龔炳錚
1 概述 工業控制機是指對工業生產過程及其機電設備、工藝裝備進行測量與控制用的計算機,簡稱工控機。工業控制機由計算機基本系統和過程I/O系統組成,計算機基本系統由系統總線、主機模板、存儲器板、人機接口板與CRT、磁盤機、打印機等通用外設組成。過程I/O系統由輸入信號調理板和A/D轉換器,將現場傳感器測量的物理信號轉變為電信號,模擬量經模數轉換(A/D轉換器),變成數字量輸入計算機,計算機輸出信號經數模(D/A)轉換和輸出調理(隔離放大)成執行機構的功率驅動信號控制執行機構。 硬件系統一般有運行操作臺,可放計算機、CRT、外設、主機柜、I/O機柜(機箱、電源、接線端子板、接地保護裝置等)等。 軟件系統由實時操作系統、實時數據庫及應用軟件、數據采集與處理軟件、各類控制軟件(PID)直接數字控制、先進控制軟件組成。 與商用及個人機比較,工業控制機的特點是強大的過程輸入輸出能力,高可靠性與實時性。 1.1 主要產品 (1) 工業控制機及其OEM產品 包括單片機智能部件,模糊控制器8位、16位、32位CISC、RISC嵌入式計算機及其板級產品。 目前有一定市場規模和發展前景的產品主要有:IPC、PC/104或PC/104-plus、VME/VXI、AT96、CompactPCI以及其它專用單板計算機(包括基于RISC、DSP和單片機的嵌入式專用計算機)等。 PC/104憑借小尺寸優勢,在小型軍事和醫療設備領域還有進一步擴大市場的可能。PC/104通過PC/104-plus兼容PCI總線,向高性能應用拓展。
VME/VXI總線,繼續在軍事設備和大型測試系統方面占有很大的市場份額,但已經受到CompactPCI/PXI產品強有力的沖擊。目前還不會在大范圍內被CompactPCI/PXI產品所取代。標準AT96總線工控機在軍事裝備和工業現場得到進一步應用。 CompactPCI總線工控機,隨著CompactPCI總線冗余設計技術、熱插拔技術、自診斷技術的成熟,構造高可用性系統的簡化,CompactPCI總線工控機技術將得到迅速普及和廣泛應用,成為國內繼STD總線工控機、IPC工控機之后最具普及前景的新一代高性能工控機。 (2) 分布式控制系統DCS,現場總線控制系統FCS; (3) 可編程控制器 PLC; (4) 數控系統CNC。 1.2 功能簡介 (1) 對工業生產過程工藝參數進行調節控制(直接數字控制DDC、監督控制SPC及先進控制); (2) 對工業生產設備、工藝裝備進行測量與控制(如冷軋機、熱連軋機分布式控制系統DCS);