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即是工業(yè)控制，或者是工廠自動(dòng)化控制。主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)，電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。
作用
工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀(jì)80年代初，隨著改革開放的春風(fēng)，國外先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“PLC，變頻器，伺服電機(jī)，工控機(jī)”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推動(dòng)了中國的制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，為中國現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。
工控主要核心領(lǐng)域是在大型電站，航空航天，水壩建造，工業(yè)溫控加熱，陶瓷領(lǐng)域等且在這些領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。
例如：電站電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控需要采集大量的數(shù)據(jù)值，并進(jìn)行綜合處理，工控技術(shù)的介入方便了大量信息的處理。
工控出現(xiàn)完善了制造業(yè)和建造業(yè)的安全和精準(zhǔn)，解決原本需要的溫度、壓力、氣體流量、液體流量等工業(yè)需要。將原本需要半自動(dòng)化與手動(dòng)化工作演變?yōu)樽詣?dòng)化進(jìn)行，包括常見的空氣開關(guān)、壓力變送器、流量表等。
工控工作原理：比如空氣開關(guān)的功率控制，當(dāng)使用電器其功率過大，內(nèi)部機(jī)械原理開始運(yùn)行導(dǎo)致開關(guān)自動(dòng)斷開，以此保障工業(yè)或建筑安全用電和準(zhǔn)確尋找短路源。
工控，即工業(yè)自動(dòng)化控制，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。具體來說，工控的作用可以歸納為以下幾個(gè)方面：
一、提高生產(chǎn)效率與自動(dòng)化水平
自動(dòng)化控制：工控系統(tǒng)通過預(yù)設(shè)的程序和算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的精確控制，使生產(chǎn)過程高度自動(dòng)化。這不僅減少了人工干預(yù)，還提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，在汽車制造、電子制造等行業(yè)中，工控機(jī)作為生產(chǎn)線的大腦，精確監(jiān)控和控制各個(gè)工序的運(yùn)行，確保生產(chǎn)線的流暢和高效。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控：工控系統(tǒng)能夠連接各種傳感器和檢測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、壓力、流量、速度等參數(shù)數(shù)據(jù)，并通過監(jiān)控軟件以圖形化界面展示生產(chǎn)狀況，使操作人員能夠直觀了解生產(chǎn)情況并及時(shí)作出調(diào)整。
二、優(yōu)化生產(chǎn)流程與決策支持
數(shù)據(jù)處理與分析：工控系統(tǒng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，可以對(duì)采集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和存儲(chǔ)。通過數(shù)據(jù)挖掘和算法分析，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和趨勢(shì)，為生產(chǎn)優(yōu)化和決策提供支持。例如，企業(yè)可以利用工控系統(tǒng)分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的瓶頸問題，從而采取針對(duì)性措施加以解決。
生產(chǎn)報(bào)表與統(tǒng)計(jì)：工控系統(tǒng)能夠生成各種生產(chǎn)報(bào)表和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)全面了解生產(chǎn)情況，優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃和資源配置。
三、保障生產(chǎn)安全與穩(wěn)定性
安全防護(hù)功能：工控系統(tǒng)具備強(qiáng)大的安全防護(hù)功能，能夠抵御來自外部的網(wǎng)絡(luò)攻擊和惡意軟件的侵?jǐn)_。通過采用加密技術(shù)、防火墻技術(shù)、入侵檢測(cè)技術(shù)等手段，確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性。同時(shí)，工控系統(tǒng)還支持權(quán)限管理和訪問控制功能，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和操作。
遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷：工控系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程操作和控制功能，操作人員可以在遠(yuǎn)程終端上監(jiān)控和控制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)和故障診斷。這大大提高了故障處理的效率和準(zhǔn)確性，降低了生產(chǎn)中斷的風(fēng)險(xiǎn)。
四、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與創(chuàng)新
促進(jìn)智能制造：隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，智能制造成為工業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。工控系統(tǒng)作為智能制造的核心設(shè)備之一，通過集成AI算法和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過程的智能化控制和管理。例如，利用圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)；利用預(yù)測(cè)性維護(hù)算法預(yù)測(cè)設(shè)備故障并提前進(jìn)行維護(hù)等。這些智能化應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平，還降低了人工干預(yù)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。
跨行業(yè)應(yīng)用：工控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍極為廣泛，幾乎涵蓋了現(xiàn)代工業(yè)的所有領(lǐng)域。從基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制到復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理與通訊，工控系統(tǒng)以其強(qiáng)大的計(jì)算能力和穩(wěn)定的性能在工業(yè)自動(dòng)化、制造業(yè)、能源、交通運(yùn)輸、醫(yī)療設(shè)備、安防、軍工以及航空航天等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。
綜上所述，工控在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它不僅是連接生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與上層管理系統(tǒng)的橋梁，更是實(shí)現(xiàn)智能制造、提高生產(chǎn)效率、保障生產(chǎn)安全的關(guān)鍵要素。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，工控系統(tǒng)的應(yīng)用前景將更加廣闊。
發(fā)展
工業(yè)控制一向是制約中國裝備行業(yè)乃至產(chǎn)品升級(jí)的瓶頸。裝備制造業(yè)是工業(yè)的核心和基礎(chǔ)，決定了國家工業(yè)和科技的水平，以及其在全球分工所占據(jù)的地位。
對(duì)于機(jī)床一類的工業(yè)母機(jī)，作為國內(nèi)的制造商，需要西門子或者三菱提供整體的運(yùn)動(dòng)控制解決方案，核心的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品如直線電機(jī)、交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)等進(jìn)行精確運(yùn)動(dòng)控制的核心部件或是應(yīng)用解決方案就是由國外的跨國公司整體提供，從產(chǎn)品到技術(shù)都是由外企來設(shè)計(jì)。國內(nèi)從事機(jī)床制造的廠商，更多的是從應(yīng)用角度來理解這些關(guān)鍵部件的功能，怎么使用，最終把它們整合成一套機(jī)械設(shè)備。這就是在制造業(yè)方面的差距和追趕的方向。
工控，即工業(yè)自動(dòng)化控制，是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分。它利用電子電氣、機(jī)械、軟件等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)工廠的生產(chǎn)和制造過程的自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性和可視性。工控技術(shù)的發(fā)展對(duì)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，以下是對(duì)工控發(fā)展的簡要概述：
一、工控技術(shù)的歷史發(fā)展
硬件革新時(shí)期（1935年以前）：這一時(shí)期，繼電器開始廣泛應(yīng)用，但遠(yuǎn)距離 通信 還未普及。工控系統(tǒng)面臨的主要問題是如何保證其可靠性和物理安全性。
理論革新時(shí)期（1935-1950）：此時(shí)期奠定了工業(yè)控制理論及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)，工業(yè)控制系統(tǒng)由分散電路控制過渡到集中電路控制。
數(shù)字化時(shí)期（1950-1980）：工業(yè)控制系統(tǒng)正式與通信系統(tǒng)及電子計(jì)算機(jī)結(jié)合，開啟了數(shù)字化的新篇章。例如，全球第一個(gè)數(shù)字化工業(yè)控制系統(tǒng)建設(shè)完成，使用單一計(jì)算機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)。
二、工控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
工控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括但不限于大型電站、航空航天、水壩建造、工業(yè)溫控加熱、陶瓷領(lǐng)域等。在這些領(lǐng)域中，工控技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
三、工控技術(shù)的市場(chǎng)規(guī)模與增長
工控系統(tǒng)及裝備市場(chǎng)的規(guī)模在過去幾年內(nèi)持續(xù)增長。據(jù)市場(chǎng)研究公司統(tǒng)計(jì)，該市場(chǎng)在近五年內(nèi)每年的復(fù)合增長率超過10%。預(yù)計(jì)到2025年，全球工控系統(tǒng)及裝備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到一個(gè)新的高度。這一增長主要得益于自動(dòng)化需求的增加、工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代以及人工智能技術(shù)在工控領(lǐng)域的應(yīng)用擴(kuò)大。
四、工控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
智能化：隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，工控系統(tǒng)及裝備市場(chǎng)將呈現(xiàn)智能化趨勢(shì)。智能制造、智能工廠等概念逐漸成為現(xiàn)實(shí)，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率和靈活性。
定制化和專用化：工控機(jī)行業(yè)正朝著多元化方向發(fā)展，滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)た貦C(jī)產(chǎn)品的個(gè)性化和專用化的需求。越來越多的工控機(jī)生產(chǎn)廠家為客戶提供定制化、個(gè)性化的服務(wù)和產(chǎn)品。
嵌入式工控機(jī)受歡迎：由于嵌入式工控機(jī)的性能可靠、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在行業(yè)應(yīng)用日趨廣泛，尤其是對(duì)功能、適配度、穩(wěn)定性和體積、功耗等都有嚴(yán)格要求的工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。
服務(wù)模式及銷售策略的轉(zhuǎn)變：客戶更傾向于以工控機(jī)為核心的整體解決方案。工控機(jī)行業(yè)傳統(tǒng)服務(wù)內(nèi)容正在從只注重硬件轉(zhuǎn)向軟硬兼顧，傳統(tǒng)服務(wù)模式也開始由單一產(chǎn)品擴(kuò)大到整體系統(tǒng)的解決方案。
綜上所述，工控技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，工控技術(shù)將繼續(xù)推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化和高效化進(jìn)程。
工控機(jī)
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制的工具總稱。它具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征，如：具有計(jì)算機(jī)CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口、并有實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計(jì)算能力，友好的人機(jī)界面等.工控機(jī)的主要類別有：IPC（PC總線工業(yè)電腦）、PLC（可編程控制系統(tǒng)）、DCS（分散型控制系統(tǒng)）、FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)）及CNC（數(shù)控系統(tǒng)）五種。
主要結(jié)構(gòu)
全鋼機(jī)箱
IPC的全鋼機(jī)箱是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，抗沖擊、抗振動(dòng)、抗電磁干擾，內(nèi)部可安裝同PC-bus兼容的無源底板。
無源底板
無源底板的插槽由總線擴(kuò)展槽組成。總線擴(kuò)展槽可依據(jù)用戶的實(shí)際應(yīng)用選用擴(kuò)展ISA總線、PCI總線和PCI-E總線、PCIMG總線的多個(gè)插槽組成，擴(kuò)展插槽的數(shù)量和位置根據(jù)需要有一定選擇，但依據(jù)不同PCIMG總線規(guī)范版本各種總線在組合搭配上有要求，如PCIMG1.3版本總線不提供ISA總線支持，該板為四層結(jié)構(gòu)，中間兩層分別為地層和電源層，這種結(jié)構(gòu)方式可以減弱板上邏輯信號(hào)的相互干擾和降低電源阻抗。底板可插接各種板卡，包括CPU卡、顯示卡、控制卡、I/O卡等。
工業(yè)電源
早期在以Intel 奔騰處理器為主的之前的工控機(jī)主要使用為AT開關(guān)電源，與PC機(jī)一樣主要采用的是ATX電源，平均無故障運(yùn)行時(shí)間達(dá)到 250 000 小時(shí)。
CPU卡
IPC的CPU卡有多種，根據(jù)尺寸可分為長卡和半長卡，多采用的是桌面式系統(tǒng)處理器，如早期的有386486586PIII，現(xiàn)主流為P4、酷睿雙核等處理器，主板用戶可視自己的需要任意選配。其主要特點(diǎn)是：工作溫度0-60℃；帶有硬件“看門狗”計(jì)時(shí)器； 也要部份要求低功耗的CPU卡采用的嵌入式系列的CPU。
其他配件
IPC的其他配件基本上都與PC機(jī)兼容，主要有CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤、軟驅(qū)、鍵盤、鼠標(biāo)、光驅(qū)、顯示器等。工控機(jī)箱標(biāo)準(zhǔn)長度為19英寸，高度為4U。
適用領(lǐng)域
IPC已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及人們生活的方方面面。 例如：控制現(xiàn)場(chǎng)、路橋控制收費(fèi)系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)、通訊保障、智能交通管控系統(tǒng)、樓宇監(jiān)控安防、語音呼叫中心、排隊(duì)機(jī)、POS柜臺(tái)收銀機(jī)、數(shù)控機(jī)床、加油機(jī)、金融信息處理、石化數(shù)據(jù)采集處理、物探、野外便攜作業(yè)、環(huán)保、軍工、電力、鐵路、高速公路、航天、地鐵、智能樓宇、戶外廣告等等。
工控特點(diǎn)
工控機(jī)通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般具有強(qiáng)烈的震動(dòng)，灰塵特別多，另有很高的電磁場(chǎng)力干擾等特點(diǎn)，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒有休息。因此，工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)相比必須具有以下特點(diǎn)：
（1） 機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。
（2）機(jī)箱內(nèi)有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。
（3） 機(jī)箱內(nèi)有專門電源，電源有較強(qiáng)的抗干擾能力。
（4） 要求具有連續(xù)長時(shí)間工作能力。
（5） 一般采用便于安裝的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱（4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱較為常見） 注：除了以上的特點(diǎn)外，其余基本相同。另外，由于以上的專業(yè)特點(diǎn)，同層次的工控機(jī)在價(jià)格上要比普通計(jì)算機(jī)偏貴，但一般不會(huì)相差太多。
工控機(jī)的劣勢(shì) 盡管工控機(jī)與普通的商用計(jì)算機(jī)機(jī)相比，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但其劣勢(shì)也是非常明顯的--數(shù)據(jù)處理能力差，具體如下：
（1）配置硬盤容量??；
（2）數(shù)據(jù)安全性低；
（3）存儲(chǔ)選擇性小。
（4）價(jià)格較高。
背景介紹
眾所周知，從20世紀(jì)60年代開始，西方國家就依靠技術(shù)進(jìn)步(即新設(shè)備、新工藝以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用)開始對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)進(jìn)行改造，使工業(yè)得到飛速發(fā)展。20世紀(jì)末世界上最大的變化就是全球市場(chǎng)的形成。全球市場(chǎng)導(dǎo)致競爭空前激烈，促使企業(yè)必須加快新產(chǎn)品投放市場(chǎng)時(shí)間(TimetoMarket)、改善質(zhì)量(Quality)、降低成本(Cost)以及完善服務(wù)體系(Service)，這就是企業(yè)的T.Q.C.S.。
雖然計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)結(jié)合信息集成和系統(tǒng)集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)“在正確的時(shí)間，將正確的信息以正確的方式傳給正確的人，以便作出正確的決策”，即“五個(gè)正確”。然而這種自動(dòng)化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效益同時(shí)是高風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展模式，很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。在我國，中小型企業(yè)以及準(zhǔn)大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動(dòng)化的道路。
自動(dòng)化
工業(yè)控制自動(dòng)化主要包含三個(gè)層次，從下往上依次是基礎(chǔ)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化，其核心是基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化。
傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)，基礎(chǔ)自動(dòng)化部分基本被PLC和DCS所壟斷，過程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化部分主要是由各種進(jìn)口的過程計(jì)算機(jī)或小型機(jī)組成，其硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的價(jià)格之高令眾多企業(yè)望而卻步。
20世紀(jì)90年代以來，由于PC-based的工業(yè)計(jì)算機(jī)(簡稱工業(yè)PC)的發(fā)展，以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡(luò)組成的PC-based的自動(dòng)化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)自動(dòng)化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業(yè)的幾乎全部大型加熱爐，也拆除了原來DCS或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器，而改用工業(yè)PC來組成控制系統(tǒng)，并采用模糊控制算法，獲得了良好效果。
市場(chǎng)
由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣可*，并且被操作和維護(hù)人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案?；赑C的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級(jí)的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)成本低。
由于可編程控制器(PLC)受PC控制的威脅最大，所以PLC供應(yīng)商對(duì)PC的應(yīng)用感到很不安。事實(shí)上，可編程控制器(PLC)也加入到了PC控制“浪潮”中。
工業(yè)PC在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)PC主要包含兩種類型：IPC工控機(jī)和CompactPCI工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如AT96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化對(duì)工業(yè)PC的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是CompactPCI-based工控機(jī)，而IPC將占據(jù)管理自動(dòng)化層。國家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的開放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動(dòng)化重大專項(xiàng)，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PC-based控制系統(tǒng)，在3（5）年內(nèi)，占領(lǐng)30%（50%）的國內(nèi)市場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
幾年前，當(dāng)“軟PLC”出現(xiàn)時(shí)，業(yè)界曾認(rèn)為工業(yè)PC將會(huì)取代PLC。然而，時(shí)至 今日工業(yè)PC并沒有代替PLC，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因;另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng)WindowsNT的原因。一個(gè)成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)：一是所有工作要由一個(gè)平臺(tái)上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預(yù)見，工業(yè)PC與PLC的競爭將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度高。工業(yè)PC不可能與低價(jià)的微型PLC競爭，這也是PLC市場(chǎng)增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢(shì)看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間，這些融合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。
和PLC一樣，工業(yè)PC市場(chǎng)在過去的兩年里保持平穩(wěn)。與PLC相比，工業(yè)PC軟件很便宜。據(jù)Frost&Sullivan公司估計(jì)，全世界每年7億美元工業(yè)PC市場(chǎng)里，大約8500萬美元為控制軟件，一億美元為操作系統(tǒng)。到2007年會(huì)翻一番，工業(yè)PC市場(chǎng)變得非常可觀。
PLC
詳細(xì)介紹
可編程序控制器的英文為Programmable Logic Controller，在二十世紀(jì)70-80年代一直簡稱為PC。由于到90年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來，也簡稱為PC；加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美國AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器(PLC-Programmable Logic Controller)，為了方便，仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。
市場(chǎng)情況
2.1 PLC的發(fā)展歷史
1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國數(shù)字公司研制出了第一代可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。隨著集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已有第五代PLC產(chǎn)品了。
在以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征的制造工業(yè)和以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征的過程工業(yè)中，除了以連續(xù)量為主的反饋控制外，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作號(hào)按照時(shí)序動(dòng)作;另外還有與順序、時(shí)序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制;以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品。在多年的生產(chǎn)實(shí)踐中，逐漸形成了PLC、DCS與IPC三足鼎立之勢(shì)，如表1，還有其它的單回路智能式調(diào)節(jié)器等在市場(chǎng)上占一定的百分比。
在80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長率一直保持為30~40%。由于PLC機(jī)聯(lián)系處理模擬能力和網(wǎng)絡(luò)方面功能的進(jìn)步，擠占了一部分DCS的市場(chǎng)(過程控制)并逐漸壟斷了污水處理等行業(yè)，但是由于工業(yè)PC(IPC)的出現(xiàn)，特別是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，IPC和FCS也擠占了一部分PLC市場(chǎng)，所以PLC增長速度，總的說是漸緩。全世界有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學(xué)/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。
2.2 PLC的市場(chǎng)情況
國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約30家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)，因此可以說PLC在我國未形成制造產(chǎn)業(yè)。作為原理、技術(shù)和工藝均無尖端技術(shù)難度的產(chǎn)品，只要努力，是能形成制造產(chǎn)業(yè)的。
在PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，每年約新投入10萬臺(tái)套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億元人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。但是與其它國家相比，在機(jī)械加工及生產(chǎn)線方面的應(yīng)用，還需要加大投入。
PLC的市場(chǎng)的潛力是巨大的，不僅在我國，即使在工業(yè)發(fā)達(dá)的日本也有調(diào)查表明，PLC配套的機(jī)電一體化產(chǎn)品的比例占42%，采用繼電器、接觸器控制尚有24%。所以說，需要應(yīng)用PLC的場(chǎng)合還很多，在我國就更是如此了。
從技術(shù)創(chuàng)新的角度看，我國大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))，在機(jī)械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎(chǔ)，所以PLC市場(chǎng)是廣闊的。
PLC具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場(chǎng)的根本原因，我們下面重點(diǎn)闡述幾個(gè)問題，并研究其發(fā)展趨勢(shì)。
硬件軟件
3.1 PLC的分類
PLC在90年代已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點(diǎn)數(shù)分，可分為:
l 微型PLC: 32 I/O
l 小型PLC: 256 I/O
l 中型PLC: 1024 I/O
l 大型PLC: 4096 I/O
l 巨型PLC: 8195 I/O
有單機(jī)支持300回路和65000點(diǎn)I/O的大型系統(tǒng)對(duì)應(yīng)中型PLC以上，均采用16位~32位CPU，微、小型PLC原采用8位CPU，根據(jù)通訊等方面要求，有的也改用16位~32位CPU。由于I/O64點(diǎn)以下PLC銷售額占整個(gè)PLC的47%，64點(diǎn)~256點(diǎn)的占31%，合計(jì)位整個(gè)PLC銷售額的78%，所以對(duì)微、小型PLC應(yīng)多加研究。
3.2 PLC的硬件
PLC控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。以日本歐姆龍C200HE為例，為總線模板框式結(jié)構(gòu)，基本框架(CPU母板)上裝有CPU模板，其它槽位裝有I/O模板;如果I/O模板多時(shí)，可由CPU母板經(jīng)I/O擴(kuò)展電纜連接I/O擴(kuò)展母板，在其上裝I/O模板;另一種方法是配備遠(yuǎn)程I/O從站等。這些都說明了PLC廠家將硬件各部件均向用戶開發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的PLC，而且這種硬件配置的開放性，為制造商、分銷商(代理商)、系統(tǒng)集成商、最終用戶帶來很多方便，為營銷供應(yīng)鏈帶來很大便利，這是一大成功經(jīng)驗(yàn)。
PLC內(nèi)的I/O模板，除一般的DI/DO、AD/DA模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能的I/O模板，這為PLC用于各行各業(yè)打開了出路，如用于條形碼識(shí)別的ASCII/BASIC模板，用于反饋控制的PID模板，用于運(yùn)行控制、機(jī)械加工的高速計(jì)數(shù)模板、單軸位置控制模板、雙軸位置控制模板、凸輪定位器模板、射頻識(shí)別接口模板等，這在以后還會(huì)有很大發(fā)展。另外在輸入、輸出的相關(guān)元件、強(qiáng)干擾場(chǎng)合的輸入、輸出電隔離、地隔離等方面也會(huì)更加完善。
PLC中的CPU與存儲(chǔ)器配合，完成控制功能。它與DCS系統(tǒng)處理溫度、壓力、流量等參數(shù)的系統(tǒng)不同，采用快速的巡回掃描周期，一般為0.1~0.2s，更快的則選用50ms或更小的掃描周期。它是一個(gè)數(shù)字采樣控制系統(tǒng)。
3.3 PLC的軟件
為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯形圖，而編制了一套控制算法功能塊(或子程序)，稱為指令系統(tǒng)，固化在存貯器ROM中，用戶在編制應(yīng)用程序時(shí)可以調(diào)用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴(kuò)展指令。細(xì)分一般PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉(zhuǎn)換指令、BCD運(yùn)算指令、二進(jìn)制運(yùn)算指令、增量/減量指令、邏輯運(yùn)算指令、特殊運(yùn)算指令等，這些指令多是類似匯編語言。另外PLC還提高了充足的計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內(nèi)部資源，為編程帶來極大方便。
編程語言
IEC61131-3
由于各PLC廠家產(chǎn)品在指令系統(tǒng)上的差異及編程方法上用戶要求不同，IEC制訂了基于Windows的編程語言標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3(1993年IEC頒布可編程序控制器的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC1131)，它規(guī)定了指令表(IL)、梯形圖(LD)、順序功能圖(SFC)、功能塊圖(FBD)、結(jié)構(gòu)化文本(ST)五種編程語言。這包括了文本化編程(IL、ST)和圖形編程(LD、FBD)兩個(gè)方面，而SFC則在兩類編程語言中均可使用。IEC技術(shù)委員會(huì)(TC65)進(jìn)來開展了
IEC61499項(xiàng)目，將IEC61131-3進(jìn)行了擴(kuò)展，它是針對(duì)通過通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的模塊化分布系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，將對(duì)IEC61131-3有所改善。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標(biāo)準(zhǔn)化文件，是PLC發(fā)展的一大趨勢(shì)。
發(fā)展趨勢(shì)
一個(gè)或若干PLC與PC機(jī)聯(lián)出系統(tǒng)，PC機(jī)起到原編程器及人機(jī)界面操作站的作用，這20世紀(jì)90年代的新潮流，這樣為系統(tǒng)集成帶來了商機(jī)，同時(shí)編程軟件和人機(jī)界面軟件(監(jiān)控軟件或稱組態(tài)軟件)及軟件接口(或稱驅(qū)動(dòng)軟件)也得到了發(fā)展。
PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。由于數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對(duì)開放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，所以PLC構(gòu)成的PCS系統(tǒng)比DCS的開放性所處的現(xiàn)狀稍好一些。羅克韋爾AB公司已形成了多層結(jié)構(gòu)體系，即Ether Net、Control Net、Device Net及Asi等現(xiàn)場(chǎng)總線(原DH+網(wǎng)也可兼容)。西門子公司在Profibus-DP通訊網(wǎng)絡(luò)及Profibus-FMS網(wǎng)絡(luò)以外，提出了S7 Routing網(wǎng)絡(luò)，即Profibus-DP和Industrial Enternet兩層結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)還在發(fā)展，我國應(yīng)已積極的姿態(tài)投入其中。
2001年我國機(jī)械工業(yè)成為工業(yè)發(fā)展新亮點(diǎn)，總產(chǎn)值比上年增長17.15%，汽車產(chǎn)量為世界前10位，機(jī)床產(chǎn)量為世界第5位。機(jī)械工業(yè)利潤增長33.35%，占整個(gè)工業(yè)新增利潤六成多。出口同樣出現(xiàn)可喜的增長。機(jī)械工業(yè)提出要實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化，對(duì)這一點(diǎn)，PLC從業(yè)人員應(yīng)有清醒的認(rèn)識(shí)，應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化的開放性、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的性能/價(jià)格比和網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性、先進(jìn)性上特別下功夫。
網(wǎng)絡(luò)向上連是互聯(lián)網(wǎng)問題，向下連是現(xiàn)場(chǎng)總線問題，另外現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能否用以太網(wǎng)“e網(wǎng)到底”方式、網(wǎng)絡(luò)采用客戶器/服務(wù)器方式、瀏覽器/服務(wù)器方式、生產(chǎn)者/消費(fèi)者方式、接口軟件采用OPC方式等問題都有待進(jìn)一步落實(shí)。PLC與智能MCC馬達(dá)控制中心、與數(shù)控機(jī)床配套的NC/CNC數(shù)控設(shè)備，以及與其它運(yùn)行控制系統(tǒng)、電控設(shè)備、變頻器和軟起動(dòng)器等連成系統(tǒng);PLC要與DCS分工合作，充當(dāng)DCS的遠(yuǎn)程I/O站等;PLC要與IPC分工合作，除用IPC作人機(jī)界面外，作軟件PLC的I/O部件也是可行的;此外還有PLC與緊急停車安全系統(tǒng)(ESD，Emergency Shut Down Systems)的關(guān)系、與立體倉庫、機(jī)器人、CAD/CAM等等都要處理好關(guān)系?？傊?，PLC要兼容各種新技術(shù)，使PLC成為真正意義上的“電腦”。
PLC的應(yīng)用領(lǐng)域是寬闊的，還有許多領(lǐng)域急待開拓，如用于海關(guān)過境車輛認(rèn)證、自動(dòng)售藥(若干中藥店)在我國已有實(shí)例。另外，在離散事件系統(tǒng)中，如公路網(wǎng)交通流(車輛計(jì)數(shù)、乘客計(jì)數(shù)及停留時(shí)間計(jì)量)、物流系統(tǒng)、柔行制造系統(tǒng)(敏捷制造系統(tǒng))及一切非標(biāo)準(zhǔn)隨服務(wù)系統(tǒng)中，均可以采用PLC，進(jìn)而建模和采取對(duì)策并優(yōu)化。PLC的前途一片美好，一切悲觀的論點(diǎn)是站不住腳的。至于技術(shù)進(jìn)步，PLC與其它技術(shù)融合以至消失，那還需要一定的時(shí)間!
工控行業(yè)
工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊。為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計(jì)算機(jī)。隨著社會(huì)信息化的不時(shí)深入，屬于中間產(chǎn)品。關(guān)鍵性行業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)將越來越多地依靠工控機(jī)，而以IPC為基礎(chǔ)的低利息工業(yè)控制自動(dòng)化正在成為主流，外鄉(xiāng)工控機(jī)廠商所受到重視水平也越來越高。隨著電力、冶金、石化、環(huán)保、交通、建筑等行業(yè)的迅速發(fā)展，從數(shù)字家庭用的機(jī)頂盒、數(shù)字電視，銀行柜員機(jī)、高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、加油站管理、制造業(yè)生產(chǎn)線控制，金融、政府、國防等行業(yè)信息化需求不時(shí)增加，對(duì)工控機(jī)的需求很大，工控機(jī)市場(chǎng)發(fā)展前景十分廣闊，讓我們看一下工控機(jī)行業(yè)未來會(huì)是什么樣子的。
1、向綜合方向發(fā)展
由于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通信線路和通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將各種單(多)回路調(diào)節(jié)器、PLC、工業(yè)比、NC等工控設(shè)備構(gòu)成大系統(tǒng)，以滿足工廠自動(dòng)化要求，并適應(yīng)開放化的大趨勢(shì)。
2、向智能化方向發(fā)展
由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、推理機(jī)能等的發(fā)展，尤其是知識(shí)庫系統(tǒng)(KBS)和專家系統(tǒng)(ES)的應(yīng)用，如自學(xué)習(xí)控制、遠(yuǎn)距離診斷和自尋優(yōu)等，人工智能會(huì)在DCS各級(jí)實(shí)現(xiàn)。和FF現(xiàn)場(chǎng)總線類似，以微處理器為基礎(chǔ)的智能設(shè)備，如智能I/O智能PID控制、智能傳感器、變送器、執(zhí)行器、智能人接口及可編程調(diào)節(jié)器相繼出現(xiàn)。
3、簡單操作方向
對(duì)于工控機(jī)，能夠簡單操作是最好的，這也將成為未來的發(fā)展方向，簡易操作可以改善人機(jī)接口，簡化編程、操作面板使用符號(hào)鍵，盡量采用對(duì)話方式等，以方便用戶使用。
儀表發(fā)展
產(chǎn)品介紹
工控儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成 自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；推進(jìn)具有自主版權(quán)自動(dòng)化軟件的商品化。
儀器儀表
電工儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測(cè)儀表和電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)管理系統(tǒng)。2005年，中低檔電工儀器儀表國內(nèi)市場(chǎng)占有率要達(dá)到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到80%。
測(cè)試儀器
科學(xué)測(cè)試儀器重點(diǎn)發(fā)展過程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)所需的汽車零部件動(dòng)平衡、動(dòng)力測(cè)試及整車性能檢測(cè)儀、大地測(cè)量儀器、電子速測(cè)儀、測(cè)量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主，到2005年在總產(chǎn)值中占50%～60%。
環(huán)保儀器
環(huán)保儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)品，2005年技術(shù)水平達(dá)到20世紀(jì)90年代后期國際先進(jìn)水平，國內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%～60%，到2010年國內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上。
儀器儀表
儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開發(fā)出一批適銷對(duì)路、市場(chǎng)效果好的產(chǎn)品，品種占有率達(dá)到70%～80%，高檔產(chǎn)品市場(chǎng)占有率達(dá)60%以上；通過科技攻關(guān)、新品開發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到國際20世紀(jì)90年代末水平，部分產(chǎn)品接近國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
電測(cè)儀器
信息技術(shù)電測(cè)儀器主要發(fā)展電測(cè)儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，綜合自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，新型元器件測(cè)量技術(shù)及測(cè)試儀器，在線測(cè)試技術(shù)，信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)，多媒體測(cè)量技術(shù)以及相應(yīng)測(cè)試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等。
工控系統(tǒng)
工控系統(tǒng)是指由工控電腦與工業(yè)過程控制部件組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在沒有人為因素干涉的情況下，利用相關(guān)設(shè)備來控制機(jī)器按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，以保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
工控系統(tǒng)有哪些類型？
工控系統(tǒng)主要包括DCS（分布式控制系統(tǒng)）、PLC（可編程邏輯控制器）、RTU（遠(yuǎn)程終端）以及SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）等。但它們各自的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、使用場(chǎng)合、規(guī)模大小和通信技術(shù)都是有區(qū)別的。
工控電腦
工控電腦是指基于嵌入式系統(tǒng)的操作平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)當(dāng)前廣泛使用的工控機(jī)、平板電腦、HMI（人機(jī)界面）等產(chǎn)品的功能，直接支持彩色觸摸屏操作，更帶有模擬量輸入、開關(guān)量輸出接口，支持音視頻編解碼、網(wǎng)絡(luò)化傳輸，可直接搭建小型控制系統(tǒng)或作為安防、工控相關(guān)操作終端。
工控系統(tǒng)，全稱為工業(yè)控制系統(tǒng)（Industrial Control Systems, ICS），是指由各種自動(dòng)化控制組件以及對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)的過程控制組件共同構(gòu)成的，確保工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化運(yùn)行、過程控制與監(jiān)控的業(yè)務(wù)流程管控系統(tǒng)。以下是對(duì)工控系統(tǒng)的詳細(xì)解析：
一、定義與組成
定義：工控系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)設(shè)備與工業(yè)過程控制部件組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制，使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。
核心組件：包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、可編程邏輯控制器(PLC)、遠(yuǎn)程終端(RTU)、人機(jī)交互界面設(shè)備(HMI)等，以及確保各組件通信的接口技術(shù)。
二、主要功能
工控系統(tǒng)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的物流控制、設(shè)備信息監(jiān)控及診斷處理，其主要功能包括：
設(shè)備管理：對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行全面管理，包括設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷和預(yù)防性維護(hù)。
任務(wù)管理：根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行分配、調(diào)度和執(zhí)行監(jiān)控。
日志管理：記錄系統(tǒng)運(yùn)行過程中的關(guān)鍵事件和操作日志，便于后續(xù)分析和審計(jì)。
調(diào)度管理：對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行合理調(diào)度，確保生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。
診斷管理：對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行快速診斷和定位，減少停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
系統(tǒng)仿真：通過仿真技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬和優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
工控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，如電力、能源、化工行業(yè)、運(yùn)輸、制造（汽車、航空航天和耐用品）、制藥、造紙、食品加工等。隨著國家及政策對(duì)工控安全的不斷重視和支持，工控系統(tǒng)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
四、系統(tǒng)架構(gòu)
在典型的工控系統(tǒng)中，一般包括四個(gè)層級(jí)：
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：包括各種傳感器、執(zhí)行器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，負(fù)責(zé)采集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)。
現(xiàn)場(chǎng)控制層：主要由PLC等控制設(shè)備組成，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行直接控制。
過程監(jiān)控層：通過SCADA等系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。
生產(chǎn)管理層：負(fù)責(zé)生產(chǎn)計(jì)劃制定、任務(wù)調(diào)度和資源分配等高級(jí)管理功能，與企業(yè)資源層中的ERP軟件對(duì)接。
五、安全挑戰(zhàn)
隨著工控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，其面臨的安全挑戰(zhàn)也日益嚴(yán)峻。工控系統(tǒng)的信息安全隱患分布于其架構(gòu)的所有層級(jí)，包括網(wǎng)絡(luò)攻擊、病毒傳播、數(shù)據(jù)泄露等風(fēng)險(xiǎn)。因此，加強(qiáng)工控系統(tǒng)的安全防護(hù)，確保其穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全，是當(dāng)前亟待解決的問題。
六、發(fā)展趨勢(shì)
未來，工控系統(tǒng)將朝著更加智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的方向發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的不斷融入，工控系統(tǒng)將具備更強(qiáng)的自學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力和自組織能力，為工業(yè)生產(chǎn)帶來更大的便利和效益。同時(shí)，隨著國家對(duì)工控安全的重視程度不斷提高，工控系統(tǒng)的安全防護(hù)能力也將得到進(jìn)一步加強(qiáng)。
主板廠家
工控主板，即工業(yè)控制主板，是專為工業(yè)控制環(huán)境設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)主板。這些主板通常具有更高的穩(wěn)定性、可靠性和耐用性，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境。以下是一些知名的工控主板廠家：
一、國際知名品牌
Advantech（研華）
簡介：研華科技是全球領(lǐng)先的工業(yè)自動(dòng)化和嵌入式計(jì)算機(jī)解決方案提供商。其工控主板產(chǎn)品系列豐富，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。
特點(diǎn)：研華工控主板以其高穩(wěn)定性、高可靠性和強(qiáng)大的擴(kuò)展能力而著稱。
ASRock（華擎）
簡介：華擎科技是一家專注于主板和桌上型迷你計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的公司，其工控主板在市場(chǎng)上也有一定的影響力。
特點(diǎn)：華擎工控主板以性價(jià)比高、性能穩(wěn)定而受到用戶的喜愛。
DFI
簡介：DFI是一家專業(yè)的工業(yè)計(jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)制造商，其工控主板產(chǎn)品在全球市場(chǎng)上享有較高的聲譽(yù)。
特點(diǎn)：DFI工控主板以其出色的穩(wěn)定性和可靠性而聞名，廣泛應(yīng)用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。
AAEON
簡介：AAEON是凌華科技旗下的品牌，專注于工業(yè)計(jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)。
特點(diǎn)：AAEON工控主板以其高性能、低功耗和緊湊的設(shè)計(jì)而受到用戶的青睞。
二、國內(nèi)知名品牌
簡介：研祥智能科技股份有限公司是中國最大的特種計(jì)算機(jī)研究、開發(fā)、制造、銷售和系統(tǒng)集成的高科技企業(yè)。其工控主板產(chǎn)品在國內(nèi)市場(chǎng)上占據(jù)領(lǐng)先地位。
特點(diǎn)：研祥工控主板以高穩(wěn)定性、高可靠性和強(qiáng)大的定制化能力而著稱，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。
研華AIMB系列
簡介：研華AIMB系列工控主板是研華科技推出的高端工業(yè)主板產(chǎn)品，專為工業(yè)自動(dòng)化和嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
特點(diǎn)：該系列主板具有出色的性能、穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)提供了豐富的擴(kuò)展接口和定制化選項(xiàng)。
其他國內(nèi)品牌
此外，國內(nèi)還有許多其他知名的工控主板品牌，如西門子、達(dá)林塔馳、素樸物聯(lián)、偉恒、凌壹、飛騰、鳴創(chuàng)科技、聯(lián)想、觸想、凌華等。這些品牌都在工控主板領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗(yàn)和強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。
三、選擇工控主板廠家的建議
在選擇工控主板廠家時(shí)，建議考慮以下幾個(gè)方面：
品牌知名度：選擇知名品牌可以保障產(chǎn)品的質(zhì)量和售后服務(wù)的可靠性。
產(chǎn)品性能：根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的產(chǎn)品性能，包括處理能力、擴(kuò)展接口、穩(wěn)定性等。
定制化能力：如果項(xiàng)目有特殊需求，可以考慮選擇具有強(qiáng)大定制化能力的廠家。
售后服務(wù)：良好的售后服務(wù)能夠保障產(chǎn)品的長期使用和維護(hù)。
綜上所述，工控主板廠家眾多，各有特色。在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用需求和預(yù)算進(jìn)行綜合考慮。
工控電腦
一、定義與特性
定義：工控電腦是一種專為工業(yè)控制領(lǐng)域設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它集成了高性能、高可靠性和高擴(kuò)展性等特點(diǎn)，是工業(yè)自動(dòng)化和智能化不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。
特性：
高性能：工控電腦通常采用高性能的處理器，以確保在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中能夠快速、準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)。
高可靠性：其硬件和軟件設(shè)計(jì)都具有很高的可靠性，能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境中長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。
高擴(kuò)展性：工控電腦具有很強(qiáng)的輸入輸出功能，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行擴(kuò)展，以滿足不同工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需求。
二、硬件組成
工控電腦的硬件部分是基于嵌入式處理器的電腦平臺(tái)，主要包括：
彩色觸摸屏顯示：尺寸范圍通常在5.7-12.1英寸之間，便于直觀操作和監(jiān)控。
網(wǎng)絡(luò)接口及串行通信接口：如以太網(wǎng)絡(luò)接口和兩個(gè)串行通信接口，用于與其他設(shè)備進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸。
模擬量輸入與開關(guān)量輸出接口：支持多種信號(hào)的輸入輸出，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種控制需求。
其他外圍設(shè)備：如內(nèi)置MIC和小型揚(yáng)聲器等，提供音頻輸入輸出功能。
三、軟件系統(tǒng)
工控電腦的軟件系統(tǒng)通常采用嵌入式操作系統(tǒng)，如Linux或Windows Embedded等，這些操作系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、占用硬件資源低、可裁減等特點(diǎn)。此外，工控電腦還配備了自主產(chǎn)權(quán)的嵌入式組態(tài)軟件，支持用戶根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行定制開發(fā)，大大減少了應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)周期和成本。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
工控電腦在工業(yè)自動(dòng)化、制造業(yè)、能源、交通、安防等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如：
工業(yè)自動(dòng)化：工控電腦可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)，如溫度、壓力、速度等，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定進(jìn)行。
制造業(yè)：在汽車制造、電子裝配線、機(jī)械加工等行業(yè)，工控電腦用于控制機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化流水線等，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的生產(chǎn)流程控制。
能源與電力：工控電腦在電力行業(yè)中負(fù)責(zé)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)、調(diào)節(jié)電力輸出、預(yù)防故障等，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
安防監(jiān)控：在大型公共場(chǎng)所或重要設(shè)施的安全監(jiān)控系統(tǒng)中，工控電腦處理視頻流數(shù)據(jù)，進(jìn)行人臉識(shí)別、行為分析等高級(jí)應(yīng)用，增強(qiáng)安全防護(hù)能力。
五、發(fā)展趨勢(shì)
隨著工業(yè)4.0和智能制造的興起，工控電腦正朝著更加智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化和定制化的方向發(fā)展。未來的工控電腦將更加注重與其他智能設(shè)備的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面數(shù)字化和智能化控制。同時(shí)，隨著嵌入式技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，工控電腦的性能和功能將得到進(jìn)一步提升和拓展。
綜上所述，工控電腦作為工業(yè)自動(dòng)化和智能化的核心設(shè)備之一，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，工控電腦的市場(chǎng)前景將更加廣闊。
觸摸屏
工控觸摸屏（Industrial Touchscreen）是專門設(shè)計(jì)用于工業(yè)環(huán)境中的觸控顯示設(shè)備。以下是對(duì)工控觸摸屏的詳細(xì)介紹：
一、定義與特點(diǎn)
工控觸摸屏結(jié)合了傳統(tǒng)的操作鍵盤和顯示器，通過用戶直接在屏幕上進(jìn)行操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)的控制。它通常用于監(jiān)控和控制工業(yè)過程、設(shè)備和系統(tǒng)，提供用戶與系統(tǒng)之間的互動(dòng)界面。與消費(fèi)電子產(chǎn)品中的觸摸屏不同，工控觸摸屏在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了工業(yè)環(huán)境的特殊要求，如耐用性、抗干擾性和環(huán)境適應(yīng)性。
二、功能
工控觸摸屏具備多種功能，使其成為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中重要的人機(jī)交互接口。以下是一些主要功能：
1、觸摸操作：現(xiàn)代工控屏通常配備電阻式或電容式觸摸屏，使用戶能夠通過簡單的觸摸操作來控制機(jī)器和進(jìn)程。
2、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示：工控觸摸屏能夠?qū)崟r(shí)顯示來自傳感器和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、速度、流量等，幫助操作員及時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)過程。
3、報(bào)警提示：當(dāng)工業(yè)過程中出現(xiàn)異常或設(shè)備故障時(shí)，工控觸摸屏能夠發(fā)出報(bào)警提示，幫助操作員及時(shí)采取措施。
4、遠(yuǎn)程控制：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，工控觸摸屏可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，提高了系統(tǒng)的靈活性和便捷性。
5、多語言支持：為了滿足全球化的需求，工控觸摸屏通常支持多種語言，方便不同國家的用戶操作。
6、網(wǎng)絡(luò)通信：工控觸摸屏通常具備以太網(wǎng)、RS232/485、CAN等多種通信接口，可以與PLC、DCS、PC和其他工控設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
此外，工控觸摸屏還具備圖形界面、趨勢(shì)分析、配方管理、日志記錄、用戶權(quán)限管理、編程和調(diào)試、外設(shè)支持等功能，以滿足不同工業(yè)應(yīng)用的需求。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
工控觸摸屏廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，包括但不限于：
1、工業(yè)自動(dòng)化?
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