工控机基础知识-PPT精选文档
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《工业控制基础》幻灯片
间接测量：测量与被测量有函数关系的 量。如蒸汽的压力与温度的 对应关系。
5
测量过程中的形态能转换
单态能的变换
A 形态 能量
物体
B 形态 能量
双态能的变换
A 形态 能量
B 形态 能量
物体
C 形态 能量
6
测量方法的比较方式
偏差测量：被测量与初始状态的偏离量。 如液柱式压力计；压力表等。
微差测量：被测量与一个量进展比 获得偏差，结果是量与 偏差的和。
测量：被测变量与其相应的标准单位进 展比较，从而获得一个确定的量值。
3
标准单位：米 m
〔1〕定义值
1m =〔 赤道—北极的距离〕/107
于是巴黎米尺产生了，一个用白金制成
的X 形状、带有温度修正在值刻线的标准单
位产生了。
〔2〕光在真空中1/299792458 秒内通过的 路
径。
4
测量的根本知识
直接测量：被测量直接与测量单位进展 比较。如长度、压力的测量。
零差测量：是一种随动测量法，用一个 量跟随未知量变化，二 者差值为零。
7
测量方法
零位式
偏差式
显示方法 数 字 式
模拟式
图
示
相互 可
转换
8
仪表内部的信号传输过程
开环系统：电流表
电流
压力
角度
指针
K1
K2
K3·s
I
T
θ
X
传递函数：Y〔s〕= K1K2K3·s
9
仪表内部的信号传输过程
闭环系统：电位差计。
灵敏度限不应大于Δ表允的一半。
23
灵敏度：示值的输出变化量〔角或线位移〕 与输入变化量之比。Δα/ΔX
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测量过程中的形态能转换
单态能的变换
A 形态 能量
物体
B 形态 能量
双态能的变换
A 形态 能量
B 形态 能量
物体
C 形态 能量
6
测量方法的比较方式
偏差测量：被测量与初始状态的偏离量。 如液柱式压力计；压力表等。
微差测量：被测量与一个量进展比 获得偏差，结果是量与 偏差的和。
测量：被测变量与其相应的标准单位进 展比较，从而获得一个确定的量值。
3
标准单位：米 m
〔1〕定义值
1m =〔 赤道—北极的距离〕/107
于是巴黎米尺产生了，一个用白金制成
的X 形状、带有温度修正在值刻线的标准单
位产生了。
〔2〕光在真空中1/299792458 秒内通过的 路
径。
4
测量的根本知识
直接测量：被测量直接与测量单位进展 比较。如长度、压力的测量。
零差测量：是一种随动测量法，用一个 量跟随未知量变化，二 者差值为零。
7
测量方法
零位式
偏差式
显示方法 数 字 式
模拟式
图
示
相互 可
转换
8
仪表内部的信号传输过程
开环系统：电流表
电流
压力
角度
指针
K1
K2
K3·s
I
T
θ
X
传递函数：Y〔s〕= K1K2K3·s
9
仪表内部的信号传输过程
闭环系统：电位差计。
灵敏度限不应大于Δ表允的一半。
23
灵敏度：示值的输出变化量〔角或线位移〕 与输入变化量之比。Δα/ΔX
工业控制计算机(IPC)PPT课件
VME总线可用以支持多处理器的结构体系，其数据总线由 32根地址线，32根数据线、6根地址修正线和5根控制线所组成
3 、IBM PC系列总线
随着IBM PC微机经历8086/8088，80286，80386， 80486，80586奔腾机的飞跃发展，IBM PC机总线的概 念也从早期的IBM PC机I/O扩展总线(PC-XT总线)发展而产 生ISA(Industry Standard Architecture)总线(PC-AT总线)、 EISA(Extended lndustry Standard Architecture) 总线和PCI(Peripheral Commponent Interconnet)局 部总线。
M otorola 公司
相关 的 IEEE 标准
P970\1096\ P1132
五、 总线分类
根据各总线的特征进行分类，可简单分为传统和现代两 类。
属于传统总线的有：S-100总 线，IBM PC/AT总线， Multibus I总线，STD总线，STE总线，G-64总线，VMEbus 总线，Q-bus总线等。
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。
线(SBX)
板的规范
制标准
M ultibus 796 支持 Intel 公司处理器 中档微处理器系统 Intel 公司 的系统总线
3 、IBM PC系列总线
随着IBM PC微机经历8086/8088，80286，80386， 80486，80586奔腾机的飞跃发展，IBM PC机总线的概 念也从早期的IBM PC机I/O扩展总线(PC-XT总线)发展而产 生ISA(Industry Standard Architecture)总线(PC-AT总线)、 EISA(Extended lndustry Standard Architecture) 总线和PCI(Peripheral Commponent Interconnet)局 部总线。
M otorola 公司
相关 的 IEEE 标准
P970\1096\ P1132
五、 总线分类
根据各总线的特征进行分类，可简单分为传统和现代两 类。
属于传统总线的有：S-100总 线，IBM PC/AT总线， Multibus I总线，STD总线，STE总线，G-64总线，VMEbus 总线，Q-bus总线等。
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。
线(SBX)
板的规范
制标准
M ultibus 796 支持 Intel 公司处理器 中档微处理器系统 Intel 公司 的系统总线
工控机基础知识 ppt课件
驱动器减震垫
三道压条
ppt课件
10
•工控机的分类
上架式工控机
壁挂式工控机
便携式计算机
嵌入式计算机
ppt课件
11
上架机箱IPC-810A/811A
• 结构形式：4U标准上架式 • 机箱尺寸：177mm(高)X482mm(宽)X452mm(深) • 驱动空间：三个3.5〞空间，二个5.25〞空间 • 标配/兼容底板：标配IPC-6113LP4，兼容所有14槽
底板
• 标配/兼容电源：PS2电源，兼容ST-300BKV • 结构特点：外观、结构形式经典，性价比好
ppt课件
12
上架机箱IPC-8421
• 结构形式：4U标准上架式 • 机箱尺寸：177mm(高)X482mm(宽)X529mm(深) • 驱动空间：九个3.5〞空间，二个5.25〞空间 • 标配/兼容底板：标配IPC-6114P12，兼容商用主板
商用机箱因成本关系用料一般， 面板多采用塑胶材料；
加工工艺方面，工控机因受量 的限制，多采用数控设备加工，加 工工序多、工艺复杂，成较高，商 用机箱大多采用模具化生产，成本 远远低于工控机
ppt课件
7
•工控机的热设计
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在普通使用环 境 下运行，灰尘和静电问题 并不突出， 但工控机多是在高温，粉尘环境下长时间 工作，因此，防尘、散热措施的好坏，直 接影响到工控机的可靠运行。
工控机基础知识讲解
ppt课件
1
工控机IPC(Industrial Personal Computer）其实就是一种加固的 增强型个人计算机(PC) ,它与个人计算同属IT产业,在架构上也基本 相同,都是以X86架构为主,在用户使用端也基本一样,相同的输入设备 （鼠标、键盘、扫描仪等）,相同的输出设备（显示器、打印机等）
数控机床基础知识课件 (PPT 44页)
6 ．数控电火花成形机床
数控电火花成形机床——利用两个不同极性的电极 在绝缘液体中产生放电现象，去除材料进而完成加工。
7．数控线切割机床
数控线切割机床——工作原理同电火花成形机床， 其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水。
§1－3 数控机床的加工特点
一、加工精度高 二、对加工对象的适应性强 三、自动化程度高 四、生产效率高 五、良好的经济效益 六、有利于现代化管理
在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，将测量的 实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较， 用比较的差值对机床进行控制，直至差值消除为止，使移动部 件按照实际需要的位移量运动。
工作台
直线位移 检测装置
指令值＋比较 放大 器 电闭环控制数控机床
在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角度检测 装置，通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移， 然后反馈到数控装置中去，与输入的指令位移值进行比较，用 比较的差值对机床进行控制。
1）工件旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。 2）刀具做旋转运动，分两种情况： Z坐标水平时，观察者 沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时， 观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。
Y坐标——在确定X、Z坐标的正方向后，按照右手直角 坐标系来确定Y坐标的方向。
主要有： 数控车床 数控铣床 加工中心
2．按伺服系统的特点分类
（1）开环控制数控机床 控制系统不带反馈装置。数控装置发出的脉冲指令通过
步进驱动电路，使步进电动机转过相应的步距角，再经过传 动系统带动工作台或刀架移动。
工作台
进给脉冲步进电动机 步进 驱动线路 电动机
（2）闭环控制数控机床
第一章-工控机介绍PPT课件
优点：
可以根据生产情况的变化，不断的改变给定 值，以达到实现最优控制的目的。而没有SCC的 模拟系统是不能及时根据监测信号改变给定值的。
9
D/A 反多路开关
管理命令
报告
计算机监管 给定值 测量值
DDC微型机
A/D
多路开关
检测元件
生产过程
图1-4 SCC+DDC控制系统原理图
10
工作原理：
本系统为两级计算机控制系统，一级为监督 控制级SCC，用来计算最佳给定值。直接数字控 制计算机（DDC）用来把给定值与测量值进行比 较，其偏差由DDC进行直接数字计算，然后经D/A 转换器和反多路开关分别控制各个执行机构进行 调节。
电压互感器 100V
电流互感器 5A
小电流
A/D 25
变送器：用来信号调理的电路，将传感器得到的 电信号变为统一的直流电流（0-20MA或 者4-20MA)或者直流电压（0-5V或者1-5V） 信号，这样的调理电路叫做变送器。
信号调理的原因： 来自传感器的信号通常是含有干扰噪声 的微弱信号。
信号调理的作用：
和对全部控制对象实施控制的一种结构。 优点：系统的整体性和协调性好。
缺点：对计算机的安全性和可靠性要求很高。 分类：（1）单回路调节器。
（2）PLC可编程控制器 （3）DAS数据采集器 （4）DDC直接数字控制器
（2）RAM 作用是存储操作数、运算数据、运算结果等。 为使控制数据不致因掉电而丢失，通常RAM 应加掉电保护装置。
23
2.过程通道 作用：过程通道是计算机和被控对象之间交换 数据的桥梁。 组成：（1）模拟量输入通道 （2）模拟量输出通道 （3）数字量输入通道 （4）数字量输出通道
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可以根据生产情况的变化，不断的改变给定 值，以达到实现最优控制的目的。而没有SCC的 模拟系统是不能及时根据监测信号改变给定值的。
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D/A 反多路开关
管理命令
报告
计算机监管 给定值 测量值
DDC微型机
A/D
多路开关
检测元件
生产过程
图1-4 SCC+DDC控制系统原理图
10
工作原理：
本系统为两级计算机控制系统，一级为监督 控制级SCC，用来计算最佳给定值。直接数字控 制计算机（DDC）用来把给定值与测量值进行比 较，其偏差由DDC进行直接数字计算，然后经D/A 转换器和反多路开关分别控制各个执行机构进行 调节。
电压互感器 100V
电流互感器 5A
小电流
A/D 25
变送器：用来信号调理的电路，将传感器得到的 电信号变为统一的直流电流（0-20MA或 者4-20MA)或者直流电压（0-5V或者1-5V） 信号，这样的调理电路叫做变送器。
信号调理的原因： 来自传感器的信号通常是含有干扰噪声 的微弱信号。
信号调理的作用：
和对全部控制对象实施控制的一种结构。 优点：系统的整体性和协调性好。
缺点：对计算机的安全性和可靠性要求很高。 分类：（1）单回路调节器。
（2）PLC可编程控制器 （3）DAS数据采集器 （4）DDC直接数字控制器
（2）RAM 作用是存储操作数、运算数据、运算结果等。 为使控制数据不致因掉电而丢失，通常RAM 应加掉电保护装置。
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2.过程通道 作用：过程通道是计算机和被控对象之间交换 数据的桥梁。 组成：（1）模拟量输入通道 （2）模拟量输出通道 （3）数字量输入通道 （4）数字量输出通道
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PLC基础知识大全PPT值得收藏
01PLC概述与基本原理ChapterPLC 定义发展历程国内外主要厂商030201PLC 定义及发展历程组成结构主要由CPU 、存储器、输入/输出接口、电源等部分组成。
工作原理采用循环扫描的工作方式，即按照用户程序存储器中存放的先后顺序逐条执行，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
编程语言主要有梯形图（LD ）、指令表（IL ）、功能块图（FBD ）、顺序功能图（SFC ）和结构化文本（ST ）五种编程语言。
PLC 工作原理及组成结构应用领域广泛应用于工业自动化控制领域，如机械制造、可靠性高采用大规模集成电路技术，具有很高的抗干编程简单功能强大易于维护性价比高PLC应用领域及优势特点02PLC硬件系统与选型Chapter0102西门子（Siemens）欧姆龙（Omron）三菱（Mitsubis…罗克韦尔（Rockwe…施耐德（Schneid…030405常见PLC品牌及型号介绍功能模块包括定位模块、计数模块、温度控制模块等，用于扩展的功能和应用范围。
实现间的数据交换和通信功能。
电源模块为PLC 源，通常采用冗余设计以提高系统可靠性。
CPU 模块负责逻辑运算、数据处理和通的核心部件。
I/O 模块连接外部设备并实现信号转换。
硬件组成与功能模块详解选型原则及实际应用案例考虑系统可扩展性和可维护性，选择具有开放性和标准接口的PLC产品。
了解不同品牌PLC产品的性能特点和价格差异，进行综合评估后做出选择。
03PLC软件编程与调试技巧Chapter编程语言类型及特点分析功能块图（FBD）指令表（IL）采用助记符表示操作功能，易于梯形图（LD）结构化文本（ST）采用高级语言编程，具有强大的数据处理能力。
顺序功能图（SFC）01020304选择合适的编程软件掌握编程技巧学习软件基本操作调试程序编程软件使用方法与技巧分享调试过程注意事项及常见问题解决方案确保安全检查硬件连接逐步调试记录问题寻求帮助04PLC通信网络与数据传输技术Chapter通信协议类型及特点分析现场总线协议以太网协议无线通信协议数据传输方式选择依据传输速度传输距离对实时性要求高的场合，应选择高速通信方式，如以太网或光纤通信。
《工业控制计算机》PPT课件
全长主板(PCI)
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23
工业控制计算机的主板
半长主板(Advantech PCI-7020)
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24
第三章 工业控制计算机
概述 工业控制计算机的组成及特点 工业控制计算机的主板 工业控制计算机的接口 工业组态软件 基于工控机的控制系统应用
ppt课件
25
工业控制计算机的接口
▪ 模拟量输入/输出(AI/AO) ▪ 数字量输入/输出(DI/DO) ▪ 计数/定时(C/T，Counter/Timer) ▪ 多功能(AI、AO、DI、DO、 Counter、Timer) ▪ 运动控制(Motion) ▪ 通信(Communication) ▪ 其他
第三章 工业控制计算机
概述
工业控制计算机的组成及特点
工业控制计算机的概念及特点
工业控制计算机的组成
工业控制计算机的总线结构
基于工业控制计算机的机电一体化系统
工业控制计算机的主板
工业控制计算机的接口
工业组态软件
基于工控机的控制系统应用
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9
工业控制计算机的概念及特点
▪ 概念
• 简称工控机(IPC，Industrial Personal Computer)，主 要用于工业过程测量、控制、数据采集等工作。以工控 机为核心的测量和控制系统，处理来自工业系统的输入 信号，再根据控制要求将处理结果输出到执行机构，去 控制生产过程，同时对生产进行监督和管理。
PCI-1780 + PCL-10168 + ADAM-3968
ppt课件
30
多功能(AI、AO、DI、DO、 Counter、Timer)
多功能数据采集卡(Advantech PCI-1716)
工业控制及自动化仪表基础知识(PPT47页)
68年GM公司提出10条技术指标在社会上公开招标，69 年DEC根据要求研制出第一台PLC并中标。
构成
按钮 辅助触点 限位开关 电源
可编程控制器
输 CPU模块 输
入
出
模
模
块
存储器
块
编程器
接触器 电磁阀 指示灯 电源
特点
可靠性高，抗干扰能力强 配套齐全，功能完善，适用性强 易学易用，深受工程技术人员欢迎 系统的设计、建造工作量小，维护方便，
常见的主令电器有：控制按钮、万能转换开 关、主令控制器、行程开关
保护电器和组合电器
熔断器：又称保险丝，起短路保护作用 自动开关：又称空开，有过载、短路、欠
压保护作用，可用于不频繁启动的电机控 制。
磁力启动器：是一种组合电器，由接触器、 隔离开关、熔断器、热继电器和按钮等组 合而成。 什么是隔离开关？
交流接触器
主回路分断和接通交流负载，控制线圈可以 是交流或直流，通常交流接触器的控制线圈为交流 线圈。
交流接触器分断交流负载，灭弧装置相对简 单，当使用交流线圈时线圈铁心象变压器一样为减 少涡流损耗由硅钢片叠压而成，由于线圈电磁力发 生波动，通常噪声较大。由于励磁电流与励磁线圈 的电抗相关，而电抗又与磁路的气隙大小有关，所 以接触面不平或污损将会增大励磁电流，增大接触 器温升甚至烧毁交流接触器。
继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两 部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以 接通或切断电路。
常用继电器种类
电压继电器 电流继电器 时间继电器 热继电器 中间继电器
主令电器
主令电器是按一定生产工艺要求发出控制命 令的操纵电器，用以闭合或断开接触器、继电器等 电器的线圈回路，以实现对生产机械的控制。在控 制电路中由于它是一种专门发布命令的电器，故称 为主令电器。不允许使用主令电器分合主回路。
构成
按钮 辅助触点 限位开关 电源
可编程控制器
输 CPU模块 输
入
出
模
模
块
存储器
块
编程器
接触器 电磁阀 指示灯 电源
特点
可靠性高，抗干扰能力强 配套齐全，功能完善，适用性强 易学易用，深受工程技术人员欢迎 系统的设计、建造工作量小，维护方便，
常见的主令电器有：控制按钮、万能转换开 关、主令控制器、行程开关
保护电器和组合电器
熔断器：又称保险丝，起短路保护作用 自动开关：又称空开，有过载、短路、欠
压保护作用，可用于不频繁启动的电机控 制。
磁力启动器：是一种组合电器，由接触器、 隔离开关、熔断器、热继电器和按钮等组 合而成。 什么是隔离开关？
交流接触器
主回路分断和接通交流负载，控制线圈可以 是交流或直流，通常交流接触器的控制线圈为交流 线圈。
交流接触器分断交流负载，灭弧装置相对简 单，当使用交流线圈时线圈铁心象变压器一样为减 少涡流损耗由硅钢片叠压而成，由于线圈电磁力发 生波动，通常噪声较大。由于励磁电流与励磁线圈 的电抗相关，而电抗又与磁路的气隙大小有关，所 以接触面不平或污损将会增大励磁电流，增大接触 器温升甚至烧毁交流接触器。
继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两 部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以 接通或切断电路。
常用继电器种类
电压继电器 电流继电器 时间继电器 热继电器 中间继电器
主令电器
主令电器是按一定生产工艺要求发出控制命 令的操纵电器，用以闭合或断开接触器、继电器等 电器的线圈回路，以实现对生产机械的控制。在控 制电路中由于它是一种专门发布命令的电器，故称 为主令电器。不允许使用主令电器分合主回路。
工业控制及自动化仪表基础知识PPT文档49页
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
工业控制及自动化仪表基础 知识
41பைடு நூலகம்实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
工业控制及自动化仪表基础 知识
41பைடு நூலகம்实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
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• • • • 结构形式：4U标准上架式 机箱尺寸：177mm(高)X482mm(宽)X452mm(深) 驱动空间：三个3.5〞空间，二个5.25〞空间 标配/兼容底板：标配IPC-6113LP4，兼容所有14槽 底板
• •
标配/兼容电源：PS2电源，兼容ST-300BKV 结构特点：外观、结构形式经典，性价比好
性能方面 材料、工艺方面 工控机的热设计 工控机的EMC设计 工控机的结构可靠性设计
•性能方面
早期的工控机就是一个质量好的PC。随着 时间的推移，用户使用环境的变化，工控机架 构逐渐演变成了现在这种底板加插卡的架构。 这种架构主要有如下的优点： 1。维护时间相对减少，维修更换零部件迅速 2。扩展性能增强，一块底板上可扩展多块用户 IO卡
上架机箱IPC-8206
• • 结构形式：2U标准上架式 机箱尺寸：88.2mm(高)X482mm(宽)X462mm(深)
•工控机的热设计
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在普通使用环 境 下运行，灰尘和静电问题 并不突出， 但工控机多是在高温，粉尘环境下长时间 工作，因此，防尘、散热措施的好坏，直 接影响到工控机的可靠运行。
工控机一般选用大风量风扇，前面配过 滤网，考虑 到过滤网和风扇必须经常清洗， 因此机箱上的风扇和过滤网都按易于更换、 易于维护的理念来设计；随着用户要求的 不断增高，处理器的功耗也日益增加。最 新的Intel 4核、8核处理器最大功耗在 100W以上，因此在一些高端工控产品中， 出现了水冷，热管等新的散热方式。
但时，二者在设计理念和使用环境上却截然不同
个人计算机的设计理念是追求更高的速度、更好的使用舒适度、
更好的用户体验………………
而工控电脑更多的是在恶劣的环境下使用，稳定,可靠,扩展性好,兼 容性好是对工控机的最基本要求；其次，对产品的易维护性、散热、防尘、 产品的生产、使用周期、甚至尺寸方面都有着严格的要求。因此在设计和 选择工控平台的时候，考虑更多的是机构的设计，其次才是对性能等因素 的考虑。
•工控机与个人计算机在外观上的比较
造型方正，色彩 单一稳重
外观时尚， 色彩明艳 以功能性接口为 主，扩展窗口少
以扩展窗 口为主
•工控机与个人计算机在内部结构上的比 较
底板+主板的架构， 扩展槽丰富
只有一块商用主 板，扩展槽少
通过以上比较，大家可以看出，工控机与个人计算机其 实并没有太大的差别，但为什么我们工控机的价格会成倍甚 至几十倍的高于个人计算机呢，原因主要体现在以下几个方 面：
•工控机的EMC设计
当我们使用电子设备的时候，就会形成电磁干扰。EMC （Electromagnetic compatibility电磁兼容性）现象在我们生活中随处可见， 例如我们在用电脑的时候，如果放在旁边的手机响了，手机的信号就会干扰电 脑，屏幕上就会出现水波纹。 什么是EMC呢？简单的说，就是在一个使用环境中，我们的机器不影响别 人机器的正常工作，别人的机器也干扰不到我们的机器正常工作。 无论工控机还是商用机，EMC设计中首先考虑的是板卡本 身的EMI（电磁干扰）设计，板卡本身在EMI方面的设计无法满 足EMC认证的要求时，机箱的EMC设计就变得重要起来了。 对付电磁辐射最好的方法就是用一个全密封的金属盒子把电 磁辐射体遮蔽起来。但是由于散热、外接扩展设备的因素，根 本无法做到严格密封的状态。机箱关于防止电磁泄漏/干扰的设 计有很多种，比如箱盖与箱体的接触面不喷油漆，开六角型通 风孔，在窄长缝上使用导电布、EMC弹片等 总之，不管工控机还是商用机对EMC设计都非常重视，商 用机更重视电磁辐射对人体的危害，工控机除了重视对人体危 害外，防止外界各种因素对工控机内部设备造成的干扰也是EMC 设计的一个要点 。
•工控机的结构可靠性设计
稳定,可靠是对工控机的最基本 要求，为了做到这一点，工控机都有 压条，减震垫等加固措施，图示4800 机箱，光压条就有三道，这在同行机 箱中都不多见，商用机对此几乎无任 何措施
驱动器减震垫
三道压条
•工控机的分类
壁挂式工控机 上架式工控机
便携式计算机
嵌入式计算机
上架机箱IPC-810A/811A
上架机箱IPC-8421
• • • • 结构形式：4U标准上架式 机箱尺寸：177mm(高)X482mm(宽)X529mm(深) 驱动空间：九个3.5〞空间，二个5.25〞空间 标配/兼容底板：标配IPC-6114P12，兼容商用主板
• •
标配/兼容电源：PS2，兼容ST-450PAM 结构特点：DVR行业专用机箱，散热性能好，驱动 空间多，两个5.25〞也可通过转接改为3.5〞，就 是说此款机箱最多有十一个3.5〞空间，
•材料、工艺方面
工控机机箱一般都采用全钢结 构设计，抗冲击、抗振动、抗电磁 干扰； 机箱的板材选料也比较讲究， 我司机箱大多选用南韩电解板，有 些机箱为了增强面板造型效果，还 会用到价格比较昂贵的铝板； 商用机箱因成本关系用料一般， 面板多采用塑胶材料； 加工工艺方面，工控机因受量 的限制，多采用数控设备加工，加 工工序多、工艺复杂，成较高，商 用机箱大多采用模具化生产，成本 远远低于工控机
工控机基础知识讲解
工控机IPC(Industrial Personal Computer）其实就是一种加固的 增强型个人计算机(PC) ,它与个人计算同属IT产业,在架构上也基本 相同,都是以X86架构为主,在用户使用端也基本一样,相同的输入设备 （鼠标、键盘、扫描仪等）,相同的输出设备（显示器、打印机等）
上架机箱IPC-8422
• • • 结构形式：4U标准上架式 机箱尺寸：177mm(高)X482mm(宽)X480mm(深) 驱动空间：二个5.25〞空间，一个3.5〞空间，标配一个抽拉硬 盘架，
•
• •
标配/兼容底板：标配IPC-6113LP4，兼容所有14槽底板
标配/兼容电源：PS2，兼容抽拉式电源、ST-350PAE 结构特点：LED屏，显示机器运行状态，前端可折装风扇结构， 方便维护使用，前置USB与PS/2接口，标配抽拉硬盘架，根据 客户要求，可配后端抽拉电源。
• •
标配/兼容电源：PS2电源，兼容ST-300BKV 结构特点：外观、结构形式经典，性价比好
性能方面 材料、工艺方面 工控机的热设计 工控机的EMC设计 工控机的结构可靠性设计
•性能方面
早期的工控机就是一个质量好的PC。随着 时间的推移，用户使用环境的变化，工控机架 构逐渐演变成了现在这种底板加插卡的架构。 这种架构主要有如下的优点： 1。维护时间相对减少，维修更换零部件迅速 2。扩展性能增强，一块底板上可扩展多块用户 IO卡
上架机箱IPC-8206
• • 结构形式：2U标准上架式 机箱尺寸：88.2mm(高)X482mm(宽)X462mm(深)
•工控机的热设计
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在普通使用环 境 下运行，灰尘和静电问题 并不突出， 但工控机多是在高温，粉尘环境下长时间 工作，因此，防尘、散热措施的好坏，直 接影响到工控机的可靠运行。
工控机一般选用大风量风扇，前面配过 滤网，考虑 到过滤网和风扇必须经常清洗， 因此机箱上的风扇和过滤网都按易于更换、 易于维护的理念来设计；随着用户要求的 不断增高，处理器的功耗也日益增加。最 新的Intel 4核、8核处理器最大功耗在 100W以上，因此在一些高端工控产品中， 出现了水冷，热管等新的散热方式。
但时，二者在设计理念和使用环境上却截然不同
个人计算机的设计理念是追求更高的速度、更好的使用舒适度、
更好的用户体验………………
而工控电脑更多的是在恶劣的环境下使用，稳定,可靠,扩展性好,兼 容性好是对工控机的最基本要求；其次，对产品的易维护性、散热、防尘、 产品的生产、使用周期、甚至尺寸方面都有着严格的要求。因此在设计和 选择工控平台的时候，考虑更多的是机构的设计，其次才是对性能等因素 的考虑。
•工控机与个人计算机在外观上的比较
造型方正，色彩 单一稳重
外观时尚， 色彩明艳 以功能性接口为 主，扩展窗口少
以扩展窗 口为主
•工控机与个人计算机在内部结构上的比 较
底板+主板的架构， 扩展槽丰富
只有一块商用主 板，扩展槽少
通过以上比较，大家可以看出，工控机与个人计算机其 实并没有太大的差别，但为什么我们工控机的价格会成倍甚 至几十倍的高于个人计算机呢，原因主要体现在以下几个方 面：
•工控机的EMC设计
当我们使用电子设备的时候，就会形成电磁干扰。EMC （Electromagnetic compatibility电磁兼容性）现象在我们生活中随处可见， 例如我们在用电脑的时候，如果放在旁边的手机响了，手机的信号就会干扰电 脑，屏幕上就会出现水波纹。 什么是EMC呢？简单的说，就是在一个使用环境中，我们的机器不影响别 人机器的正常工作，别人的机器也干扰不到我们的机器正常工作。 无论工控机还是商用机，EMC设计中首先考虑的是板卡本 身的EMI（电磁干扰）设计，板卡本身在EMI方面的设计无法满 足EMC认证的要求时，机箱的EMC设计就变得重要起来了。 对付电磁辐射最好的方法就是用一个全密封的金属盒子把电 磁辐射体遮蔽起来。但是由于散热、外接扩展设备的因素，根 本无法做到严格密封的状态。机箱关于防止电磁泄漏/干扰的设 计有很多种，比如箱盖与箱体的接触面不喷油漆，开六角型通 风孔，在窄长缝上使用导电布、EMC弹片等 总之，不管工控机还是商用机对EMC设计都非常重视，商 用机更重视电磁辐射对人体的危害，工控机除了重视对人体危 害外，防止外界各种因素对工控机内部设备造成的干扰也是EMC 设计的一个要点 。
•工控机的结构可靠性设计
稳定,可靠是对工控机的最基本 要求，为了做到这一点，工控机都有 压条，减震垫等加固措施，图示4800 机箱，光压条就有三道，这在同行机 箱中都不多见，商用机对此几乎无任 何措施
驱动器减震垫
三道压条
•工控机的分类
壁挂式工控机 上架式工控机
便携式计算机
嵌入式计算机
上架机箱IPC-810A/811A
上架机箱IPC-8421
• • • • 结构形式：4U标准上架式 机箱尺寸：177mm(高)X482mm(宽)X529mm(深) 驱动空间：九个3.5〞空间，二个5.25〞空间 标配/兼容底板：标配IPC-6114P12，兼容商用主板
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标配/兼容电源：PS2，兼容ST-450PAM 结构特点：DVR行业专用机箱，散热性能好，驱动 空间多，两个5.25〞也可通过转接改为3.5〞，就 是说此款机箱最多有十一个3.5〞空间，
•材料、工艺方面
工控机机箱一般都采用全钢结 构设计，抗冲击、抗振动、抗电磁 干扰； 机箱的板材选料也比较讲究， 我司机箱大多选用南韩电解板，有 些机箱为了增强面板造型效果，还 会用到价格比较昂贵的铝板； 商用机箱因成本关系用料一般， 面板多采用塑胶材料； 加工工艺方面，工控机因受量 的限制，多采用数控设备加工，加 工工序多、工艺复杂，成较高，商 用机箱大多采用模具化生产，成本 远远低于工控机
工控机基础知识讲解
工控机IPC(Industrial Personal Computer）其实就是一种加固的 增强型个人计算机(PC) ,它与个人计算同属IT产业,在架构上也基本 相同,都是以X86架构为主,在用户使用端也基本一样,相同的输入设备 （鼠标、键盘、扫描仪等）,相同的输出设备（显示器、打印机等）
上架机箱IPC-8422
• • • 结构形式：4U标准上架式 机箱尺寸：177mm(高)X482mm(宽)X480mm(深) 驱动空间：二个5.25〞空间，一个3.5〞空间，标配一个抽拉硬 盘架，
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标配/兼容底板：标配IPC-6113LP4，兼容所有14槽底板
标配/兼容电源：PS2，兼容抽拉式电源、ST-350PAE 结构特点：LED屏，显示机器运行状态，前端可折装风扇结构， 方便维护使用，前置USB与PS/2接口，标配抽拉硬盘架，根据 客户要求，可配后端抽拉电源。