工控机的设计与选择
工控机
工控机编辑工控机（Industrial Personal Computer，IPC）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。
目录1概述2主要分类3软件系统4主要结构5适用领域6主要特点7日常维护8发展前景9国内市场1概述工控机全称工业控制计算机，是专门为工业控制设计的计算机，用于对生产工控机过程中使用的机器设备、生产流程、数据参数等进行监测与控制。
工控机经常会在环境比较恶劣的环境下运行，对数据的安全性要求也更高，所以工控机通常会进行加固、防尘、防潮、防腐蚀、防辐射等特殊设计。
工控机对于扩展性的要求也非常高，接口的设计需要满足特定的外部设备，因此大多数情况下工控机需要单独定制才能满足需求。
2主要分类目前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统计目前PC机工控机（图1）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。
研华工控机选型手册简介
1. RS-232 COM 端口 x3
7. 电源开关
2. RS-232/422/485 COM 端口 8. 10/100B-T Ethernet
3. USB2.0 Host x 2
9. CF卡
4. PCI-104 槽
10. PS/2 x 2
5. 保险丝
11. 并口
6. 电源插口
4
5 10 3 8 11
专为运行 Windows® CE 而设计
采用相同LCD尺寸,都使用相同的外壳设计，同时使用相同的开 口尺寸。
丰富的 I/O 接口选项，包括串口、以太网端口和一个CAN 总线 端口，具有无线功能。
多个串口和以太网端口
CF 卡安装： 易于插拔，用于 外部存储
支持 Windows® CE 4.2/5.0
9
9
7
62
1
X86系统15”触摸式平板电脑(TPC)
TPC-1570H 系列
带有15”XGA TFT LCD 的Intel Celeron M 触摸式平板电脑(TPC)
1. RS-232 COM 端口 x 2 2. RS-232/422/485 COM 端口 3. VGA 4. USB2.0 Host x 2 5. 保险丝 6. 电源插口 7. 电源开关
4
触摸式平板电脑(TPC)概述
无风扇系统结构
无风扇系统： 整体采用无旋转机械部件(无风 扇)大幅提高系统可靠度。这种系统易于维护， 无需更换风扇滤网，使用低功耗 CPU和经过精 密计算与验证的整体散热结构进行散热。
符合 NEMA4 / IP65 标准
成熟工业设计
TPC 设计非常适合于工业应用。 该系列产品前 面板符合 NEMA4/ IP65 防护标准，使用满足工 业需求的 18～32VDC 电源范围此外，当用于电 源保护的保险丝损坏后可以非常方便的进行更 换。
《基于机器视觉的工件识别与定位系统的设计与实现》
《基于机器视觉的工件识别与定位系统的设计与实现》一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展，工件识别与定位技术在生产线上扮演着越来越重要的角色。
传统的工件识别与定位方法往往依赖于人工操作，不仅效率低下，而且容易出错。
因此，基于机器视觉的工件识别与定位系统应运而生。
本文将介绍一种基于机器视觉的工件识别与定位系统的设计与实现方法。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由工业相机、光源、工控机等硬件组成。
其中，工业相机负责捕捉工件图像，光源提供合适的光照条件，工控机则负责图像处理和系统控制。
(1) 工业相机：选用高分辨率、高帧率的工业相机，以保证图像的清晰度和实时性。
(2) 光源：根据工件的特点和图像处理需求，选择合适的光源类型和布置方式，如环形光、同轴光等，以获得良好的图像质量。
(3) 工控机：选用性能稳定的工控机，搭载高性能的图像处理算法，实现工件的快速识别和定位。
2. 软件设计本系统的软件部分主要包括图像处理算法和控制系统。
(1) 图像处理算法：采用机器视觉算法对图像进行处理，包括图像预处理、特征提取、模式匹配等步骤。
其中，特征提取是关键环节，通过提取工件的形状、颜色、纹理等特征，实现工件的准确识别。
(2) 控制系统：控制系统负责协调各个硬件设备的工作，包括相机的触发、光源的开关、工件的抓取等。
同时，控制系统还需要与上位机进行通信，接收上位机的指令并反馈系统状态。
三、算法实现1. 图像预处理图像预处理是机器视觉系统的重要环节，主要包括图像滤波、二值化、边缘检测等步骤。
通过对图像进行预处理，可以消除噪声、提高信噪比，为后续的特征提取和模式匹配做好准备。
2. 特征提取特征提取是工件识别的关键环节。
本系统采用基于深度学习的特征提取方法，通过训练神经网络模型，自动学习工件的形状、颜色、纹理等特征。
在提取特征时，需要选择合适的特征描述符和特征匹配算法，以实现工件的准确识别。
3. 模式匹配模式匹配是工件定位的关键步骤。
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标准是指在工业控制系统中，为了保证计算机设备的安全、稳定和可靠运行，所制定的一系列规范和标准。
这些标准包括硬件、软件、通信协议、安全性等方面，对工业控制计算机的设计、制造、安装、维护和管理提出了具体的要求和规定。
首先，工业控制计算机的硬件标准是保证其性能和稳定性的基础。
在硬件方面，标准要求计算机设备应具有一定的抗干扰能力，能够适应工业环境中的恶劣条件，如温度、湿度、振动等。
此外，标准还规定了计算机设备的尺寸、外壳材质、散热系统、电源供应等方面的要求，以确保设备在工业场景中能够稳定运行。
其次，工业控制计算机的软件标准是保证其功能和安全性的重要保障。
在软件方面，标准要求计算机设备应具有可靠的操作系统和应用软件，能够实现工业控制系统的各项功能，并且具有一定的实时性和稳定性。
此外，标准还规定了计算机设备的系统更新、安全防护、故障诊断和远程维护等方面的要求，以确保设备在运行过程中不会出现严重的故障和安全隐患。
此外，工业控制计算机的通信协议标准是保证其与其他设备互联互通的重要保障。
在通信协议方面，标准要求计算机设备应支持工业现场常用的通信协议，能够与PLC、传感器、执行器等设备进行可靠的数据交换和指令控制。
此外，标准还规定了计算机设备的网络接口、数据传输速率、通信协议兼容性等方面的要求，以确保设备能够与其他设备实现稳定的通信连接。
最后，工业控制计算机的安全标准是保证其运行环境和数据安全的重要保障。
在安全方面，标准要求计算机设备应具有防火墙、加密通信、访问控制、数据备份等安全功能，能够保护设备和数据不受恶意攻击和意外损坏。
此外，标准还规定了计算机设备的安全审计、事件响应、应急预案等方面的要求，以确保设备在面临安全威胁时能够做出及时有效的应对。
综上所述，工业控制计算机标准涵盖了硬件、软件、通信协议、安全性等多个方面，对计算机设备在工业控制系统中的设计、制造、安装、维护和管理提出了具体的要求和规定。
工控机的参数规格
工控机的参数规格
链接：/tech/13695.html
工控机的参数规格
工控机特性
4U高 上架式工控机
抗震动驱动器托架设计可安装3个5.25”和1个3.5”磁盘驱动器
前置USB接口
前置过滤冷却风扇符合最佳的空气流向
友好界面的前置空气过滤装置易于用户维护
可锁式前舱门杜绝未授权的使用
工控机的参数规格
CPU： Intel-PIV 3.0G
内存： DDRII 667 1G
硬盘： SATAII 250G
光驱： 18X DVD
键盘： PS2
测试烧机： Yes
插槽：4个PCI,8个ISA
工控机在压铸机控制系统中的应用
采用工控机完成压铸机的控制系统，设计出相应的硬件电路、编制控制软件，为提高压铸件的质量，提出了用自适应模糊控制理论对压铸过程重要参数—压射速度进行控制，计算机仿真结果表明，此控制方法是切实可行的。
高压和高速是压力铸造工艺的二大特征，铸件充型完好，轮廓清晰主要取决于压射速度（即压射过程），而铸件的内部质量和机械性能主要取决于增压效果（即增压过程），要想获得高质量的压铸件，必须根据不同的情况对压铸过程中的所有工艺参数如压射压力和压射速度等进行恰到好处的控制。
相对国外的高科技，国内压铸工艺技术还很落后，针对这一现状，国家计委设立“J11280型压铸机系统”为“八五”科技攻关项目之一。
J11280型28000KN( 卧式冷室压铸机是国内压铸机厂设计试制的新产品，控制系统完成后，用户厂家对机器的使用性能表示非常满意。
并且通过了国家计委鉴定，它是目前国产最大、最先进的压铸机。
原文地址：/tech/13695.html
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研华工控机——基础教程
研华工控机基础教程（完整版）第一部分 引言工业控制计算机，中文简称工控机，英文简称IPC（Industry Personal Computer），在工业自动化背景下应运而生。
伴随着PC产业的发展，得到了长足的发展。
尽管IPC在架构上也是基于X86为主，在用户使用端和PC电脑产业相同，但与个人PC电脑产业的发展却完全是不同的道路。
个人PC通常分为家用电脑和商用电脑两大类。
对于家用电脑，是以时尚的外形、较高的显卡性能、多媒体显示性能、丰富的扩展性能、多声道声卡等方面作为吸引消费者的卖点，有些高档家用电脑甚至配备遥控器，时尚的音响，俨然一个家庭多媒体中心。
对于商用客户，则是通过稳重的外观、完备的售后服务、有限的扩展性能、高速度的运算速度等来吸引商用客户采购。
工控电脑是完全不同的设计理念，工控电脑更多的是在恶劣的环境下使用，对产品的易维护性、散热、防尘、产品周期、甚至尺寸方面都有着严格的要求。
因此在设计和选择工控机平台的时候，考虑的更多的是机构的设计，然后才是对性能等的考虑。
第二部分 正文一、工控机的设计分析与选择。
1、工控机的尺寸设计工控机在很多情况下使用是应用于某个系统之中，因此常常被放置在某个设备之中或上架。
因此对尺寸有较严格的要求。
根据用户的使用情况，分为上架式和壁挂式两种设计。
上架式：现在市场上最为常见的研华工控机IPC－610就是标准的4U高度19英寸上架式机箱。
可以应用在标准的机柜之中。
如图1所示：<图1> IPC-610H针对客户的不同需求，我们会提供1U、2U、3U、4U、5U和7U高度的机箱。
一般来说，在1U或2U的机构设计上面。
由于机箱体积有限，但CPU的功耗日益加大（最新的P4CPU功耗已超过100W），因此内部散热风流设计变成了厂商面临的最大问题。
而机构散热设计的功力在很大程度上反映了 一个厂商的技术实力。
（关于机构散热的设计我们会在后期的文章中讨论）。
对于1U工控机，多用于对体积要求较高的电信领域，大多配合上架使用，工控机厂商通过PICMG1.0架构的CPU卡的体积优势，配合1U高度的蝶型底板，可支持最高2个PCI全长卡。
工业机器人系统集成与优化设计
工业机器人系统集成与优化设计工业机器人系统集成与优化设计是现代工业生产中的重要环节。
随着科技的不断发展，工业机器人被广泛应用于制造业的各个领域，扮演着关键角色。
在这篇文章中，我将探讨工业机器人的系统集成和优化设计的重要性以及如何实施这些任务。
工业机器人的系统集成是指将机器人与其他相关设备和系统进行无缝连接，形成整体的工作系统。
这样可以提高整个生产线的工作效率和质量，并降低生产成本。
一个成功的工业机器人系统集成需要考虑以下几个方面：首先，需要选用适当的机器人和相关设备。
根据生产线的需求和工艺要求，选择合适的机器人品牌、型号和数量。
同时，还需要考虑其他配套设备，如传感器、视觉系统和控制系统等。
其次，在系统集成过程中，要确保机器人与其他设备之间的通信稳定和无误。
这包括机器人与传感器、视觉系统、控制系统和工控机之间的数据传输和实时控制。
这可以通过选择合适的通信协议和接口来实现。
另外，系统集成还需要考虑机器人的安全性和智能化程度。
工业机器人在工作过程中需要考虑人员的安全。
因此，系统集成要包括安全防护设施、紧急停机控制和报警系统等。
同时，通过集成智能化控制系统，可以提高机器人的自动化程度和工作效率。
除了系统集成，工业机器人的优化设计也是至关重要的。
优化设计旨在使机器人的性能最佳化，提高工作效率和质量。
以下是几个优化设计的关键点：首先，要优化机器人的动作规划和路径规划。
通过精确计算和规划机器人的运动轨迹，可以实现更快、更精确的操作。
此外，还可以通过优化机器人的动作规划减少能量消耗和机器人的磨损。
其次，要对机器人的控制系统进行优化。
控制系统是机器人的大脑，直接决定机器人的性能和工作效果。
通过优化控制算法和参数，可以使机器人的运动更加平滑、精确，降低误差。
另外，还可以通过优化机器人的传感器系统提高工作质量。
例如，通过改进视觉系统的算法和图像处理技术，可以提高机器人的识别和定位能力，从而提高装配和质检的准确性和效率。
第五章 机电一体化控制系统及其模块电路设计
图5-1 专用微机控制系统的组成
第二节 机电一体化控制系统微控制器的选择
一、微型计算机的系统构成： 人们经常提到“微机”这个术语，该术语是三个概念的 统称，即微处理器、微型计算机与微型计算机系统。 微处理器简称μP或MPU或CPU，它是一个独立的芯片，内 部含有数据通道、多个寄存器、控制逻辑部件、运算逻辑部 件以及时钟电路等。 微型计算机简称μC或MC，它是以微处理器为核心，加上 ROM、RAM、I/O接口电路、系统总线以及其他支持逻辑电 路所组成的计算机。如果以上各部分均集成在一个芯片，那 么这个芯片就叫微控制器，简称MCU，也就是人们常说的 单片机。 微型计算机系统简称MCS，一般将配有系统软件、外围设 备、系统总线接口的微型计算机称为微型计算机系统。 本节主要针对机电一体化设备专用微机控制系统，来讨 论微处理器与微控制器的选择。
集成稳压器的功能是将非稳定的直流电压变换成稳 定的直流电压。集成稳压器按工作方式可分为串联型 稳压器、并联型稳压器和开关型稳压器三种。其中开 关型稳压器的效率最高，可达70%以上，但其输出电 压的纹波较大；并联型稳压器输出电流小，但是电压 的稳定度高，主要用来作电压基准；串联型稳压器的 效率虽较低，但其输出电流范围较宽，主要用于低电 压、小电流的场合，比如，给控制系统的主机电路供 电等。
1）三端固定正电压稳压器 常用型号为7800系列。图5-2是7800稳压器的 外观图和元件符号，图a为金属封装，输出 电流较大；图b为塑料封装，输出电流较小； 图c是7800稳压器的电路符号。7800系列正 稳压器常见的标称输出电压有+5V、+6V、 +8V、+9V、+12V、+15V、+18V、+20V、 +24V等。
工业级工控机的参数指标
工业级工控机的参数指标1. 引言工业级工控机是一种专门设计用于工业自动化控制系统的计算机设备。
它具有高可靠性、稳定性和耐用性，能够在恶劣的工业环境下长时间运行。
本文将详细介绍工业级工控机的参数指标，包括处理器性能、内存容量、存储器类型、扩展接口、操作系统支持等方面。
2. 处理器性能工业级工控机的处理器性能直接影响到其计算能力和响应速度。
通常采用的处理器类型包括Intel的Core系列、Xeon系列以及AMD的Ryzen系列等。
处理器的主要参数指标有：•主频：处理器的工作频率，通常以GHz为单位。
主频越高，处理器的计算能力越强。
•核心数：处理器内部的核心数量，每个核心都可以独立执行指令。
核心数量越多，处理器的并行计算能力越强。
•缓存大小：处理器内置的缓存容量，用于临时存储数据，提高数据读写速度。
缓存大小越大，处理器的性能越好。
3. 内存容量工业级工控机的内存容量决定了其能够同时处理的任务数量和数据量。
内存容量越大，系统能够同时运行的程序越多，数据处理能力也越强。
内存容量通常以GB为单位，常见的内存容量有4GB、8GB、16GB等。
4. 存储器类型工业级工控机的存储器类型包括固态硬盘（SSD）和机械硬盘（HDD）。
固态硬盘具有读写速度快、抗震抗压能力强的特点，适合于工业环境中对数据传输速度和数据安全性要求较高的场景。
机械硬盘容量大、价格低廉，适合于数据存储量较大的应用。
5. 扩展接口工业级工控机通常需要与其他设备进行数据交互，因此具备丰富的扩展接口是必要的。
常见的扩展接口包括：•串口：用于连接串行设备，如传感器、PLC等。
•并口：用于连接并行设备，如打印机、激光切割机等。
•USB接口：用于连接外部存储设备、键盘、鼠标等。
•网口：用于连接局域网，实现远程监控和数据传输。
工业级工控机通常具备多个扩展接口，并支持不同的接口标准，如RS232、RS485、PCIe等。
6. 操作系统支持工业级工控机的操作系统支持也是一个重要的参数指标。
西门子工控机SIMATIC-HMI-IPC677C选型手册
西门子工控机SIMATIC-HMI-IPC677C选型手册新型SIMATIC HMI IPC677C - 采用最新的2010 年Intel Core 处理器技术 (Intel Core i) - 是现有SIMATIC Panel PC 677B 的技术延续，将取代它。
该新型 SIMATIC HMI IPC677C 在性能和工业能力方面建立了新标准。
为了实现低维护率、高可用性、无硬盘驱动系统，可以使用便于访问的外部CF卡驱动插槽或电子盘驱动器。
机架的安装和接口仍然与 Panel PC 677B 100% 兼容- 这样便于移植。
突出特色用于苛刻计算、控制和可视化任务的最高系统性能∙英特尔处理器：i7 核、i3 核或赛扬处理器；所有面板都是双核，部分面板还采用超线程和Turbo Boost 技术∙英特尔BD82QM57 平台控制单元(PCH，以前的芯片组)∙DDR3 1066 内存技术，最高支持4 GB RAM∙用于高性能显卡的英特尔HD 图形媒体加速器∙用于快速PCIe 通讯卡的PCI Express x16 插槽∙高达500GB 容量的SATA 硬盘以及用于处理大批量数据的NCQ (Native Command Queuing，原生指令排序) 技术高工业性能∙环境温度高达 50 o C∙操作过程中可承受高达1 g 的振动/ 5 g 的撞击∙前端防护等级为IP65∙带不锈钢外壳、防护等级为IP66K 的15 寸触摸屏前端工业上适用的前端∙现代工业设计∙屏幕对角线为 12 寸、15 寸和19 寸的触摸屏前端∙屏幕对角线为 12 寸和15 寸的键盘前端∙S 和F 键上带有LED 灯的键盘设备∙基于软件的可调背光∙当运行两个操作单元时，触摸屏和键盘功能可以被锁住。
强大的工业功能和高度的灵活性∙可供外部访问的CF 卡(闪存驱动器) 插槽∙ 2.5 寸SATA 电子盘(SSD) (选件)∙面板背光可通过软件调暗或关闭∙ 2 个PCI 插槽或1 个PCI 和1 个PCIe x16 插槽∙装有Microsoft Windows Embedded Standard 2009 操作系统(选件) 的可进行外部访问的CF 卡∙ 3 个板上集成PROFINET 接口(选件；支持IRT，支持3 端口交换机，兼容CP1616) ∙ 1 个板上集成PROFIBUS/MPI 接口 (选件；兼容CP5611，不占用PC 插槽)∙ 2 个LAN 10/100/1000 Mbps 网口(支持teaming 功能的千兆LAN 网络)∙ 4 个高速USB 2.0 接口∙DVI-I 接口(用于VGA 或DVI-D 监视器)∙ 2 MB 后备电池供电的板上SRAM 存储器(带有PROFIBUS/PROFINET 产品模块) - 用于AC 或DC 供电的设备∙带有锁定功能的创新 RJ45 FastConnect 插头∙可对进入设备的空气温度进行测量与分析∙Wake-On-LAN∙低功耗电源(效率>80%)高系统可用性；快速调试、维护和服务∙采用单层存储单元(SLC) 架构的32 GB 电子盘(SSD)，可实现最高的可靠性和最大的处理速度∙板上集成RAID1 (RAID 控制器不占用PC 插槽)∙满足高可靠性的CF 卡∙带有ECC 的DDR3 1066 SDRAM (选件)∙ 2 MB 后备电池供电的SRAM，其中的128 KB 用于WinAC RTX 应用程序∙外部可访问的CMOS 电池，操作过程中可以更换；可以通过软件查询状态∙操作系统已预装好并已被激活- 待运行状态(通过以太网或电话保存其它必要的产品激活信息)∙系统故障时，可通过提供的的恢复DVD 快速地将硬盘内容恢复到工厂默认状态∙全球范围内的服务与技术支持高投资保护∙以长期稳定性而著称的英特尔嵌入式组件构成的硬件平台∙使用寿命长达4 到5 年；确保在设备退出市场后的5 年内仍有备件可用∙通过SIMATIC 组件实现系统测试∙全球营销证书 (比如，cULus)∙各代设备之间具有安装兼容性；软件上兼容以前的型号应用领域SIMATIC HMI IPC677C 设计用于直接在现场应用于机器设备。
IPC工控机有哪些技术特点
IPC工控机有哪些技术特点IPC（Industrial PC）工控机是为工业现场设计并应用的一种计算机设备，具有以下几个技术特点：1.高可靠性：IPC工控机通常应用于恶劣的工业环境中，需要具备较高的可靠性。
它采用工业级的硬件设计，能够抵抗温度、湿度、尘埃、振动等各种环境因素的影响，确保系统的可靠运行。
2.宽温设计：IPC工控机适用于各种温度范围的工业环境，可以在较高或较低的温度下正常工作。
它的主板和硬盘都经过特殊设计，能够耐受工业场所温度的波动，确保系统的稳定运行。
3.防尘防水：IPC工控机通常采用全封闭的外壳设计，能够有效防止灰尘、水分等外界物质对设备的侵入。
这样可以最大限度地保护内部组件免受外界环境的影响，延长设备的使用寿命。
4.抗震抗振动：IPC工控机通常需要工作在机械设备震动较大的工业环境中。
为了保证设备的工作稳定，IPC工控机采用了特殊的结构设计和固定方案，能够有效抵抗机械震动和振动的影响，确保系统的可靠性。
5.多种通信接口：IPC工控机通常需要与其他设备或系统进行数据交换和通信。
它具备多种通信接口，如串口、并口、USB、以太网等，能够与各种设备和系统进行数据的传输和交流。
6.高性能：IPC工控机的硬件配置通常比普通PC要高，以满足工业控制系统的高性能需求。
它采用高性能的处理器、大容量的内存、快速的硬盘等，能够快速处理各种数据和运算任务。
7.特殊的扩展能力：IPC工控机通常需要根据工业环境的具体需求进行扩展。
为了满足不同工业控制系统的需求，IPC工控机具备一定程度的扩展能力，可以通过扩展槽、接口等方式，连接各种外部设备和模块，实现更复杂的控制功能。
8.易于维护和管理：IPC工控机通常运行在长时间或连续工作的工业环境中，对维护和管理提出了较高的要求。
为了方便用户进行维护和管理，IPC工控机通常具备一些特殊的功能，如远程监测、远程管理、故障自诊断等，能够提高设备的可维护性和管理性。
总之，IPC工控机具有高可靠性、宽温设计、防尘防水、抗震抗振动、多种通信接口、高性能、特殊的扩展能力和易于维护和管理等技术特点，使其能够适应各种工业控制系统的需求，并在恶劣的工业环境中稳定可靠地工作。
工控机工作温度范围标准
工控机工作温度范围标准工控机工作温度范围标准是指工控机能够正常工作的温度范围。
作为一种特殊的计算机设备，工控机在工业控制、自动化领域发挥着重要作用。
由于工业环境通常具有较高的温度、湿度、震动等特点，因此工控机需要具备较高的耐温性能。
下面将从工业环境的特点、影响工控机工作温度的因素以及工控机的耐温性能等方面展开阐述。
工业环境的特点是工控机工作温度范围标准制定的重要基础。
相对于一般办公环境下的计算机设备，工业环境的温度通常较高。
在一些特殊行业，如冶金、钢铁、玻璃等行业，工作环境的温度甚至可以达到几百摄氏度。
同时，工业环境还存在着较高的湿度、较强的震动、尘埃等因素。
这些特点决定了工控机需要具备较高的耐温性能，以满足工业环境的需求。
影响工控机工作温度范围的因素主要包括以下几个方面。
首先是工控机的硬件设计。
工控机的硬件设计需要考虑散热问题。
在高温环境下，如果工控机无法有效散发热量，就会造成设备过热，从而导致设备性能下降甚至损坏。
因此，工控机的硬件设计应考虑良好的散热结构，并采用高效的散热材料，以保证设备在高温环境下的正常运行。
其次是工控机的操作系统和软件。
不同的操作系统和软件对于温度范围的要求也不同。
一些操作系统和软件对于温度的要求较高，因此需要定制特殊的工控机硬件和软件来满足需求。
最后是外部环境因素。
外部环境的温度、湿度、震动等都会对工控机的工作温度范围产生影响。
因此，工控机的设计需要充分考虑外部环境因素，以便在各种复杂的工业环境中稳定运行。
根据工控机的耐温性能，可以将工控机分为不同的等级。
一般来说，工控机可以分为常规型、高温型、低温型等。
常规型工控机的工作温度范围通常在0℃到50℃之间。
此类工控机适用于一般工业环境，能够满足大部分工业应用的需求。
高温型工控机的工作温度范围可以达到60℃甚至更高。
这类工控机一般采用特殊的散热设计和散热材料，能够在较高温度环境下正常工作。
低温型工控机的工作温度范围一般在-20℃到0℃之间。
IPC工控机的介绍
IPC工控机的介绍IPC工控机（Industrial Personal Computer—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80年代初期，美国AD公司就推出了类似 IPC的MAC-150工控机，随后美国IBM公司正式推出工业个人计算机IBM7532。
由于IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉，而在工控机中异军突起，后来居上，应用日趋广泛。
目前，IPC已被广泛应用于通讯、工业控制现场、路桥收费、医疗、环保及人们生活的方方面面。
工控机定义工控机即工业控制计算机，但现在，更时髦的叫法是产业电脑或工业电脑，英文简称IPC，全称Industrial Personal Computer。
工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机。
IPC工控机的技术特点：1、采用符合“EIA”标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。
2、采用总线结构和模块化设计技术。
CPU及各功能模块皆使用插板式结构，并带有压杆软锁定，提高了抗冲击、抗振动能力。
3、工控机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘。
4、配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护。
5、电源及键盘均带有电子锁开关，可防止非法开、关和非法键盘输入。
6、具有自诊断功能。
7、可视需要选配I/O模板。
8、设有“看门狗”定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复位。
9、开放性好，兼容性好，吸收了PC机的全部功能，可直接运行PC机的各种应用软件。
10、可配置实时操作系统，便于多任务的调度和运行。
11、可采用无源母板（底板），方便系统升级。
IPC工控机的主要结构：1、全钢机箱IPC的全钢机箱是按标准设计的，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。
2、无源底板无源底板的插槽由ISA和PCI总线的多个插槽组成，ISA或PCI插槽的数量和位置根据需要有一定选择，该板为四层结构，中间两层分别为地层和电源层，这种结构方式可以减弱板上逻辑信号的相互干扰和降低电源阻抗。
基于KingVIEW工控机界面设计系统与应用
电子技术0 引言工控机界面是工业控制系统的终端人机交互主要方式[1,2]，工控界面中通常包含了工程师对机器进行控制的各种组件，包括按钮组件、对话框组件、输入法组件、动画模拟组件、下拉框组件等，高级的界面系统还包括鼠标控件及外界键盘功能[3,4]。
工控机界面系统是工程师与控制系统对话的桥梁，一个友好的人机交互系统可显著提高操作人员工作效率，并保证工件加工质量。
KingVIEW是一种可方便地集成用于多种类型PLC控制器的上位机设计系统，其应用范围及领域也在不断地开拓和发展。
张运楚[5]等利用KingView组态软件与Matlab计算仿真功能结合，实现了变电所液压操动机构能量储存的实现过程，使用动态数据交换(Dynamic Data Exchange)技术，实现了与Matlab的通信，使得用户可方便地操作和监控控制效果。
孟亚男[6]等设计了一种基于KingView的采气井监控系统，将设计目标工况中的温度、压力、流量等数据作为监控数据，通过KingVIEW软件进行组态监控系统配置的设计，并与PC机进行了通信。
陈龙燕[7]针对污水处理厂曝气系统技术改造问题，基于KingView和ZigBee通信技术设计制作了一套污水处理曝气过程监测与控制系统，并实现了与西门子PLC和变频器的连接，实现了污水处理曝气过程无线远程实时监控。
分析可知，基于KingVIEW界面设计系统进行工控机界面设计的应用范围及领域越来越广泛，同时，KingVIEW与其他软件与数据库的无缝连接技术也亟待发展，这对进一步优化设计系统与便于工业控制具有积极的推动作用。
1 KingVIEW工控机界面设计系统KingVIEW工控机界面设计系统主要由工程管理器、工程浏览器、开发系统组成，了解和熟悉KingVIEW的三大设计系统对高效率地设计工控机界面具有很大的帮助。
KingVIEW支持ocx控件发布的web功能，可实现快速班报、日报、周报、月报、季报和年报表可视化操作界面的建立。
工控机(IPC)和PLC
工控机（IPC）和PLC一、概述在工业自动化领域，PLC和工控机是人们不得不提的两类控制设备，它们是大多数自动化系统的基础设备。
PLC和工控机的最新技术发展是工程师对设备应用性能要求的完美体现：控制器的硬件标准化，以及用户的各种控制要求通过软件来进行改变。
PLC就是一种利用计算机原理为顺序控制专门设计的、通用的、使用方便的装置。
它采用了专用设计的硬件，而使用性能都是通过控制程序来确定的。
工控机则是利用了个人计算机的PCI总线和PC/104总线、采用功能板卡扩展控制I/O 点来实现计算机控制的一种方便的控制设备。
它具有工业现场应用特性，同时又极大地利用了PC机的软件环境，用户可以方便地选择各制造商提供的产品。
PLC和工控机目前的技术发展水平已大大超过其出现时技术水平，并各自定位在不同的层面。
PLC适合低成本自动化项目和作为大型DCS系统的I/O站，工控机在中规模小范围自动化工程中有很好的性能价格比，当然这种定位也不是绝对的。
据预测，2000年我国工业自动化的市场规模达170亿至207亿人民币，其中工控机占40亿左右、PLC占30亿左右，再加上DCS系统、FCS系统和NCC系统（占60亿）中使用的PLC和工控机，可以看出其在工业自动化领域中举足轻重的作用。
这两类控制设备在各领域的自动化中扮演了不可缺少的角色。
图1给出了某自来水厂工业控制系统的典型结构图，其中采用了PLC作为I/O控制站、工控机作为监控机。
图1 工业控制系统的典型结构图目前，PLC的主流厂商有A-B、Siemens和Modicon等。
工控机的主流厂商有上海康泰克、北京康拓和研华、艾讯等。
PLC和工控机在其技术发展的历程中，为了适合工业现场应用的需要和用户二次开发的需要，都积极地发展高可靠性、网络化和高性能的用户开发软件方面的技术性能。
以下将重点介绍PLC和工控机在硬件、软件和网络方面技术应用现状和发展趋势。
二、PLC和工控机的硬件技术现状和发展PLC和工控机的最终用户为冶金、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保等行业，其主要的用途为：1、顺序控制顺序控制是应用最广泛的领域，它包括单机控制、多机群控制、自动生产线控制，如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配机械、包装生产、电镀流水线和电梯控制等。
工控机的主要结构有哪些？【全面解析】
工控机的主要结构有哪些？内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.主要结构1、全钢机箱IPC的全钢机箱是按标准设计的，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。
工控机箱分类：IPC（Industry Personal Computer）简称工控机，或者硬盘录像机，DVR（digital video recording）。
工控电脑是在恶劣的环境下使用，对产品的易维护性、散热、防尘、产品周期、甚至尺寸方面都有着严格的要求。
因此在设计和选择工控机平台的时候，考虑的更多的是机构的设计，然后才是对性能等的考虑。
如中昌的工控基本没有这些保护.工控机箱分类：（一）高度一般分1U（44MM*430MM*XX），2U（88*430*XX），3U，4U （176MM*430MM * XX），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；其中450MM~~520MM的尺寸机箱占市场需求的90%以上；加长型机箱的作用主要是有以下3个：一个是安装双CPU至强12”* 13”的主板，必须要520MM的长度才能安装这样的大板；另外一个是安装工业CPU长卡或者是300MM长的视频卡等需要足够的扩展空间；最后一个是散热空间的考虑，由于有些监控用户需要安装多路视频卡与多个硬盘，比如64路，128路等，10个硬盘就需要很好的散热效果；（三）卧式与壁挂式壁挂式：此外，由于某些设备制造商需要把控制中心（IPC）放置在其设备之中。
论述新型GDX6工控机UPS系统的设计
论述新型G.DX6工控机UPS系统的设计G.DX6是厦烟公司2011年从意大利G.D公司引进的具有当今世界先进生产水平的新型高速包装机。
其生产速度可达到600包/分钟，具有较高的生产能力，产品质量高。
目前国内其他卷烟厂也在陆续引进此种设备。
每台G.DX6高速包装机组有2台工控机，每台工控机配有1个UPS系统。
一、现状分析自从2011年引入G.DX6到2014年，UPS电池已经使用了至少3年的时间。
各机台的UPS电池都开始老化，并渐渐显现出来。
工控机因为UPS故障导致不正常的关机会造成工控机系统的崩溃，一次系统的修复时间在2小时以上。
另外，如果因此造成数据丢失，那对生产的影响可能长达数日。
一台G.D高速机的工控机高达10万人民币。
不正常的关机可能会损坏工控机，减少设备的寿命，加重公司的生产成本。
原装的UPS电池是12颗进口的cyclon2v4.5ah小型蓄电池，每颗价格达800元，整组采购共需9600元，采购时间长。
二、方案设计新方案使用两个12V蓄电池串联后代替原UPS2V电池组模块，使用散热性能较好的不锈钢板设计成蓄电池组外壳，并加装保险丝以保护蓄电池组。
由于采用空气开关不便于安装进壳子里面，因此采用保险丝。
安装完成后再重新匹配并优化UPS系统软件参数，以更好地管理电源。
注意UPS系统软件参数的匹配要多次实际操作，断接工控机电源，以获得最佳的实验数据，记录如关机延时、UPS 的供电时间、检测到的UPS电池组最低电压等数据，保证数据的严谨性。
三、方案实施1、电池容量计算。
UPS蓄电池容量在负载一定时，可根据公式C=W*T/（Ef*η*Vf）计算，其中：C，电池容量（Ah）；W，负载容量（W）；T，放电时间（h）；Ef，转换效率（约0.6～0.75）；η，电池放电效率（约0.7～0.8）；Vf，放电终止电压。
根据公式，C=24*3.8*（1/6）/（0.7*0.7*10.7）≈2.90AH，选择容量相近的12V3.2AH蓄电池。
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3、工控机散热剖析
1U和2U的机箱由于体积限制，都采用蝶型背板的设计，并提供模 块化的设计便于用户维护，但由于小风扇的CFM都比较小，因此只 能多采用多风扇来增大风流。
3、工控机散热剖析
壁挂式机箱要求机构设计紧凑以便满足各种不同场合下的应用， 机箱内部寸土寸金，每一个空间都需要合理的应用。但小机箱内部 由于体积所限，采用的风扇功率也不能太大，因此小机箱的散热更 考察设计功底。 总体来说，小机箱里面有两个最重要的散热对象：CPU和硬盘。 下面我们来看看壁挂式机箱IPC－6806的在散热方面的设计及 其后继版本的改进：
4、EMC设计
• 在板卡和机箱的接缝处，这个地方也是极其容易引起电磁泄漏 的地方，商用 PC 由于扩展卡较少，很少有品牌在这个地方采 用EMI弹片设计。而工控机内部会插入多块板卡，板卡和机箱 的接触严密与否是电磁兼容是否优秀的一个重要指标，因此做 工优良的工控机会采用 EMI弹片确保板卡和机箱之间的接缝紧 密可靠。
3.技术架构
• 制造工艺：制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工 艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计，意味 着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设 计。现在主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45纳米。最近intel 已经有32纳米的制造工艺的酷睿i3/i5系列了。
4、EMC设计
• 而工控机在内部的喷漆处理使得机箱内壁不导电，可以杜绝这 类现象的发生。但是正所谓成也萧何、败也萧何，正是因为这 些不导电的机箱内壁对工控机的 EMC 设计有着更高的挑战。 工控机由于内壁也进行了烤漆处理，因此机箱表面不导电，无 法象商用 PC一样形成等地体，因此只得在部分位置处留出没 有喷漆的接触面，形成导电体，在整个机箱表面形成等势体， 处理工艺较为复杂。
2、工控机内部机构设计
极佳的扩展性:
传统的商用母板上PCI、ISA数量固定，早期主板由于面积 所显，一般仅提供3个PCI，3个ISA槽，后来ISA在民用市场 面临淘汰，因此诸多商用主板厂商基于成本考量，取消ISA槽， 或仅提供一个ISA槽。因此对于工控用户的多样性，商规主板 提供的槽数难免捉襟见肘。PICMG1.0无源底板标准最高可提 供20槽，所提供的ISA、PCI数量也可根据用户需求随意调整。
4、EMC设计
机箱表面的特殊设计 • 商用PC机箱材料多采用镀锌钢板，并考虑吸收机箱内辐射的有
效性，在机箱内部没有进行喷漆处理，因此机箱内壁的镀锌钢 板是可以导电的，也更容易吸收电磁辐射，这也使得商用PC机 在静电防护、电磁屏蔽方面有着先天的优势。商用PC的这种机 箱在普通使用下没有问题，但是如果用于工控环境则是十分不 合适的。
1、工控机的尺寸设计
由于某些设备制造商需要把控制中心（IPC）放置在其 设备之中。因此对工控机的体积有较为严格的要求。传统的 上架式19英寸机箱体积基本很难满足要求，因此针对此种客 户需求，推出了壁挂式的机箱。
2.工控机内部机构设计 易维护性 极佳的扩展性 优秀的散热特性
2、工控机内部机构设计
工业控制计算机
一、前言
对于家用电脑，是以时尚的外形、较高的显卡性能、 多媒体显示性能、丰富的扩展性能、多声道声卡等方 面作为吸引消费者的卖点，有些高档家用电脑甚至配 备遥控器，时尚的音响，俨然一个家庭多媒体中心。 对于商用客户，则是通过稳重的外观、完备的售后 服务、有限的扩展性能、高速度的运算速度等来吸引 商用客户采购。
• 商用PC上所见到的，是上面这样的散热孔径，圆形而多孔。
• 实际上防止电磁泄漏的设计标准对散热孔径的大小，以及形状是有诸 多限制的，研究实验表明，方形孔径要比圆形孔径具有更出色的防止电 磁泄漏效果。
4、EMC设计 机箱接缝处的EMC设计
• 根据理论，当机箱上两个接触点之间的距离大于0.25xλ（波长 符号）时，两点之间就会很容易泄漏出有害的电磁辐射。因此 在机箱接缝处的设计，也是考察EMC设计功底的一个重要指标。 • 现在商用PC机的机箱钢板厚度仅为0.6mm，钢板的强度有限， 难以保证机箱本身受力后不产生形变，并且由于现在商用PC基 本多是立式机箱，因此侧开口的面板也难以保证接缝处的紧密 结合，为了克服这些现象，一些高档商用PC在机箱的接缝处留 有EMI弹片设计。
易ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ护性：
随着工控机被大量用于工业现场，基于母板的系统是不灵 活的，为了修复或更新系统需要更换整个母板。更换母板需要 在母板拿走之前把所有的插卡和电缆都拔掉。这就导致修复或 更新时系统停机时间增加，这在工控现场是不可接受的。 因此工程师们想到另外一个方法，取消母板架构，而把核 心的CPU处理单元做在一张插卡上，其它的扩展界面则做在 底板上，底板是由一些连接器和无源器件组成的。这种结构使 得系统更新和修复简单而且停机时间最少。这种设计理念影响 了整个工控机的发展。
三、CPU
1.发展历史
• 运算核心和控制核心 • PⅢ PⅣ PD 酷睿 酷睿2
2.性能指标
• 主频：主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用 来表示CPU的运算、处理数据的速度。CPU的主频=外频×倍频系数。 主频和实际的运算速度存在一定的关系，但并不是一个简单的线性关系. • 外频：外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主 板的运行速度。在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频。 • 前端总线(FSB)频率： 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响 CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算，即数据带宽=(总 线频率×数据位宽)/8。 • 外频与前端总线(FSB)频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速 度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频 特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一亿次；而100MHz前端总线指的是每 秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
一、前言
工控电脑是完全不同的设计理念，工控电脑更多的是在 恶劣的环境下使用，对产品的易维护性、散热、防尘、 产品周期、甚至尺寸方面都有着严格的要求。因此在设 计和选择工控机平台的时候，考虑的更多的是机构的设 计，然后才是对性能等的考虑。
CPU卡
无源底板 机箱
工控机 其他配件 工业电源
二、工控机机构设计的理念
3、工控机散热剖析
早期的CPU由于功耗问题并不突出，因此工控机的散热不是设计的主要考 虑因素。但随着人们对CPU性能需求的增加，处理器的功耗也日益增加。 Intel LGA775架构的P4处理器最大功耗居然在100W以上。工控机内部的散热问 题也变得日益严峻起来。
3、工控机散热剖析
为了提升散热效果，加大机箱内部风流，采用双风扇的设计。并基于维护考 虑，将双风扇采用模块式的设计理念，固定在一个抽取板上，从而容易更换。 由于采用双风扇后，过滤网的面积加大，因此原有的侧面抽取式过滤网更换 方式无法适用，因此工程师们采用了滤网前置前开口的方式便于抽取滤网。
4、EMC设计
• 首先、工控机在某些时候要用在有强烈腐蚀性的环境下，例如 海上的海盐、高速公路上排出的汽车尾气、化工厂的气体都具 有强烈的腐蚀性。因此机箱内外表面都必须要做抗腐蚀处理。 • 其次、有时计算机会在振动的环境下工作，在某些特殊的情况 下，振动会导致机箱内的某些电器元件接触到机箱内部表面， 由于机箱内壁导电，所以很容易造成短路，烧毁设备。
工控机尺寸设计 工控机内部机构设计 工控机散热剖析 工控机EMC设计
1、工控机的尺寸设计 工控机在很多情况下使用是应用于某个系统之中，因此 常常被放置在某个设备之中或上架。因此对尺寸有较严 格的要求。根据用户的使用情况，分为上架式和壁挂式 两种设计。
1、工控机的尺寸设计
针对客户的不同需求，会提供1U、2U、3U、4U、5U和7U高 度的机箱。 一般来说，在1U或2U的机构设计上面。由于机箱体积有 限，但CPU的功耗日益加大，因此内部散热风流设计变成了厂 商面临的最大问题。 对于 4U， 7U的机构设计，由于机箱的体积变大，因此如 何合理的利用机箱空间在有限的空间内提供更多的驱动器托架、 如何提供多个扩展卡槽位、如何支持双CPU卡、如何抗振动、 如何易于维护等因素变成机构设计的主要考虑因素了。
4、EMC设计 • 但工控机的使用环境复杂多变，某些环境是具有较强的
振动性的，采用EMI弹片设计容易在振动的环境下失去弹 片的弹性。 • 工控机采用的机箱材料为1.2mm的优质钢板，本身具有优 秀的抗形变特性，由于工控机机箱多为卧式的，顶部钢板 自身的重量和钢材特性已经能够保证机箱壁之间的严密接 触。优秀的工控机机箱在不采用EMI弹片的时候也完全可 以通过CE，FCC等EMC认证。
2、工控机内部机构设计
优秀的散热特性
3、工控机散热剖析
灰尘、散热、静电是造成计算机不稳定的三大主要因素。 • 商用PC机由于使用环境的不同，仅在散热方面遵守AT、ATX、 乃至最新的BTX架构，而灰尘和静电问题在普通使用环境下并不突 出，因此商用PC对此考虑很少。
• 工控机使用环境比较特殊，经常在高温、粉尘、供电条件不好的 环境下运行，并大多是在7X24小时环境下运行。而由于架构的不 同，商用PC的机箱设计理念也不能直接照搬到工控机。因此在散 热、防尘方面工控机必须有自己的设计理念，散热的好坏直接影响 到工控机的稳定性，下面我们重点来介绍一下工控机在散热和防尘 的特性。
4、EMC设计 • 无论工控机还是商用机，EMC设计中的最首先考 虑的是板卡本身的EMI（电磁干扰）设计 。 • 现代工控板都采用6层板设计，并在PCB走线时严 格遵循了时钟线等长的概念, 采用减少电磁辐射 （EMI）阻抗设计与串音控制 , 走线拓扑的决定都 充分尊守了Intel 的规范标准。 • 但由于处理器的频率的提升，单纯依靠板卡本身 在EMI方面的设计无法充分满足EMC认证的要求。 因此工控机机箱的EMC设计变得更为重要了。