工业计算机概述
工业计算机发展历史
工业计算机发展历史工业计算机，又称工控机，是指用于工业自动化控制的计算机设备。
它采用稳定、可靠、耐用的硬件和软件，并针对工业环境和应用需求进行优化和定制，能够在高温、高压、高湿、重载等苛刻环境中长期稳定运行。
下面是工业计算机发展历史的概述：20世纪70年代初，出现了第一代工业计算机，它们基于普通计算机改造而来，用于工厂的生产计划、指令控制等。
具有专用接口、数据采集、实时控制等功能，比如西门子FCC、ITT CAI等。
到了20世纪80年代末，随着计算机技术的不断进步，新一代工业计算机开始涌现。
这一时期主要出现了三类工业计算机：一是基于通用计算机改装的工业计算机，通过增加插件或板卡，将普通计算机改为适用于工业领域。
例如：1）康普顿8000C-XL系列，它是将IBM PC XT改制而成，专门用于自动化控制；2）AT&T WGS系列，它是将AT&T 3B2改装而成，适用于化工、精细化工、电力、交通、固体火箭及其他应用领域。
二是基于工控板的工业计算机，是为适应工业环境和需求而设计的计算机，它采用的是工控板，是硬件、操作系统以及一些特定应用软件的组合。
例如：Ampro Little Board、Advantech PCM-3350等。
三是新一代嵌入式工业计算机，它们具有更小巧的体积，更低的功耗，能够在极端环境下工作。
其特点是“瘦+快+低”，即操作系统精简、开机速度快、功耗低。
例如：三星S3C2440、ARM9等。
而随着工业领域的发展，工业计算机的应用领域也不断扩大，除了常规的控制、彩色人机界面、视觉检测、数据采集等传统领域，工业计算机还广泛应用于物联网、智能终端等新兴领域，并借助云计算、大数据等技术不断推进工业4.0。
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。
什么是工业控制计算机
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。
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。
工业计算机
工业计算机工业计算机是一种专门为工业控制领域而设计的计算机。
与传统的家用计算机相比，工业计算机需要具备更高的稳定性、可靠性、安全性和扩展性，以保证其在恶劣工作环境下运行的稳定性和可靠性。
工业计算机的发展历程可以追溯到20世纪70年代。
当时，由于工业设备的自动化水平日益提高，需要一种能够实现高性能、高可靠性与高稳定性的计算机来支持这一趋势。
随着计算机技术的不断进步，工业计算机也在不断革新和发展，目前已成为自动化和控制领域中最为重要的设备之一。
工业计算机的功能特点有多方面。
首先，它需要具备高速处理能力，以满足各种实时控制和通信处理的需求。
此外，它还需要具备良好的数据存储和处理能力，以应对规模庞大的数据转换和管理工作。
另外，工业计算机还需要具备强大的扩展性和灵活性，以便于满足不同行业和不同场景的应用需求。
综合来看，工业计算机主要应用于以下领域：1、工业控制领域工业控制系统通常需要集成大规模的传感器和执行器，以实现自动化控制和过程监控。
此外，工业控制系统还需要实时处理和分析大规模的数据，以便进行智能化决策和针对性的优化调整。
工业计算机具备高速处理和数据存储能力，可以满足这一需求。
2、交通运输领域交通运输系统需要实现高效的实时监控和调度，以保证交通安全和治理流畅。
工业计算机可以提供高速数据处理和网络通信能力，以满足这一需求，并实现智能化交通管理。
3、医疗卫生领域医疗卫生系统需要集成大量的医疗设备和传感器，以实现病情监控和医疗预测。
工业计算机可以提供高速处理和数据存储能力，以满足这一需求，并实现智能化医疗管理。
4、能源领域能源系统通常需要进行大规模的监测和控制，以实现能源调控和优化。
工业计算机可以提供高速数据处理和分析能力，以满足这一需求，并实现智能化能源管理。
总之，随着工业自动化和智能化的不断发展，工业计算机在工业、交通、医疗卫生、能源等领域越来越受到重视和广泛应用。
未来，随着计算机技术和工业控制技术的进一步融合和升级，工业计算机必将成为智能产业的重要基石之一。
中国工业用计算机行业市场环境分析
中国工业用计算机行业市场环境分析一、市场概述工业用计算机是指特别设计和生产用于工业控制和自动化应用的计算机设备。
随着工业自动化的快速发展和技术进步，工业用计算机市场呈现出快速增长的趋势。
工业用计算机在工业生产中的广泛应用，使得工业用计算机市场呈现出巨大的发展潜力。
二、市场驱动因素1. 工业自动化需求增加随着工业生产技术的不断革新，工业自动化需求不断增加。
工业用计算机作为实施工业自动化的核心设备之一，其市场需求也随之增长。
2. 提升生产效率的迫切需求在当今竞争激烈的市场环境下，提升生产效率成为企业生存和发展的关键。
工业用计算机可以有效地实现生产过程的自动化控制和优化，从而提高生产效率和生产质量。
3. 技术进步的推动随着信息技术的不断发展和创新，工业用计算机不断受益于新技术的应用和突破。
新一代工业用计算机更加高效、智能化，满足了市场对于高性能和高可靠性的需求。
三、市场竞争态势1. 产业链竞争激烈工业用计算机市场的竞争涉及到硬件制造商、软件开发商、系统集成商等多个环节。
在整个产业链中，各个环节之间的竞争十分激烈，尤其是在硬件制造方面。
2. 技术创新是竞争的核心技术创新是工业用计算机市场竞争的核心驱动力。
技术创新不仅包括硬件技术的突破，还涉及到软件技术、系统集成等方面的创新，以满足市场对高性能、可靠性和灵活性的需求。
3. 产业标准的重要性随着市场竞争的加剧，产业标准越发显得重要。
制定和推行适用于工业用计算机的统一标准，有助于推动行业规范化发展，减少市场不确定性，提高市场竞争力。
四、市场挑战与机遇1. 安全和可靠性挑战在工业生产环境中，工业用计算机所面临的安全和可靠性挑战是非常严峻的。
工业用计算机必须具备较高的抗干扰能力和稳定性，以应对复杂的工业环境。
2. 市场机遇巨大工业用计算机市场前景广阔，市场机遇巨大。
随着工业自动化的快速推进和新兴技术的应用，工业用计算机将拥有更多的市场机会。
3. 行业合作与创新面对市场挑战和机遇，企业之间的合作和创新显得尤为重要。
工业控制微型计算机
工业控制微型计算机在智能 交通信号控制系统中发挥着 核心作用，能够实时采集和 处理各种交通数据，根据交 通流量和路况自动调整信号 灯的时长和配时方案，提高 道路通行效率。
智能交通信号控制系统还包 括视频监控、违章抓拍等功 能，这些功能都需要工业控 制微型计算机的支持。
工业控制微型计算机在智能 交通信号控制系统中的应用 ，可以提高道路通行效率， 缓解城市交通拥堵问题，减 少尾气排放和噪音污染，提 升城市居民的生活质量。
选型原则
根据需求分析结果，选择适合的工业 控制微型计算机型号，应遵循高性能 、高可靠性、高稳定性、易维护和扩 展性等原则。
硬件配置与性能评估
处理器
选择具有高性能的处理器，能够快速 处理各种工业控制算法和数据，保证 系统实时性。
01
02
内存
配置足够的内存容量，以满足复杂算 法和大数据处理的需求，提高系统运 行速度。
工业控制微型计算机在自动化生产线控制系统中 的应用，可以大大提高生产线的稳定性和可靠性 ，减少故障率，提高产品质量。
智能交通信号控制系统
智能交通信号控制系统是工 业控制微型计算机在交通领 域的典型应用。通过使用工 业控制微型计算机，可以实 现交通信号的智能化控制， 提高道路通行效率，缓解城 市交通拥堵问题。
专为数字信号处理算法而设计，具有高速 运算能力。
可编程逻辑器件，用于实现定制的数字电 路和系统。
存储器
随机存取存储器（RAM）：用于 存储运行中的程序和数据。
只读存储器（ROM）：存储固 化的程序和数据，不易更改。
闪存（Flash Memory）：非易 失性存储介质，可持久保存数据。
外部存储设备：如硬盘、光盘 、USB等，用于扩展存储容量 。
工业用微型计算机
工业用微型计算机工业用微型计算机工业用微型计算机是指用于工业生产过程控制和自动化的微型计算机。
它具有小巧、灵活、高效的特点，广泛应用于生产工艺、物流管理、自动化装备、测量控制等领域。
本文将对工业用微型计算机的特点、应用、发展趋势和存在的问题进行讨论。
一、工业用微型计算机的特点1、小型化：工业用微型计算机采用集成电路技术，使计算机体积更小，比传统的大型计算机更加灵活。
2、高速度：工业用微型计算机的处理速度快，能够处理海量数据，并且可以快速反应在生产过程中。
3、控制准确：工业用微型计算机集成控制技术，能够进行精准控制，保证了生产过程中的精度和稳定性。
4、通用性：工业用微型计算机支持多个操作系统，可以实现多种程序的运行，具有较高的通用性。
5、可编程：工业用微型计算机可以编写程序，可以根据不同的工艺和需求编写不同的控制程序，更加灵活方便。
二、工业用微型计算机的应用1、工业自动化控制：工业用微型计算机广泛应用于工业自动化控制系统，能够实现对生产过程中的各种参数进行控制和监测。
2、物流管理：工业用微型计算机能够对仓库、物流车辆等进行管理和监控，提高物流效率。
3、自动化装备：工业用微型计算机可以控制各种自动化设备，提高生产效率。
4、测量控制：工业用微型计算机可以精准测量各种参数，并根据测量结果进行控制，保证生产过程的稳定性。
5、智能制造：工业用微型计算机与人工智能技术相结合，能够实现智能制造，提高生产效率和质量。
三、工业用微型计算机的发展趋势1、功能更加全面：工业用微型计算机的功能将会越来越全面，可以实现更多的应用，提高智能制造的能力。
2、网络化：工业用微型计算机与互联网技术相结合，实现网络化控制和管理，提高生产效率和质量。
3、智能化：工业用微型计算机与人工智能技术的深度结合，实现智能制造，提高自动化水平。
4、高可靠性：工业用微型计算机需要在高负载、高温、高各种条件下运行，需要提高可靠性，确保生产过程的稳定性。
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。
2023年工业计算机(IPC)行业市场前景分析
2023年工业计算机（IPC）行业市场前景分析一、行业概述工业计算机（IPC）是指专门应用于工业自动化控制和数据采集处理的计算机产品。
IPC与传统计算机相比，具有更高的稳定性、耐用性和可靠性。
它可满足各种环境下的工业自动化需求，逐渐成为工业领域不可或缺的设备。
目前，工业计算机被广泛应用于各种应用领域，如工厂自动化、机器人控制、轨道交通、医疗仪器、军事装备等。
二、市场分析1、市场规模IPC市场规模持续增长。
根据市场研究机构TrendForce发布的最新报告显示，2018年全球IPC市场规模达到240亿元人民币，同比增长10.1%。
随着智能工厂、物联网等新兴技术的发展，未来IPC市场规模有望进一步扩大。
2、应用领域IPC应用领域广泛，主要应用于以下领域：（1）工厂自动化。
工业计算机可应用于生产线控制、物料搬运、质量检测、设备维护等方面，提升生产效率和产品质量。
（2）轨道交通。
IPC可应用于列车信号控制、列车运行监测、车站自动售票等方面，提高运输安全性和便捷性。
（3）医疗仪器。
IPC可应用于医疗影像、医疗诊断、手术控制等方面，提供更加精准的医疗治疗方案。
（4）军事装备。
IPC可应用于导弹控制、战车控制、航母舰桥等方面，提高军队作战效率和胜利率。
3、市场前景IPC市场前景广阔，未来市场发展趋势主要有以下三方面：（1）智能化、网络化。
智能工厂、物联网、云计算等新兴技术的发展，将为IPC市场带来更多的机遇，如分布式化控制、远程监控等应用将在未来得到进一步扩展。
（2）多核化、高性能。
随着人工智能、视觉和语音处理等技术的快速突破，对IPC的性能提出了更高的要求，未来多核化和高性能将成为IPC市场的发展趋势。
（3）产业升级、结构调整。
未来IPC市场的竞争将更加激烈，一些小型企业将被整合、走向产业升级，而大型企业将通过结构调整、外延扩张等方式来保持市场竞争力。
三、政策环境我国《中国制造2025》提出，将“推动自主创新，大力发展智能制造”作为实施“中国制造2025”的重要内容之一。
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(IPC)
(2)ISA总线已被绝大多数工业PC机人员所接受和掌握，这 是其发展的人才来源。
(3)ISA总线性能基本能够满足多数工业控制领域的需求。 (4)ISA总线产品价格便宜，这容易被大多数工控系统设计 人员所接受。 (5)在要求速度高的外设使用中，可采用PCI总线，一般总 线底板具有4-5个PCI插槽。 因此，在工业PC机市场事实上还是以ISA(AT)、PCI总线为 主
引脚数
86(P1) 96
60(P2)
插 板 尺 寸 ／ 304×171 233×220
mm×mm
VM E 总线
IEEE P1014 8／32 4G 5-20M
多主部件
68000 80286 16032
128
160X100 160×233
STD 总线 IBMPC 总线
Q 总线
PC AT M CA
1EEE 961
第二种途径是：由专利总线的倡始人提出建议，将其总线 由专家小组给予评价和 修改，生成新的规程，进而纳入国家或 国际标准。例如HP的 GHIB，S-l00总线和Intel的Multibus均经 历了上述过程；
第三种 途径是：由专家小组在标准化组织的主持下从事 开发和制定总线 标准的工作，标准推出后即可由厂家和用户使 用。例如CAMAC、 Fast Bus和Future Bus均来自于这种途径。
计算机是由主机 、基本输入输出设备和外部磁盘机等组 成 ；过程输入输出（I/O）通道由各种开关量、模拟量等特殊 模板组成。
计算机完成系统的控制作用；过程输入输出（I/O）通道完 成工业生产过程的检测数据送入计算机进行处理以及完成将计 算机要行使对生产过程控制的命令 、信息转换成工业控制对象 的控制变量的信号 ，再送往工业控制对象的控制器去。继而由 控制器行使对生产设备运行控制。
工业控制计算机
具有高可靠性、高稳定性、高实 时性、高安全性等特点，能够适 应恶劣的工业环境，提供精确的 控制和监测功能。
发展历程与趋势
发展历程
工业控制计算机经历了从模拟控制到 数字控制，再到现代工业控制计算机 的发展过程。
发展趋势
随着计算机技术和工业技术的发展， 工业控制计算机正朝着智能化、网络 化、集成化方向发展，实现更高效、 更精准的控制和监测。
监控和数据采集，为能源管理提供决策支持。
案例分析
03
以某钢铁企业为例，通过采用工业控制计算机，实现了对能源
使用的实时监控和优化，降低了能源消耗和成本。
工业物联网平台搭建实践
01
工业物联网概述
工业物联网是指通过物联网技术，实 现设备之间的互联互通和数据共享， 提高生产效率和智能化水平。
02
工业控制计算机在工 业物联网中的应用
网络安全措施
采用防火墙、入侵检测系统（IDS）、加密技术等手段，确保工业控制计算机系 统的网络安全。
04
典型应用案例分析
自动化生产线控制
自动化生产线概述
自动化生产线是指通过自动化设备、传感器、执行器等组件，实现生产过程的自动化控制 和管理。
工业控制计算机在自动化生产线中的应用
工业控制计算机作为自动化生产线控制系统的核心，通过与各种设备、传感器等连接，实 现对生产线的实时监控、数据采集、故障诊断等功能。
硬件技术创新
随着半导体技术的不断发展，工业控制计算机的硬件性能不断提 升，为工业控制系统的升级提供了有力支持。
软件技术创新
工业控制软件不断升级，功能不断完善，为工业控制系统的智能化 、网络化提供了有力支持。
通信技术创新
工业控制计算机的通信技术不断发展，为工业控制系统的远程监控 、数据传输提供了有力支持。
什么是工业计算机
什么是工业计算机计算机在最近的几十年中，极大地转变了我们的生活。
在工业中，计算机也得到了相应的应用，这就是工业计算机。
所谓工业计算机，简洁的来说，就是把计算机应用在工业中，也正是由于应用在了工业中，工业计算机和一般的计算机有了不同的特点。
工业计算机的用途不用，它主要用于工业掌握、测试等方面。
一个工业计算机的典型应用是通过标准的串行口（RS232/485等串口）获得外部的数据，通过计算机内部的微处理器的计算，最终通过显示屏或者通过串行口输出，这样，在工业计算机上，我们就实现了一个计算的过程。
很明显，这和一般的计算机的消遣、办公、编程方面的应用是完全不同的。
另外，工业计算机的组成部件不同。
工业计算机工作的场合不同，也必定导致了其构成的部件和通用计算机不同。
比如说工业计算机可以没有显示屏，可以拥有多个串行口，其CPU是专用的工业掌握的CPU，所用的系统板面积很小。
以上的全部这些特点都反映了两种计算机组成上的差别。
由于工业掌握的恶劣环境，常常需要特种的部件来构成工业掌握用的计算机。
比如，在一些状况下需要比较宽的工作温度，不少工业计算机能够在零下20度到80度的温度范围内工作；另外一些状况下需要稳定性更好的器件，比如说抗强干扰的器件。
这些特点都是和工业计算机的用途亲密相关的。
也正是由于功能五花八门，不同的工业计算机也有不一样的接口，通用性较一般计算机差。
工业计算机的软件系统和一般计算机不同。
工业计算机的软件系统比较单一，主要实现一个特定的功能，而且由于工业计算机通常采纳速度不是特别快的处理器，使得程序的编写要求比较高。
工业计算机通常采纳仿真环境来开发程序，并采纳脱机运行的方式。
而一般计算机拥有大量的通用的应用程序，处理器的速度特别快，软件的开发系统也完全在机器上面，无需其他环境的支持。
工业计算机的接口事物都有两方面，工业计算机还是和一般计算机有更多相像的特点。
比如它们虽然使用的CPU不同，但是这些CPU还是相同的产品系列，具有相同的内部结构；两种计算机的总线结构基本相同，不少工业计算机是通用计算机的简化版本；并且不少工业计算机拥有和一般计算机相同或者相兼容的接口。
工业计算机,Industrial PC
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ过回焊炉
2018/9/13 Ming-Chi Institute Of Technology
结 论 究竟如何才算优秀的 R&D？ 1. 熟悉各种规格与协定 2. 具备丰富的专业知识 3. 效率细心和机伶创新
资深RD
4. 秉持敬业精神是王道
2018/9/13 Ming-Chi Institute Of Technology
RD 的主要工作内容
设计
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量 测 1
Power Consumption
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ATX Power 小常识
a (PS-ON#)
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Ａ: 简单来说都一样，只是长的不一样而已。
常见规格有长卡、短卡、 compactPCI 、
平板计算机等，诸多繁杂，有如百变金刚。 * 稳定度要求高、适应不同的工作环境 * 客制化、少量多样、毛利率较高 * 生命周期较长
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网络卡小常识
Differential Signal （差动讯号）
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网络线小常识
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网络线小常识
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工业计算机（工控机、工业电脑）概述工控机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。
一、工控机的概念工业控制计算机是为适应工业现场恶劣环境（粉尘、振动、高温、电磁干扰）而设计的专用计算机。
工控机即工业控制计算机，也叫做工业个人计算机（Industrial Personal Computer─IPC），英文简称IPC。
工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机。
也可以理解为产业电脑或工业电脑。
机架式壁挂式一、为什么使用工控机工控机能够适应工业现场恶劣环境，并且具有良好的稳定性，易维护。
二、工控机的特点1、高强度钢，结构坚固，抗EMI；2、防尘设计。
具有空气滤网，机箱内微正压；3、稳定性高，维护方便，MTTR短；∙主板、电源、磁盘驱动器、风扇维护方便∙滤网，电源更换简便4、易扩充性好；5、抗冲击，耐振动∙带紧固压条∙四个橡胶垫6、宽温度湿度范围工作；∙工作湿度：5%-95%(无凝结)∙散热能力强：86CFM∙工作温度：0ºC - 50ºC7、Watchdog功能；降低维护成本，提高系统可靠性。
8、架装设计，节省空间；9、多种电源型号。
AC 110V/220V；DC -48V工控机(IPC)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。
底板可插接各种板卡，包括CPU卡、显示卡、控制卡、I/O卡等。
3、工业电源为AT开关电源，平均无故障运行时间达到250，000小时。
4、CPU卡IPC的CPU卡有多种，根据尺寸可分为长卡和半长卡，根据处理器可分为386、486、586、PII、PIII、CORE ,I3~I7主板，用户可视自己的需要任意选配。
其主要特点是：工作温度0-60℃；装有“看门狗”计时器；低功耗，最大时为5V/2.5A。
5、其他配件：IPC的其他配件基本上都与PC机兼容，主要有CPU、内存、显卡、硬盘、软驱、键盘、鼠标、光驱、显示器等。
工控机箱分类工控机箱分类：（一）高度：一般分1U（44MM*430MM*XX），2U（88*430*XX），3U，4U （178MM*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。
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。
这类机箱由于体积小，并且应用环境在某设备内部，因此设计理念也重在散热和扩展性能上。
下图是应用在某测试平台的机柜内部状态。
工控机(IPC)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、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。
工控机（IPC）和PLC相比较一、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IEI和ADVANTECH、ADLINK、EVOC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。
2、运动控制应用在电力拖动系统或伺服电机的单轴或多轴位置控制。
3、过程控制采用模拟量模块能控制物理参数，例如温度、压力、速度和流量等，并提供PID等闭环控制的功能。
4、数据处理可以支持数控机床的控制和管理、多轴控制等。
由于自动化系统的要求日益提高，传统的提供I/O点服务的PLC和工控机已经无法满足复杂的工艺要求。
因此，PLC和工控机在硬件系统上有了根本的变化。
PLC系统在模块上的技术发展有：1、处理器模块配备大容量内存，为满足实时控制的要求而优化设计，除了一般的I/O扫描和控制、远程数据交换外，支持大型的集成控制、通讯、并行运算、处理器独立后台程序和处理器输入中断等功能。
如A-B公司的ControlLogix处理器模块在它的内核中设计有通信功能，借助于它的无源数据总线，系统的瓶颈得以消除。
这种灵活的结构允许多个处理器、网络以及I/O在一个机架中搭配使用而没有限制。
2、信息协处理器模块读取主处理器的数据表和状态文件，或通过高级语言程序将数据写入主处理器，程序可以在实时多任务环境下以及独立于PLC处理器的方法，单独在协处理器中运行。
3、高级语言协处理器通过C和Basic的接口来进行复杂的计算和算法实现。
4、网络适配模块在现场总线与处理器之间提供通讯接口，以便PLC处理器和I/O模块进行远程的数据交换。
5、具有特殊功能的I/O模块如A-B公司在其产品中提供了智能变送器模块、温度控制模块、称重模块、开环速度控制模块、塑料制造模块、力矩控制模块、绝对编码模块、可组态流量计模块、电流同步模块等。
这些模块的设计考虑了特殊行业的需要，使得复杂的控制功能以模块化的方式得以解决，提高了可靠性和专业水平。
同样，工控机也从I/O板卡的基础上飞速向前发展，大规模集成电路和计算机本身的革命性发展给工控机提供了舞台。
工控机系列产品除了全系列的I/O板卡外，还发展了一体化工作站、带电子盘的工控机、远程RTU、适用于仪表行业的微型工控机、适用于视频和多媒体行业的工控机、适用于通讯行业的带监控液晶屏的工控机、与PLC合一的特殊工控机以及防爆型工控机。
工业现场的应用环境要求PLC和工控机具有很高的可靠性，而可靠性是靠电磁兼容特性（EMC）和容错技术来保证的。
PLC和工控机要经过严格的电磁兼容检测，如辐射敏感度检测、谐波/电压波动/电压骤降检测、静电/快速脉冲/雷击检测、电磁干扰检测等。
EMC保证了设备在本质上的抗干扰特性。
但是，要保证控制设备不出故障是不可能的。
因此，采用容错设计的系统对要求不能停机、不能失控的高可靠系统是十分重要的。
目前重要的容错设计技术有Watchdog和双机热备（包括主机、模块和通讯介质的热备）。
热备系统的工作对用户来说是透明的：即当故障发生时，所有对故障点的切除和数据的备份都是在最短的控制周期内自动完成的。
此项技术的完成包括了设备硬件和软件二个方面。
图2给出了PLC双机冗余系统的结构。
图2 PLC双机冗余系统结构三、PLC和工控机的软件特性PLC、工控机和现场总线为工业自动化提供了很好的底层控制硬件基础。
随着软件技术的迅猛发展，控制软件不再是单调的数字和菜单操作界面，而是图形化的人机交互工具。
好的工控软件包括了从底层的数据采集、数据库、控制逻辑运算到高层的人机图形界面(MMI)。
这里，我们从工控软件体系结构而不是个别软件功能的角度介绍PLC和工控机的应用软件应该具备的特性。
微软为制造业的分布式网络结构提出了一个功能强大的概念，它包括了企业资源规划（ERP）和制造资源规划（MRP）的主要功能、控制、人机界面与数据采集和监控（SCADA）、制造执行系统（MES）、批量控制与设备界面等，但它们同时增加了用户成本以及共享数据的难度。