工业控制计算机
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。
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是指用于工业自动化控制系统中的计算机设备，它能够实现对生产过程的监控、调节和控制。
在工业生产中，工业控制计算机扮演着至关重要的角色，它不仅可以提高生产效率，还可以保证产品质量和安全生产。
因此，制定和遵循工业控制计算机标准显得尤为重要。
首先，工业控制计算机标准需要明确规定其硬件和软件的要求。
在硬件方面，需要规定计算机的性能指标，如处理器类型、主频、内存容量、存储设备等，以及对环境适应能力的要求，如抗振动、抗干扰能力等。
在软件方面，需要规定操作系统的选择和版本要求，以及对控制软件的要求，如稳定性、实时性等。
通过明确硬件和软件要求，可以保证工业控制计算机的稳定可靠性。
其次，工业控制计算机标准需要规定通信接口和网络要求。
工业控制系统通常需要与各种传感器、执行器和其他设备进行数据交换和控制指令传输，因此通信接口的选择和规范十分重要。
同时，随着工业互联网的发展，工业控制计算机通常需要连接到企业内部网络或者互联网，因此需要规定网络安全、数据传输稳定性等要求，以保证信息安全和系统稳定运行。
另外，工业控制计算机标准还需要规定系统可靠性和安全性要求。
工业生产中往往涉及到重大安全风险，因此工业控制计算机的可靠性和安全性至关重要。
标准需要规定系统的故障诊断和容错能力，以及对数据备份和恢复的要求，以保证系统在出现故障时能够快速恢复。
同时，还需要规定系统的安全防护措施，如访问控制、身份认证、数据加密等，以保证系统不受恶意攻击和非法访问。
最后，工业控制计算机标准需要规定系统的维护和管理要求。
工业控制计算机通常需要长时间稳定运行，因此需要规定系统的维护周期和方法，以及对系统更新和升级的要求。
同时，还需要规定系统的日志记录和追踪功能，以便对系统运行情况进行监控和分析。
总之，工业控制计算机标准的制定对于保障工业生产的安全和稳定至关重要。
只有制定了科学合理的标准，并严格遵循执行，才能够保证工业控制计算机在工业生产中发挥最大的作用，实现生产的高效、安全和可靠运行。
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。
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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。
工业控制计算机网络技术发展与应用
工业控制计算机网络技术发展与应用在当今高度工业化和信息化的时代，工业控制计算机网络技术正以前所未有的速度发展，并在各个领域得到了广泛的应用。
它不仅改变了传统工业生产的模式，还极大地提高了生产效率和质量，为企业带来了显著的经济效益和竞争优势。
工业控制计算机网络技术的发展历程可以追溯到上世纪六十年代。
当时，计算机技术刚刚兴起，人们开始尝试将其应用于工业控制领域。
早期的工业控制系统主要采用集中式控制方式，即由一台大型计算机对整个生产过程进行控制。
这种方式虽然在一定程度上提高了生产效率，但由于计算机的可靠性和稳定性不足，以及系统的灵活性和扩展性较差，很快就无法满足工业生产的需求。
随着计算机技术和通信技术的不断发展，分布式控制系统逐渐取代了集中式控制系统。
分布式控制系统采用多台计算机分别对生产过程中的不同环节进行控制，通过网络将这些计算机连接起来，实现数据的共享和协同工作。
这种方式不仅提高了系统的可靠性和稳定性，还增强了系统的灵活性和扩展性，使得工业控制系统能够更好地适应复杂多变的生产环境。
进入二十一世纪以来，工业控制计算机网络技术更是取得了长足的进步。
以太网技术的引入使得工业控制系统的通信速度和带宽得到了极大的提升，为实现实时控制和大数据传输提供了有力的支持。
同时，无线通信技术的发展也为工业控制带来了新的机遇。
无线传感器网络、蓝牙技术和 WiFi 技术等在工业现场的应用，使得工业控制系统的布线更加简洁，安装和维护更加方便，同时也提高了系统的灵活性和可移动性。
在工业控制计算机网络技术的发展过程中，相关的标准和协议也不断完善。
OPC（OLE for Process Control）技术的出现，实现了不同厂家设备之间的数据交换和互操作，大大降低了系统集成的难度和成本。
此外，IEC 61158、IEC 61784 等国际标准的制定，为工业控制网络的通信协议和接口规范提供了统一的标准，促进了工业控制网络技术的国际化和规范化发展。
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。
工业控制计算机组成
04 安全与可靠性
硬件安全
物理安全
保护工业控制计算机的物 理环境，包括温度、湿度、 灰尘等，确保硬件设备正 常运行。
防雷击和电磁干扰
工业控制计算机应具备防 雷击和电磁干扰的能力， 以应对自然灾害和电磁干 扰的影响。
度。
ROM用于存储固件和操作系 统，具有只读和不易失的特点
。
输入输出设备
输入输出设备是工业控制计算机中用于与外部设备进行 通信的部件。
输入输出设备的选择需根据工业控制计算机的实际应用 需求进行选择，如接口类型、传输速率等。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏等，输出设备 包括显示器、打印机等。
输入输出设备的稳定性和可靠性对于工业控制计算机的 连续运行至关重要。
加密存储和通信
对重要数据进行加密存储 和通信，防止数据泄露和 被篡改。
软件安全
访问控制
实施严格的访问控制策略，限制对工 业控制计算机的访问权限，防止未经 授权的访问。
安全审计
病毒防护
安装可靠的病毒防护软件，定期更新 病毒库，防止病毒入侵。
定期进行安全审计，检查系统日志和 事件记录，发现潜在的安全风险。
CPU的散热设计也是关键因素，良好 的散热系统能够保证CPU的稳定运行。
存储器
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存储器是工业控制计算机中用 于存储数据和程序的部件。
常见的存储器类型包括随机存 取存储器（RAM）和只读存储
器（ROM）。
RAM用于存储运行中的数据 和程序，其大小决定了工业控 制计算机的处理能力和运行速
工业级工控机的参数指标
工业级工控机的参数指标摘要：1.工业级工控机的定义与分类2.工业级工控机的主要性能指标3.工业级工控机的优势与应用场景正文：一、工业级工控机的定义与分类工业级工控机，即工业控制计算机，是一种应用于工业生产过程中的计算机系统。
根据其性能和功能的不同，工业级工控机可分为以下几类：1.嵌入式工控机：嵌入式工控机是一种高性能、紧凑型的计算机，适用于对实时性要求较高的工业控制场景。
2.便携式工控机：便携式工控机具有轻便、易携带的特点，适用于现场检测、数据采集等移动性强的工业应用。
3.台式工控机：台式工控机具有较高的性能和扩展性，适用于对计算能力要求较高的工业控制任务。
4.机架式工控机：机架式工控机具有较高的集成度和稳定性，适用于大型工业控制系统的集中控制和管理。
二、工业级工控机的主要性能指标工业级工控机的性能指标主要包括以下几个方面：1.可靠性：工业级工控机需要具备稳定可靠的性能，能够长时间稳定运行，适应恶劣的工作环境。
2.实时性：工业级工控机对实时性要求较高，能够快速响应外部设备和系统的请求，确保工业控制的准确性和及时性。
3.扩展性：工业级工控机应具备良好的扩展性，能够支持多种外部设备和接口，满足不同工业应用场景的需求。
4.兼容性：工业级工控机需要具备较强的兼容性，能够兼容不同厂商和型号的设备和软件，便于工业控制系统的集成和维护。
5.散热性能：工业级工控机应具备良好的散热性能，能够有效保障系统在高温、高湿等恶劣环境下的稳定运行。
三、工业级工控机的优势与应用场景工业级工控机相较于普通计算机具有以下优势：1.更高的稳定性和可靠性，能够满足工业生产对计算机设备的严苛要求。
2.更强的实时性和扩展性，能够满足不同工业应用场景的需求。
3.更好的兼容性和散热性能，便于工业控制系统的集成和维护。
工业控制计算机的特点是什么
一、工业控制计算机的特点是什么工业控制计算机是用于工业控制现场的计算机，简称工控机，能处理来自检测传感器的输入信息，并把处理结果输出到执行机构去控制生产过程，同时可对生产进行监督、管理，工控机的特点主要有：1、实时性工控机的计算机控制系统能在限定的时间内对外来事件作出反应，满足实时控制要求，从信息采集到生产设备受到控制作用的时间较短，并且系统能实时地监视现场的各种工艺参数，并进行在线修正，对紧急事故能及时处理。
2、高可靠性工业控制计算机通常控制着工业过程的运行，如果可靠性不佳，运行时容易发生故障，又没有相应的冗余措施，会给工业生产带来较大的危害，轻则使生产停顿，重则可能产生灾难性的后果。
很多生产过程是日夜不停地连续运转，因此要求与这些过程相连的工业控制机也必须无故障地连续运行，实现对生产过程的正确控制。
3、硬件配置的可装配可扩充性工业控制计算机的使用场合干差万别，系统性能、容量要求、处理速度等都不一样，特别是与现场相联接的外围设备的接口种类、数量等有很大的差别，因此要求采用模块化设计方法，具有硬件配置的可装配可扩充性。
4、可维护性工业控制计算机应有很好的可维护性，要求系统的结构设计合理，便于维修，系统使用的板级产品一致性好，更换模板后，系统的运行状态和精度不受影响；软件和硬件的诊断功能强，在系统出现故障时，能快速准确地定位。
另外，模块化模板上的信号应加上隔离措施，保证发生故障时故障不会扩散等。
二、工控机有什么缺点工控机是专门为工业现场而设计的计算机，具有专业化的特点，在工业领域应用广泛，不过工控机也存在一定的劣势，工控机的缺点主要是：1、配置硬盘容量小，且存储选择性小，在需要大容量储存的工业领域显得有些捉襟见肘。
2、数据安全性较低，数据处理能力也相对较差。
3、价格较高，同层次的工控机在价格上要比普通计算机偏贵，不过一般也不会相差太多。
什么是工控机,与普通电脑有什么区别
什么是工控机，与普通电脑有什么区别简单的说：工控机比普通电脑的稳定性好，如ATM中就常使用工控机。
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。
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。
lPC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。
适用领域：目前，IPC已被广泛应用于工业及人们生活的方方面面。
例如：控制现场、路桥收费、医疗、环保、通讯、智能交通、监控、语音、排队机、POS、数控机床、加油机、金融、石化、物探、野外便携、环保、军工、电力、铁路、高速公路、航天、地铁等等。
工控机特点：工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机，而工业现场一般具有强烈的震动，灰尘特别多，另有很高的电磁场力干扰等特点，且一般工厂均是连续作业即一年中一般没有休息。
因此，工控机与普通计算机相比必须具有以下特点：1）机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防冲击的能力。
2）机箱内有专用底板，底板上有PCI和ISA插槽。
3）机箱内有专门电源，电源有较强的抗干扰能力。
4）要求具有连续长时间工作能力。
5) 一般采用便于安装的标准机箱（4U标准机箱较为常见）注：除了以上的特点外，其余基本相同。
另外，由于以上的专业特点，同层次的工控机在价格上要比普通计算机偏贵，但一般不会相差太多。
目前工控机的劣势：尽管工控机与普通的商用计算机机相比，具有得天独厚的优势，但其劣势也是非常明显的--数据处理能力差，具体如下：1) 配置硬盘容量小；2) 数据安全性低；3) 存储选择性小。
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。
工业控制计算机组成
4.1 工业控制计算机及发展演变
4.1.1 工业控制计算机的组成结构及特点
工业控制计算机是为满足工业应用领域而发展起来的。 要求:系统实时性好，可靠性高，输入输出模板配套好， 系统通信功能强几系统开放性与扩充性好。
1.工业控制计算机的硬件组成,如图4.1。
硬件包括主机板(CPU、RAM、ROM)、内部总 线和外部总线、人机接口、系统支持板、磁盘系 统、通信接口、输入输出通道。 2.工业控制计算机的硬件组成
开中断 键盘命令处理
显示处理
图4.36 程序主要结构
中断服务开始 计数
T=1S ? 读计数器值 重置计数器 计算流量 PID运算 输出控制量
结束
工控机 RS232 Adam4520 RS485
1# Adam4018 2# Adam4018 … 6# Adam4018
…
1
6
…
77
147 计算机分布式温度检测系统硬件构成
4.2.2.3智能通用I／O单元——UIO板 UIO－CPU的主要指标 主要硬件说明
4.2.3工业控制系统中的人-机接口技术
人-机接口，是指显示技术、打印技术和输入技术三 个方面的问题。
1 显示技术
常用的显示技术有指示灯方式、LED方式、LCD（液 晶显示）方式、模拟屏显示方式、图形显示方式， 以及新型薄膜晶体管TFT方式。
– 2 PLC及其网络是现代工业自动化的支柱 ●PLC集三电于一体 ●PLC网络的性能价格比高
4.3.2 PLC产品概览
4.3.2.1 PLC的几种流派
PLC产品按地域大体可以分成三个流派：
●美国产品 ●欧洲产品 ●日本产品
4.3.2.2 三种流派的三类代表产品
工业控制计算机的特点
工控制计算机的特点工业控制用计算机是和生产过程直接相连接，对生产过程进行实时控制的计算机。
因此与通用计算机、办公室使用的PC相比，在运行环境、硬件构成、软件配置等方面都有不同的要求。
工业控制计算机突出的特点是:1.耐工业现场环境所谓工业环境，它包括温度、振动、冲击、尘埃及腐蚀等因素。
当今的工业PC，即与PC兼容的工控机(IPC)在结构、通风、模板安装加固及元器件选型等方面，都定位于更高的可靠性标准。
IPC主机板的平均无故障运行时间或平均故障间隔时间(MTBF)已达10万h以上。
2.实时性实时性常用“系统响应时间”来衡量，即当一个外部事件发生，系统能在多少时间内响应事件。
生产过程要求控制计算机在规定的时间内对被控对象完成所要求的任务。
生产过程中有些信号变化频率非常快，要求计算机系统在几毫秒甚至若干微秒内采集到一个事件信号或数据，并记录保存它。
某些重要的状态如发生突变，表明有事故发生，也要求计算机系统在几毫秒内发出相应的控制信号，并记录当时时间及相关量的状态或数值，以便于事故的分析等。
计算机系统的实时性，一方面与CPU的性能与指令有关，更主要取决于操作系统对程序运行的调度方法。
因此，实时性强的工业控制计算机多采用实时操作系统。
3.丰富的过程输人输出生产过程的大量信息是通过各种各样的仪表、传感器等输人到控制计算机，由计算机作出决策及将控制信息输出到各类执行机构。
因此，和一般用于办公或管理的计算机不同，除人机接口、常规的各种外部设备外，过程输人输出设备是控制计算机必不可少的，是控制系统的重要组成部分。
过程输入输出设备包括开关量、数字量、模拟量及脉冲计数等特殊功能接口。
在组成计算机控制系统时，需要在部件与部件之间进行连接与通信，经常采用的是总线方式。
所谓“总线”，是指某种设计标准和工艺标准。
技术设计标准是约定信号名称、电平等级、负载能力及连接原则;工艺标准是指结构尺寸，布线次序，印制电路或连接器的使用方法、引出线数目、用途及名称等，以及兼容使用的范围。
课件：第七章 工业控制计算机简介
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三、工业控制机的分类
广义而言，工业控制机的类型较多，主要有IPC工控机、 PLC可编程控制器、专用控制机以及其他类型的工控机，如单 回路或多回路智能控制器等。
由依赖于某种标准总线，按工业标准化设计出的主机板和 各种I/O模板等组成的，用于工业控制等目的的计算机称为总 线式工控机。总线控制机可按照使用的总线来分类，可分为
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7.4 IPC的基本组成
一、加固型的工业机箱
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二、工业电源 三、一体化主扳
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四、无源母板
五、其他部件硬盘、键盘和显示等。共18页15
7.5 可编程控制器PLC
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7.6 单 片 机
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7.7 数字控制器
数字控制器(Single Strategy Controller，SSC)是 一种以微处理器或单片微型计算机为核心，能完成生产过程 1~4个回路直接数字控制任务的数字控制仪表，有时也称为 智能控制器。一般具有RS-485数字通信接口，除了在控制 系统中作为常规的单机控制器使用外，在工业控制中还可以 与上位机一起使用构成计算机监督控制系统。其结构原理如 图2.11所示。可以使用组态软件对其进行编程。
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作业：
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芯片内部、芯片之间、板级(机箱内总线)之间、设备间以 及系统间都有信息要通过总线进行传送。
二、总线的类别
1、总线分类方法
•按照信息传送方式来分； •按应用的场合来分； •按总线的作用域来分； •按标准化程度来分； •按内外差别来分。
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2、计算机内部总线组成
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汽车轴重与总重量测试
• 检测汽车各轴轴重与总重量，为制动力检 测作准备，使用轴重测试仪测量，每次测 量一个轴的重量。
制动力检测
• 检测汽车各个车轮的制动力和手制动力，判 定汽车制动性能是否合格，使用制动试验台 测试，每次测量一个轴上的两个车轮的制动 力。
汽车安全检测线的布局（平面图）
自动测控系统硬件的构成与实现
工业工作站
• 这是一种将IPC主机、显示器、操作面 板集为一体的IPC机。主机采用主流CPU。 显示器可采用一般的14～20英寸彩色CRT 显示器，也可采用LCD显示器。操作面板 为操作式键盘。采用19英寸架装结构，工 业工作站具有很强的信息处理能力和大量 的I/O扩展槽。可以作为中小型控制系统的 工作站或主机。
• 传统工业PC不能对系统中的外围设备板上提供可 靠而安全的支持，插于其中的板卡只固定于一点。 卡的顶端和底部也没有导轨支持，因此卡与槽的连 接处也容易在震动中接触不良。 • CompactPCI卡牢牢地固定在机箱上，顶端和底部 均有导轨支持。前面板紧固装置将前面板与周围的 机架安全地固定在一起。卡与槽的连接部分通过针 孔连接器紧密地连接。由于卡的四面均将其牢牢地 固定地其位置上，因此即使在剧烈的冲击和振动场 合也能保证持久连接而不会接触不良。
汽车安全性能检测的项目 • • • • • • • (1) 汽车尾气排放量检测 (2) 车速表精度检测 (3) 前照灯性能检测 (4) 喇叭声级 (5) 侧滑量检测 (6) 汽车轴重与总重量测试 (7) 制动力检测
汽车尾气排放量检测
• 检测汽车尾气中有毒物质的排放浓度，使 用排放分析仪检测；通常汽油车检测 CO和 HC的含量，柴油车检测烟度。
巡回检测和数据处理 顺序控制和数值控制 操作指导 直接数字控制 监督控制 工厂管理或调度
任务二 了解工业控制计算机的构成
工业控制计 算机
a
b
c
人机接口
主机
过程接口
任务三 了解工业控制计算机的种类
1. 加固型工业控制计算机 2. 面板式工业控制机 3. 工业工作站 4. Compact PCI 工业控制计算机
CompactPCI与传统工业PC对比， 具有以下几个特性
• 维护性 • 抗震性 • 通风性
• 从传统工业PC系统上更换一块板卡常常是相当耗时的；用户 需松开并移去机箱盖，从板卡上断开所有连接，换卡，重新 连线，重新上机箱盖。由于板卡与外围设备之间可能会有一 些内部连接电缆。而换卡时必须将这些连线断开，因此这一 过程是很容易出错的。所以在维护性方面，传统工业PC系统 无法做到像CompactPCI系统这样简洁而高效。 • 另一方面，CompactPCI设计为可以从前面板拔插板卡。更换 CompactPCI板卡非常简单，无需拆下机箱盖。此外，如果 I/O接线都是通过后面板时，前面CompactPCI板卡上没有任 何连线，更换板卡非常快捷简便，维护时间将会大大缩短。 • CompactPCI支持热插拔技术，即不用关闭计算机系统电源来 插拔或更换计算机配件，支持热切换。
CompactPCI 工业控制计算机
• CompactPCI是compact peripheral component interconnect 的英文缩写，意思是“坚实的PCI”。 简单地说，CompactPCI是PCI总线的电气和软件 标准加欧式卡的工业组装标准，它是当今最新的 一种工业计算机标准。
任务四 工业控制机应用举例
全自动汽车安全性能检测线测控系统
全自动汽车安全性能检测线测控系统
– 1. 应用背景 – 2. 汽车安全性能检测的项目 – 3. 汽车安全检测线的布局 – 4. 自动测控系统硬件的构成与实现 – 5. 自动测控系统软件的构成
应用背景
• 目前我国汽车安全性能检测实行定期检测， 过去对机动车的安全检测基本采用眼看、 耳听、手摸等人工经验判断的方法。近十 余年以来，已经实现了汽车安全检测的仪 器化。而采用计算机、智能化仪器仪表和 网络技术研制、推广先进的汽车安全检测 系统，可以大大地提高检测精度和准确性， 并能有效地降低检测时间和检测人员的劳 动强度。
典型产品为研华公司的6xx系列产品
IPC-610
全钢结构的机箱满足EIA RS-310C 19”架 装标准。它能安装多款14槽ISA或PCI总线无源 底板和多款工业电源，构成多款IPC系统。 突 出的特点是防尘、抗震、抗冲击，并能适应工 业环境下很宽的温度变化要求。机箱前面板上 带防尘网的风扇向箱体内吹风，使箱体内产生 正压用以防尘。机箱的前门带锁，可防止电源 开关、复位开关等被误操作，增加了安全性。
加固型工业控制计算机
• 目前流行的一般工业控制计算机多采用全钢标准 机架机箱，基本配置与一般PC机相同，芯片采用 工业级芯片，采用无源母板和ALL—IN—ONE主 板，留有多个槽口供插入各类I／O模扳作扩展之 用，选用工业级抗干扰电源，机箱带防震夹，采 用半导体虚拟存储器磁盘卡和加保护膜的键盘。 这些结构上的改造提高了工业控制计算机对工业 现场环境的适应性。但就其本质而言还只是一般 PC机的改良型，还必须在可靠性，抗干扰能力及 模板设计等方面采取新的措施。
IPC-6xx系列产品外形
冷却系统
内部结构
驱动器安装架
外形尺寸
ISA总线无源底板
ISA+PCI总线无源底板
CPU卡
面板式工业控制机(Panel Computer)
• 这是一种紧凑型的工业控制机。它是一种 将主机、显示器(触模式屏幕，可代替键盘)、 电源、软盘驱动器和串行接口集中在一起 的一体化工业控制机，具有体积小巧、重 量轻的特点。显示器为超薄型显示器。彩 色显示器有TFT型及STN型。单色显示器有 LCD和EL型之分。这种紧凑型工业控制机 非常适合于应用在对计算机系统体积要求 比较高的机电一体化系统中。
车辆位置与检测设备的监测和控制
• 在自动检测线中，车辆位置与检测设备的监测 和控制是保证自动检测线按正确逻辑运作的关键。 • 监测汽车在检测线上位置的传感器采用用高质 量远红外光电开关；根据各个光电传感器的输出 状态判断车辆的位置。 • 控制车速表试验台和制动试验台举升器升降及 电机起停，采用开关量输出信号，通过控制继电 器和交流接触器来实现控制，开关量的输入输出 由插在2#和3#计算机扩展槽内的数字量输入输出 接口卡提供。
2.7 工业控制计算机
知识与能力目标 1 2 3 4
了解工业控制计算机的功能
了解工业控制计算机的构成 了解常用的工业控制计算机
了解工业控制计算机的应用
任务一 了解工业控制计算机的功能
工业控制计算机是用于实现工
业生产过程控制和管理的计算机，又 称为过程计算机。是自动化技术工具 中最重要的设备。
任务一 了解工业控制计算机的功能
计算机
采用3台工业控制计算机，每台计算机 配有10/100M的网卡，采用总线型或星形 拓扑结构将三台计算机联网。三台计算机 编号为1#、2#、3#，分别完成对应的3个 功能区的工作。
数据采集系统 • 数据采集是保证检测数据准确性的关键。
• 信号从各传感器直接引出，这样可增加系统的 可靠性，即使设备其他部分发生故障，系统也不致 停顿。2#、3#控制工作站扩展槽各插有一块具有 12位A/D的模拟量接口模板； • 信号的调理：将模拟信号转换成数字信号，首 先要对传感器信号进行预处理，使各传感器信号转 换为统一的0~+5V的数字滤波相结合的方法消除干扰，模拟滤波主要滤 掉50Hz的交流干扰，数字滤波则消除尖峰干扰， 使过程曲线平滑，采用防脉冲干扰复合滤波法 。
检测指示装置
• 为了给试车员提供指示，检测线用高亮度LED发 光块组成显示灯牌，指挥司机的操作并实时显示 检测数据。LED显示牌采用8031单片机控制，为 了加快实时显示速度，命令及数字字模都固化在 EPROM中。 LED显示牌由RS-232口接收主机发 出的命令代码。 • 通常采用2~3块显示牌。
• 传统的工业PC机箱内空气流动不畅，不能有效散 热，空气流通为无源底板，板卡支架和磁盘驱动器 所阻塞。冷空气不能在所有板卡间循环流动，热空 气也不能立刻排出机箱外。电子设备和电路板可能 会因这些冷却问题而损坏，导致电路板变形，断线 以及元件寿命缩短等。CompactPCI系统为系统中 所有的发热板卡提供了顺畅的散热路径。冷空气可 以随意在板卡间流动，并将热量带走。集成在板卡 底部的风扇系统也加速了散热过程。由于良好的机 械设计带来通畅的散热路径，CompactPCI系统极 少出现散热方面的问题。
局域网(以太网) 打印机 3#机 A/D卡 I/O卡 LED显示牌 2#机 A/D卡 LED显示牌
1#机
I/O卡
RS-232C
信号调理箱
信号调理箱
制 动 试 验 台
轴 重 试 验 台
侧 滑 试 验 台
声 级 计
灯 光 测 试 仪
排 放 测 试 仪
车 速 表 试 验 台
系统硬件构成
• (1) 检测功能划分 • (2) 系统硬件配置
– 计算机、数据采集系统、车辆位置与检测设备的 监测和控制、检测指示装置
• (3) 系统硬件构成图
检测功能划分
• 将检测功能与设备划分成三个区：
– 1区：负责车辆信息登记； – 2区：包括排放、车速、灯光、喇叭、侧滑检 测； – 3区：包括轴重、制动力检测和检测结果打印， 数据库管理。
车速表精度检测
• 检测汽车车速表指示精度，使用车速表试 验台检测。
前照灯性能检测
• 检测汽车前照灯亮度、 光轴偏移角等参数， 通常使用自动式汽车 前照灯测试仪检测， 分左右灯检测；
喇叭声级
• 检测汽车喇叭声音的 大小，采用声级计检 测；
– 90~115dB(A)
侧滑量检测
• 检测汽车前轮的侧滑量大小，采用侧滑试验台检 测。