工控機的作用與特點

工控機是專門為工業控制設計的計算機，用于對生產過程中使用的機器設備、生產流程、數據參數等進行監測與控制。工控機經常會在環境比較惡劣的環境下運行，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，這正是工業電腦熱的基礎。其主要的組成部分為工業機箱、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PC對工業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(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，能與工業現場的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監控系統、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：一種專門為在工業環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的一種適用工業環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、監控和數據采集系統(SCADA)，能滿足各種工業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、發電廠自動化系統的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業生產過程控制。

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。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。

5、數控系統(CNC)

CNC英文全稱Computer numerical control，中文全稱為計算機數字控制系統。

它是采用微處理器或專用微機的數控系統，由事先存放在存儲器里系統程序(軟件)來實現控制邏輯，實現部分或全部數控功能，并通過接口與外圍設備進行聯接，稱為計算機數控，簡稱CNC系統。數控機床是以數控系統為代表的新技術對傳統機械制造產業的滲透形成的機電一體化產品；其技術范圍覆蓋很多領域：

1） 機械制造技術；

2） 信息處理、加工、傳輸技術；

3） 自動控制技術；

4） 伺服驅動技術；

5） 傳感器技術；

6） 軟件技術等。