商业机。
在生产现场小型的控制系统或者集成的机电一体化化的设备中普遍采用小型的PLC控制器,这种控制器现场安装方便、扩展性和施工灵活多变,如果现场需要监视流程功能,普遍选用PLC+数显仪或液晶触摸屏的模式,这种组合方式的使用比现场安装工控机要优越的多。因此工控机也不在适用于环境恶劣的现场使用。
DCS和PLC先进、集散、灵活多变的模式正在把工控机挤出工业领域,现在工程设计和应用人员正在选用更加适合现场的控制系统,处于工控机几十年的现场使用良好的效果和工业控制性能还有一部分控制使用这种工控机,但普遍把工控机作为监视功能的操作站使用,而逐步淘汰控制器功能,可以说工控机在工业生产中越来越处于边缘。
四、积极转变思路,工控机的还能再续辉煌
工控机的先进工业控制性能正在被竞争对手所追赶和超越,怎样在竞争激烈的工业生产控制中不被淘汰,需要工控机厂商积极转变发展思路大胆创新,不仅要巩固自己的优势也要研究竞争对手的优势,怎样保证工控机在工业领域由鸡肋变成鸡翅,需要工控机研发人员的大胆革新。
对于工控机今后发展思路,偶也有小小的建议,后续文章会更加精彩。