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工控机基本教程三[工控机的散热剖析]
上文我们介绍了工控机内部架构演变成为底板加插卡的来由
及其好处，从本文起，我将会从细节上讨论一台设计优良的工控机的设计理念。据统计，灰尘、散热、静电是造成计算机不稳定的三大主要因素。但商用PC机由于使用环境的不同，仅在散热方面遵守AT、ATX、乃至最新的BTX架构，而灰尘和静电问题在普通使用环境下并不突出，因此商用PC对此考虑很少。
但工控机使用环境比较特殊，经常在高温、粉尘、供电条件不好的环境下运行，并大多是在7X24小时环境下运行。而由于架构的不同，商用PC的机箱设计理念也不能直接照搬到工控机。因此在散热、防尘方面工控机必须有自己的设计理念，散热的好坏直接影响到工控机的稳定性，下面我们重点来介绍一下工控机在散热和防尘的特性。
早期的CPU由于功耗问题并不突出，因此工控机的散热不是设计的主要考虑因素。但随着人们对CPU性能需求的增加，处理器的功耗也日益增加。最新的Intel LGA775架构的P4处理器最大功耗居然在100W以上。工控机内部的散热问题也变得日益严峻起来。研华公司针对此问题，不断的在自身的产品上做出改进。下面我们拿研华的最经典4U上架式机箱610系列来具体分析：
第一代IPC－610系列，F版机箱
这是第一代的IPC610系列机箱中的高端产品IPC－610BP－F，由于这款机箱设计时CPU的功耗问题并不突出，因此其仅采用了单风扇辅助散热设计。而且我们可以看出，为了考虑工控机应用环境的复杂多样性，风扇的前面是有过滤网设计的的。由于在某些恶劣环境下，过滤网和风扇必须经常清洗才能保证正常工作，因此在这款机箱上的风扇和过滤网都设计为易于更换的，易于维护的设计理念一直体现在工控机箱的设计中。尤其在高端工控机产品中，系统的易于维护性是高端市场工控机的设计理念之一。
当P4处理器进入工控机市场后，其高发热量使得各个工控厂商不得不重视工控机的散热问题。研华推出了第二代IPC－610系列的工控机便加强了散热方面的考虑。例如热卖的面对中高端市场的IPC－610H，为了提升散热效果，加大机箱内部风流，采用双风扇的设计。并基于维护考虑，将双风扇采用模块式的设计理念，固定在一个抽取板上，从而容易更换。由于采用双风扇后，过滤
基于工控机的数控系统的实时控制设计 发表时间：2009-1-26 许燕萍杨代华来源：万方数据 关键字：工控机数控系统实时控制 信息化应用调查在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本 分析了Windows的定时器原理，设计了一种在Windows平台下执行的实时控制程序，实现了系统微秒级的定时，可满足数控系统运动时对实时性的要求。 0 概述 计算机数控机床（CNC）是20世纪70年代发展起来的机床控制新技术，它综合了计算机、自动控制、测量技术、机械制造等领域的最新成就，使机器工具的生产效率和加工精度得到了极大提高。数控技术的先进与否直接代表了一个国家的机械工业水平，数控产业对于国家的工业现代化，乃至于国家经济安全和国防安全都具有超越其巨大经济价值的战略意义。 数控系统是先进制造装备实现控制功能的核心部件。国内对数控系统的研究由于起步较晚，在技术上还落后于国外一到两代。目前数控产业的高端市场主要由西门子、发那克、GE等大公司主导，我国每年会进口上万台高档数控机床。因此，加强数控技术的研发，发展自主知识产权的数控系统势在必行。 实时控制是数控系统开发的关键技术之一，数控机床的精度一般可达到微米级，本设计主要用作教学实践用，对精度的要求不用太高，设计时可定为0．01 mm，此级精度对于普通的零件加工也是可以满足的。数控机床的速度一般为（2～20）m／min，若要达到0．01姗的定位，系统的响应需达到（0．03～0．3）脚，即需要微秒级的响应。不光是定位，在基于PC机的数控软件中，为了保证对控制对象的实时性处理，包括数据采集、速度处理、插补及位置伺服控制、事件处理等，每一项任务都要在规定的时间内完成。因此，对于底层控制程序的设计是非常重要的。 1 Windows的定时器原理 Windows是一个消息驱动式的操作系统，Windows消息提供了应用程序与应用程序之间、应用程序与Windows系统之间进行通讯的手段。应用程序要实现的功能由消息来触发，并靠对消息的响应和处理来完成。但由于消息传递是非抢先性的，不论事件消息的急与缓，总是按到达的先后顺序排队，这就使得一些外部实时事件可能得不到及时的处理，容易造成实时系统性能不稳定。对实时控制系统而言，在精确的时间段内及时响应消息是实时系统的根本，如果不能保证系统的实时性，实时控制系统也就失去了实际意义。在计算机数控系统开发中，数据插补是一件实时性很强的工作，它要求在给定的时间段内，必须进行插补工作。插补的品质直接决定了系统的加工速度和加工精度。在Windows环境下如何实现实时中断和控制是计算机数控系统开发中的难点之一。 2 实时控制解决方案 在各种实时控制系统中，实时时钟的控制都是关键技术。因为各种控制过程、控制任务都由实时时钟来推进。在Windows环境下，常用的实时时钟获取方法有下面几种： a）设置Win32定时器并响应WM_TIMER消息来进行实时处理：这种方法是最简单的一类方法，在Windows环境下，各种可视化开发工具如VC，Delphi，C++ Builder等，都提供定时器控件Timer。通过设定控件的属性，并响应WM_TMER消息，可以实现一定的定时功能。但是由于Windows提供的定时器是建立在D0sICH中断的基础上，该中断每秒钟发生18．2次，即定时周期为54．945ms，该定时精度远不能满足数控系统对实时性的要求。另外，函数SetTimer （）中指定的计时周期虽以ms为单位，但这个值要转化为54．945ms的整数倍；定时器发送的WM_TIMER消息的优先级相当低，在应用程序的消息队列里要等高优先级的消息处理完后才能被处理。而且Windows在应用程序的消息队
工控机行业竞争对手调研和分析 目录 一、控创 (3) 二、西门子 (5) 三、宝德 (6) 四、研华 (8) 五、研祥 (10) 六、凌华 (13) 七、立华 (15) 八、新汉 (17) 九、瑞传 (19) 十、立端 (21) 十一、磐仪 (22) 十二、博来 (24) 十三、IEI (26) 十四、微星 (28) 十五、华北工控 (29)
十六、盛博 (31) 十七、华控 (33) 十八、研扬 (34) 十九、乐研 (36) 二十、汇尔 (38) 二十一、智微智能 (40) 二十二、艾讯宏达 (42) 二十三、诺达佳 (44) 二十四、德航 (46) 二十五、英德斯 (48) 二十六、信步 (49) 二十七、微步 (51) 二十八、控道智能 (52) 二十九、宾利达 (53) 三十、亿威尔 (54) 三十一、集合诚 (56) 三十二、顶星 (57) 三十三、研为 (59)
三十四、汉智星 (61) 三十五、其阳 (62) 三十六、其他 (64)
工控机行业概述 工控机是计算机技术与自动操纵技术结合的产物，不仅是计算机的重要门类,而且是实现工业生产自动化，实现优质、高产、低耗，提高工业企业经济效益的重要技术手段。 工控机即工业操纵计算机，英文简称IPC(IndustrialPersonalComputer)，是一种采纳总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与操纵的工具总称。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、操纵网络和协议、计算能力、友好的人机界面。 目前国内的工控机供应渠道要紧来源于中国台湾及内地的厂商，目前，国内的IT业研发、加工技术力量不断提升；各类芯片和各类器件、生产设备在国际市场差不多可平等选购；软件资源的可移植性可节约大量的人力、物力。在这些有利条件下，国内一些厂商抓住机会快速崛起，利用本土综合竞争优势逐步将国外品牌挤出国内工控市场。某些企业以每年超过100％的资产增长速度，鼎立于国内的工控市场，而且已成功打入国际工控市场。现国内市场要紧工控机厂商有台湾的研华、凌华、磐仪、博来、
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。 实时性，工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节（看门狗功能这是普通PC所不具有的），遇险自复位，保证系统的正常运行。 扩充性，工业PC由于采用底板+CPU卡结构，因而具有很强的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的各种外设、板卡如与道控制器、视频监控系统、车辆检测仪等相连，以完成各种任务。
国内工控市场发展现状分析 目录 第一章：工控机产业发展情. 况 (2) 第二章：中国工控机行业运行形势..分析 (4) 第一节：新汉 (4) 一、公司概况 (4) 二、公司产品及市场应用 (4) 第二节：英德斯科技 (7) 一、公司介绍 (7) 二、产品及市场应用 (7) 第三节：研祥 (15) 一、公司概况 (15) 二、公司产品及市场应用 (15) 第四节：艾讯宏达 (20) 一、公司概况 (20) 二、公司产品 (20) 三、市场应用 (21) 第五节：凌华科技 (23) 一、公司概况 (23) 二、公司产品及应用领域 (23) 第六节：华北工控 (24) 一、公司概况 (24) 二、华北工控- 产品范围 (24) 三、产品介绍 (24) 四、华北工控- 应用领域 (25) 五、行业应用特例 (26) 第七节：汇尔 (27) 一、公司概况 (27) 二、公司产品 (27) 第八节：立华科技 (29) 一、公司产品 (29) 第九节：研华 (30) 一、公司概况 (30) 二、公司产品 (30)
第一章：工控机产业发展情况 工控机（In dustrial Perso nal Computer—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。随着商用机的性能愈来愈好，很多工业现场已经开始采用成本更低廉商用机，而商用机的市场也发生着巨大的变化，人们开始更倾向于比较人性化的触控平板电脑。因此工业现场，带触控功能的平板电脑将会是未来的趋势。 工控机作为计算机技术和自动化技术相融合的一种产品，近年工控机自身已经取得长足的技术进步，在大陆市场的应用也呈现出了新的局面，具体表现在以下四个方面：第一、从工控机产品的技术发展来讲，“嵌入式系统”“无风扇结构” “机箱散热”“固态硬盘”“箱式”“平板式”等新技术、新产品的应用，适应了自动化产品“小型化”“智能化”“低功耗”的发展趋势，已经大大提高了工控机的系统稳定性，也降低了制造和应用成本。 第二、从工控机产品的形态来讲，随着嵌入式技术的发展，箱式、面板式工控机，单板电脑、行业电脑得到了新兴市场领域的青睐。 第三、从工控机产品的销售渠道模式来讲，一些供应商（如研祥）变更了原有的销售渠道及模式，调整了直销分销的销售策略侧重，也变革了原装整机、组装整机、板卡的出货配额。 第四、从工控机下游应用行业来看，一些工控机传统的优势应用行业（如石油炼化）正在遭遇商用PC商用工作站的挑战，大有没落甚至被取代的趋势；而一些新兴的应用市场却不断涌现（如电子警察、金融、医疗），目前，终端用户依然是工控机最大的应用领域，智能交通、电子警察和金融、医疗等细分领域的增长速度最快，且呈现快速增长的趋势。工控机的三类下游应用市场，包括：OEM（数控机床、塑料机械、纺织机械、电梯）、Enduser （智能交通、电力、石油石化、钢铁冶金）、第三产业（军队、金融、医疗）等3 个行业类别、11 个细分应用市场。
1.工控机的定义 工控机即工业控制计算机，但现在更时髦的说法是产业电脑或工业电脑，英文简称IPC，全称Industrial Personal Computer。工控机通俗的说法就是专门为工业现场而设计的计算机。 2.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。 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。 3.工控机的分类 一般工控机分为原装机和组装机，其区别在于外观和服
务： 3. 工控机应用领域 工控机因具有以上优点，所以在机房等特殊场合可以代替PC机使用，工控机主要应用的领域如下： ?电子家居/智能家居网络 ?医疗/e化健康管理（如医疗级平板电脑） ?移动通讯（如移动通信、短消息、移动银行、移动炒股 等客户增值服务系统） ?工厂自动化（如轮胎生产线上对压力的控制） ?楼宇自动化电子视频方案 ?设备管理系统（如工控机在曲轴感应淬火机床上的应 用） ?环境监测系统（如嵌入式工控机在污染源自动监测系 统中的应用）
?智能化交通系统工业通讯（如高速公路收费站） ?工业视频监控系统（如煤矿井下视频监控） ?军工行业（如航空发动机测试系统、雷达对抗系统）
工控机行业发展及市场分析 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。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，嵌入式工控机也就迎来相对良好的市场前景。 目前国内的工控机供应渠道主要来源于中国台湾及内地的厂商，国外的产品（例如RADISYS、ROCKWELL、INTEL等）经过几年的市场拼杀后，由于成本高、价格高、服务难，现已完全退出国内市场。目前，国内的IT业研发、加工技术力量不断提升;各类芯片和各类器件、生产设备在国际市场基本可平等选购;软件资源的可移植性可节省大量的人力、物力。在这些有利条件下，国内一些厂商抓住机会快速崛起，利用本土综合竞争优势逐步将国外品牌挤出国内工控市场。某些企业以每年超过100%的资产增长速度，鼎立于国内的工控市场，而且已成功打入国际工控市场。 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。
嵌入式工控机，更时髦的叫法是盒式电脑或无风扇工控机，英文全称EmbeddedIndustrialComputer。嵌入式工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的机构紧凑的计算机。 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。随着社会信息化的不断深入，关键性行业的关键任务将越来越多地依靠工控机，而以IPC为基础的低成本工业控制自动化正在成为主流，本土工控机厂商所受到的重视程度也越来越高。随着电力、冶金、石化、环保、交通、建筑等行业的迅速发展，从数字家庭用的机顶盒、数字电视，到银行柜员机、高速公路收费系统、加油站管理、制造业生产线控制，金融、政府、国防等行业信息化需求不断增加，对工控机的需求很大，工控机市场发展前景十分广阔。 工业生产自动化除了带动机器人市场需求之外，用于生产控制的工控机需求也呈增长态势。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。随着社会信息化的不断深入，关键性行业的关键任务将越来越多地依靠工控机，而以IPC为基础的低成本工业控制自动化正在成为主流，本土工控机厂商所受到的重视程度也越来越高。随着电力冶金、石化、环保、交通、建筑等
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。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具有以下特点: (1)可靠性高。工控机通常用于控制不间断的生产过程，在运行期间不允许停机检修，一旦发生故障将会导致质量事故，甚至生产事故。因此要求工控机具有很高的可靠性，也就是说要有许多提高安全可靠性的措施，以确保平均无故障工作时间(MTBF)达到几万小时，同时尽量缩短故障修复时间(MTTR).以达到很高的运行效率。 (2)实时性好。工控机对生产过程进行实时控制与监测，因此要求它必须实时地响应控制对象各种参数的变化。当过程参数出现偏差或故障时，工控机能及时响应，并能实时地进行报警和处理。 (3)环境适应性强。工业现场环境恶劣，电磁干扰严重，供电系统也常受大负荷设备启停的干扰，其接"地"系统复杂，共模及串模干扰大。因此要求工控机具有很强的环境适应能力，如对温度、湿度变化范围要求高;要有防尘、防腐蚀、防振动冲击的能力;要具有较好的电磁兼容性和高抗干扰能力以及高共模抑制的能力。 (4)过程输入和输出配套较好。工控机要具有丰富的多种功能的过程输入和输出配套模板，如模拟量、开关量、脉冲量、频率量等输入输出模板。具有多种类型的信号调理功能，如隔离型和非隔离型信号调理;各类热电偶、热电阻信号输入调理，电压(V)和电流(mA)信号输入和输出信号的调理等。 (5)系统扩展性好。随着工厂自动化水平的提高，控制规模也在不断扩大，因此要求工控机具有灵活的扩展性。 (6)系统开放性。要求工控机具有开放性体系结构，也就是说在主机接口、网络通信、软件兼容及升级等方面遵守开放性原则，以便于系统扩展、异机种连接、软件的可移植和互换。
十大数据解析工业自动化市场分析 无论工业4.0，还是“中国制造2025”，都说明了当下是追求自动化控制的年代。全球工业控制技术在飞速发展，随之工控产业链也将会出现井喷式的发展，未来将有更多的资金流向这一行业。那么，自动化市场到底有多大呢?通过十大数据，为你解析这个难题。 1、工业机器人2000亿 2015年以来，国内宏观经济整体呈现相对低迷状况，而机器人行业仍然保持较高的景气度，这个从多个方面可以反映出来。以中国国际机器人展览会为例，参展企业阵容扩大明显，国产机器的型号更加丰富，性能和质量在提升。草根调研反映，ABB、库卡、安川和发那科等国外机器人企业，由于汽车行业需求旺盛，上半年销量增幅都在20%以上，基本维持去年的增幅;而国产机器人企业埃替特、广数上半年销量同比增长均超过100%。 一般制造业需求加速，服务机器人空间巨大：最近几年国内机器人企业重点开拓一般制造业的机器人应用领域，包括机床上下料(包括冲压成型等)、打磨抛光、喷涂、焊接、铸造等，已经形成了较为成熟的机器人整体应用方案，为汽车以外的一般制造业机器人大规模应用打下坚实基础。根据测算未来5年国内工业机器人市场有望达到2000亿规模，将出现百亿级的工业机器人企业，与现有的规模比较，增量空间巨大。但是未来服务机器人将会有更大的市场容量，为机器人上市公司提供巨大的估值空间。 2、变频器1200亿元～1800亿元 变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。 我国变频器市场，近几年保持着12%～15%的增长率。业内人士预计，现在中国市场上变频器安装容量(功率)的增长率实际上在20%左右，潜在市场空间大约为1200亿元～1800亿元。去年是十二五发展规划非常关键的一年，政府工作报告对工业以及公共领域节能减排提出很高要求，与此同时，变频器产业也迎来发展良机。实际上，十二五期间，我国环保投入将达到3.1万亿元，节能环保产业总产值将达5。3万亿元，而高压变频器作为节能减排的主力军和先锋，未来存在着巨大的市场需求。目前，中国节能型社会理念正在积极推广中，国家政府加快出台产业政策，为节能化发展指明方向。 3、传感器1200亿 目前，智能传感器作为21世纪最具影响力和发展前景高新技术，正引起国内外电子信息界的高度重视。光电行业开发协会(OIDA)预测，智能传感器的国际市场销售量将以每年20%的高速度增长，智能传感器将在工业自动化时代扮演更加重要角色。2015年传感器市场规模将达1200亿，在世界各国广泛应用，未来，传感器将会在工业生产中大有可为。 据统计，至2015年，我国物联网整体市场规模将或达到7500亿元，传感器产业将从中直接受益。2010年，我国传感器制造业规模以上企业(年销售收入500万元以上)实现销售收入440.27亿元。据业内专家介绍，此后中国传感器市场将稳步快速发展，在物联网市场规模大幅增长的动力之下，2015年中国传感器市场规模有望达到1200亿元以上。 4、工业软件1037.46亿 工业软件是指在工业领域里应用的软件，包括系统、应用、中间件、嵌入式等。一般来讲工业软件被划分为编程语言、系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。
基于VB6.0的工控机数据采集系统的开发 2008-8-25 11:45:00张佐营；梁文龙；贾长勋；马士龙供稿摘要：本文介绍了基于VB6.0和工控机的坦克炮控系统试验平台数据采集系统的开发技术，详细说明了该系统的设计方法和关键环节，给出了PCL818H和PCL813B数据采集卡的特点和应用方法以及VB6.0访问数据库的技术。 关键词:VisualBasic6.0;工控机;坦克炮控系统; 数据采集; PCL-8 18H 前言：随着武器装备的不断升级换代，性能的不断提高，对维修后试验技术的要求也不断提高。新近几年装备部队的主战坦克火控系统对维修后的试验要求相当严格，现行的试验手段多为手工操作，自动化程度低，精确度很差，新型坦克炮控系统试验平台的开发正是基于这一背景提出的，本文介绍了该平台的数据采集系统的开发技术。 1、硬件系统设计 1-1、被测参数分析 按照有关规定，对维修后的坦克炮控系统需要进行静态参数和动态参数的检测[1]。需检测的静态参数共有94路±15V范围的电压
信号，动态参数有位移、拉力、压力、转速、漂移等12路信号，位移、拉力信号为标准传感器输出信号，范围为±5V和0-5V，转速和漂移信号为陀螺仪组输出的检查信号，为±15V的电压信号。另外，为了测量位移和拉力，需要使用液压元件以及电磁铁作为执行元件进行相应的操作，故需进行相应的控制。 1-2、数据采集卡 数据采集卡的选择是硬件系统建设的关键，基于性能的稳定性和性价比的原因，选用了研华的ISA总线产品。根据需要，使用了3块PCL813B和1块PCL818H。这两款板卡都可支持双极性±5V 的输入范围，我们另制作了一块外围端子板将±15V的电压转换为±5V[2-3]。 PCL813B具有32路单端隔离模拟量输入，本应用中使用它采集94路静态电压信号。它采用了12位分辨率A/D转换器AD574，转换时间为25μs,数据传送速率达25Kbps，输入范围为双极性±5 V、±2.5V、±1.25V和±0.625V，单极性为0～10V、0～5V、0～2.5V和0～1.25V，A/D转换触发方式为软件触发。 PCL-818H是一款多功能采集卡，本应用中使用它采集动态信号及控制液压阀和电磁铁。它提供了5个最为常用的测量和控制功能:12位的A/D转换,D/A转换,数字输入,数字输出和计时器/计数
我国工业自动化市场现状分析报告（第四章国内公司竞争优势和竞争地位） 本章目录 第四章国内公司竞争优势和竞争地位 一、国内工业自动化企业总体业绩分布 二、工业自动化设备制造市场 1、DCS市场 2、PLC市场 3、工业PC市场 三、工业自动化系统集成市场 四、海得控制 1、海得竞争优势 2、海得竞争地位 3、专家评价意见 五、北京和利时系统工程股份有限公司 1、和利时竞争优势 2、和利时竞争地位 六、上海新华控制工程有限公司 1、新华控制竞争优势 2、新华控制竞争地位 七、浙大中控技术有限公司 1、浙大中控竞争优势 2、浙大中控竞争地位 八、国电南京自动化股份有限公司 1、国电南自竞争优势 2、国电南自竞争地位 九、北京金自天正智能股份有限公司 1、金自天正竞争优势 2、金自天正竞争地位 第四章国内公司竞争优势和竞争地位 一、国内工业自动化企业总体业绩分布 前述国内工业自动化行业领先地位公司尽管自身业务定位各有不同，如海得控制以系统集成见长；和利时、新华控制、浙大中控擅长DCS系统；南瑞集团、上海自仪、重庆川仪、正泰、德利西以工业自动化设备产品制造为重点。但国内从事工业自动化行业的成千上万家企业在经营规模、经营效益上仍体现为“扁平大金字塔”的统计分布。据《中国工业过程自动化高技术产业化重大专项总结报告》分析： 2001年，工业过程自动化领域销售规模在18亿元的有1家，5亿元的1家，2-4亿元的4家，1-2亿元的3家。2002年估计销售规模在20亿元以上有1家，5-10亿元的1家，2-5亿元的7家，1-2亿元的5家。2002年，据不完全统计，5亿元以上销售规模的为工业过程自动化供应商同时也是工业自动化设备产品制造商如南瑞集团，2-5亿元销售规模的既有综合系统集成商如海得控制，又有系统制造商如和利时、新华控制、浙大中控和冶金行业系统集成商金自天正；但工业软件制造商、行业系统集成商、工程公司超过1亿元销售规模的不多见。 二、工业自动化设备制造市场 由于前述国内自动化行业的竞争特点以及工业自动化系统的复杂性、长期运行在工业现场、恶劣环境适应性等，因此按用户需求选择因素最重要的技术性能、品牌和国内应用业绩等分析，国外工业自动化设备、产品制造商依然控制国内上游产品供应的主要市场，国内制造商拥有一定DCS系统、FCS、数控、低压电器、工业PC和工业软件市场份额。 根据段明详先生撰文《工业控制计算机技术的发展与国内产业发展概况》：2000年全球工业控制市场为300-400亿美元，其中DCS 60亿美元，嵌入式系统60-70亿美元，FCS 20-30亿美元，IP C70-80亿美元，PLC 70-80亿美元，数控70-80亿美元，并以每年10-15%的速度增长。 根据中国工控网在自动化学会40周年庆学术报告会的报告《自动化产业与互联网经济》报道：2000年我国工控机市场规模为170～207亿元人民币，其中：工业PC机及OEM产品 35～40亿元；嵌入式计算机及控制器 25～30亿元；PLC装置 25～30亿元；DCS系统 30～35亿元；现场总线控制系统 1～2亿元；数控系统（CNC） 24～30亿元；进口成套设备配套控制设备 30～40亿元。
工控机的工业系统应用 1. 双微机调速器系统配置布局、特点 作为水轮发电机组的两大基础调节系统之一的调速器控制系统，在水电站的应用中不仅起着频率控制调节作用同时也担负着机组系统保护的功能。微机调速器以其灵活强大的数据处理能力越来越多的参与到发电机组尤其是水机系统的保护中。作为基础调节控制系统，水电站对其控制调节的可靠性、适应性、速动性、平稳性、可维护性、边界调节稳定、综合保护功能等均提出了高要求，而双微机调速器控制系统则很好的解决了这些问题。 HGS-220型微机调速器其电气控制装置是双微机、双通道控制系统。装置采用上下位分层计算机控制系统，下位机是采用各自独立的两套完整的工业控制计算机系统。下位机是装在一个标准的工业壁挂式机箱内，使用台湾研华公司的IPC6806S标准工业壁挂式机箱。该套控制系统采用研华公司基于 ISA/PCI总线技术的半长型工业PCA6740主板。配置2M的闪存电子盘作为存贮磁盘，外配工业用的72针脚8M内存条。标准RS232C接口通讯。 上位机是一台工业触控液晶电脑PPC-105T，主要用于系 统>'https://www.doczj.com/doc/5f4444921.html,/guanlilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>管理、调试仿真录波、对外通 讯>'https://www.doczj.com/doc/5f4444921.html,/guanlilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>管理，作为人机界面HMI（Human machine interface）硬件。 软件采用BorlandC++开发的应用软件。模块化设计，结构严谨、科学合理，有单独的信号查询窗口，利于调试维护。 系统采用四路数字测频方式，双模块工作，互为备用，模拟量输入采用专业信号隔离调理模块ADAM3014。 2. 双微机热备用 整个控制系统在采用双微机独立调节中，采用双通道热备用方式，也就是双通道并联运行方式。双套系统一套独立作主机运行通道输出参与系统控制，另一套系统热备运行但输出并不进入后向控制系统回路。与冷备用相比，热备用从根本上解决了主/备方式下的切换及判断所带来的一系列问题，系统的可靠性更高，而该装置从信号采集运算输出判别等方面也解决了热备用的技术难题：双通道输出的一致性问题。使双机切换达到可喜的无扰动切换。 3. 协联调节特性及前馈传感器调节
十大数据解析工业自动化市场分析 无论工业，还是“中国制造2025”，都说明了当下是追求自动化控制的年代。全球技术在飞速发展，随之工控也将会出现井喷式的发展，未来将有更多的资金流向这一行业。那么，自动化市场到底有多大呢?通过十大数据，为你解析这个难题。 1、工业2000亿 2015年以来，国内宏观经济整体呈现相对低迷状况，而机器人行业仍然保持较高的景气度，这个从多个方面可以反映出来。以中国国际机器人展览会为例，参展企业阵容扩大明显，国产机器的型号更加丰富，性能和质量在提升。草根调研反映，ABB、库卡、安川和发那科等国外机器人企业，由于汽车行业需求旺盛，上半年销量增幅都在20%以上，基本维持去年的增幅;而国产机器人企业埃替特、广数上半年销量同比增长均超过100%。 一般需求加速，服务机器人空间巨大：最近几年国内机器人企业重点开拓一般制造业的机器人应用领域，包括机床上下料(包括冲压成型等)、打磨抛光、喷涂、焊接、铸造等，已经形成了较为成熟的机器人整体应用方案，为汽车以外的一般制造业机器人大规模应用打下坚实基础。根据测算未来5年国内工业机器人市场有望达到2000亿规模，将出现百亿级的工业机器人企业，与现有的规模比较，增量空间巨大。但是未来服务机器人将会有更大的市场容量，为机器人上市公司提供巨大的估值空间。 2、1200亿元～1800亿元 变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变工作电源频率方式来控制交流的控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。 我国变频器市场，近几年保持着12%～15%的增长率。业内人士预计，现在中国市场上变频器安装容量(功率)的增长率实际上在20%左右，潜在市场空间大约为1200亿元～1800亿元。去年是十二五发展规划非常关键的一年，政府工作报告对工业以及公共领域节能减排提出很高要求，与此同时，变频器产业也迎来发展良机。实际上，十二五期间，我国环保投入将达到万亿元，节能环保产业总产值将达5。3万亿元，而高压变频器作为节能减排的主力军和先锋，未来存在着巨大的市场需求。目前，中国节能型社会理念正在积极推广中，国家政府加快出台产业政策，为节能化发展指明方向。 3、1200亿 目前，智能传感器作为21世纪最具影响力和发展前景高新技术，正引起国内外电子信息界的高度重视。行业开发协会(OIDA)预测，智能传感器的国际市场销售量将以每年20%的高速度增长，智能传感器将在工业自动化时代扮演更加重要角色。2015年传感器市场规模将达1200亿，在世界各国广泛应用，未来，传感器将会在工业生产中大有可为。 据统计，至2015年，我国物联网整体市场规模将或达到7500亿元，传感器产业将从中直接受益。2010年，我国传感器制造业规模以上企业(年销售收入500万元以上)实现销售收入亿元。据业内专家介绍，此后中国传感器市场将稳步快速发展，在物联网市场规模大幅增长的动力之下，2015年中国传感器市场规模有望达到1200亿元以上。 4、工业软件亿 工业软件是指在工业领域里应用的软件，包括系统、应用、中间件、嵌入式等。一般来讲工业软件被划分为编程语言、系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件。其中系统软件为使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。
工业计算机的起源与发展 【摘要】工业计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心，如今，工业计算机的广泛应用已经渗入到我们日常生活的各个方面。本文主要论述工业计算机的起源及其发展历程。 【关键词】工业计算机起源发展产业 一、计算机起源 说到工业计算机，首先得了解计算机的起源。计算机是由早期的电动计算器发展而来的。1946年，世界上出现了第一台电子数字计算机“ENIAC”，是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院制造的，用于计算弹道。它的体积庞大，占地面积170多平方米，重量约30吨，消耗近150千瓦的电力。这样的计算机成本很高，使用非常不便。1956年，晶体管电子计算机诞生了，这是第二代电子计算机。运算速度大大提高的同时，体积也大大减小。1959年出现的则是第三代集成电路计算机。 计算机是20世纪最伟大的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到目前社会的各个领域，已形成规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步。计算机已遍及学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。它是人类进入信息时代的重要标志。 二、工业计算机的发展概况 自从1946年世界上第一台电子计算机ENIAC正式使用以来，数字计算机在世界各国得到了极大的重视和迅速发展。20世纪70年代微型计算机的推广，标志着计算机的发展和应用进入了新的阶段。 计算机技术的发展给控制系统开辟了新的途径。现代控制理论以及各种新型控制规律和组合控制规律的发展又给自动控制系统增添了理论支柱。经典的和现代的控制理论与计算机相结合，出现了新型的计算机控制系统。数字计算机的运算和逻辑功能可以有效地满足当代复杂生产过程的控制要求。专门用于生产过程控制的数字计算机，通常称为生产过程控制用计算机系统，也称为工业控制计算机，或工业计算机（简称工控机）。计算机控制系统就是利用计算机（单片机、ARM、PLC、PC机、工控机等）来实现生产过程自动控制的系统。顾名思义，计算机控制系统强调计算机是构成整个控制系统的核心。 从美国工控机的发展和应用来看，用计算机控制生产过程，大体上经历了三个阶段。 1965年以前是试验阶段。早在1952年，化工生产中实现了自动测量和数据处理。1954年，开始使用计算机构成开环系统。1957年，由计算机构成的闭环系统开始应用于石油蒸馏过程的调节。1959年，在美国一个炼油厂建成第一台闭环计算机控制装置。1960年，在合成氨和丙烯腈生产过程中实现了计算机监督控制。 1965-1969年是计算机控制进入实用和开始逐步普及的阶段。小型计算机的出现，使可靠性不断提高，成本不断下降，计算机在生产过程的应用得到迅速的发展，但这个阶段主要发展的仍然是集中型的计算机控制系统。经验证明，在高度集中控制条件下，若计算机出现故障，则整个生产装置和整个生产系统都会受到严重影响，虽然多机并用的方案可提高集中控制的可靠性，但这样要增加投资。 1970年以后是大量推广和分级控制阶段。现代工业的特点是高度连续化、大型化，装置与装置、设备与设备之间联系日趋密切。因此，要降低能量消耗，提高产品质量和数量，仅仅实现局部范围的孤立的控制，是难于取得显著效果的。为了实现对现代化工业的综合管理和最优控制，目前已经出现运用工程学的方法来实现大规模综合管理的系统。这种控制系
国智能停车场市场分析及发展趋势 国停车场的现状 近年来，在国私家车迅速增长的情形下，一些大型城市面临“车多位少”的困境，迫使很多车主把车直接停在道路上，这一方面影响交通畅通，带来交通安全隐患;另一方面也不利于车辆的管理，车辆容易被破坏或被偷盗，给车主带来财产损失。与此同时，随着城市停车场规模也日益大型化，加之服务车辆繁杂，人工管理的效率和可靠性已难以满足其在管理上提出的要求，此时，运用监控、诱导、路闸等手段实现车辆的智能化管理应运而生。 停车场智能管理系统是现代化停车场车辆收费及设备自动化管理的统称，是将车场完全置于计算机管理下的高科技机电一体化产品。据恒业国际控股集团有限产品经理罗海江介绍，停车场智能管理系统兴起于2001年，发展到现在系统正日趋完善，功能越来越面向国的实际需求，系统操作也更加人性化。如今智能停车场管理系统已经经过了从早期对国外产品的跟随和模仿阶段，进入到了一个产品创新，紧随市场需求并不断壮大的阶段。目前国停车场系统生产企业有400多家，其中国产停车场系统产品约占市场份额的80%左右，国外停车场系统市场占20%。而在欧美地区，据了解，欧洲一些国家的停车产业发展已有50年的历史，并已达到一种良性循环和有序发展。停车产业也已成为年产值数十亿美元的大产业。美国的停车产业每年收入约达260亿美元，占全美GDP的3.25%。而我国的停车产业尚处于起步阶段，城市汽车保有量与停车位之比远低于国际公认的1∶1.3的合理比例，加之今后相当长的一段时期，作为国家支柱产业的汽车工业和汽车市场还将保持高速成长的态势，汽车保有量的增加必将带来对停车市场的需求增长，可见，只要城市有关政策给予适当支持，停车业作为一个新兴产业具有广阔的前景，其发展规模和潜力巨大。 目前，停车场管理系统应用的领域很广泛，如中小型商业收费停车场(酒店、写字楼、商场、剧院配套)、大型或超大型商业收费停车场(机场、体育场、展览中心)、小区停车场等等。 停车场轻松实现智能管理 GA/T761-2008(《停车(库)场安全管理系统技术要求》)规定，停车库(场)安全管理系统主要由入口部分、库(场)区部分、出口部分、中央管理部分等组成。由于各部分分工不同，在应用上也各具特色。 出入口：“RFID读卡+车牌识别”担纲主唱 停车场管理系统的入口和出口部分皆由识读、控制、执行三部分组成，入口部分可根据安全防管理的需求添加自动出卡/出票设备、识读/引导指示装置、图像获取设备、对讲设备等，而出口部分主要可扩充自动收卡/验票设备、收费指示装置、图像获取设备、对讲设备等。就目前而言，在停车场智能管理系统的出入口的舞台上，RFID读卡搭档车牌识别，牢牢占据着主唱之位。 1、RFID读卡 读卡器在停车场管理系统扮演着重要角色，如今它已由早期简单的接触式卡(磁卡/ID卡等)，发展到感应式IC卡，再到RFID卡。而在智能停车场中，RFID 卡最具话语权。 RFID读卡技术是一种利用电磁波进行信号传输的识别方法，被识别的物体本身应具有电磁波的接收和发送装置。RFID卡识别技术继承了IC卡技术的优点，保密性高、不可伪造。同时省去了刷卡过程，提高了识别速度。RFID系统工作
研华工控机基础教程（完整版） 第一部分 引言 工业控制计算机，中文简称工控机，英文简称IPC（Industry Personal Computer），在工业自动化背景下应运而生。伴随着PC产业的发展，得到了长足的发展。尽管IPC在架构上也是基于X86为主，在用户使用端和PC电脑产业相同，但与个人PC电脑产业的发展却完全是不同的道路。个人PC通常分为家用电脑和商用电脑两大类。对于家用电脑，是以时尚的外形、较高的显卡性能、多媒体显示性能、丰富的扩展性能、多声道声卡等方面作为吸引消费者的卖点，有些高档家用电脑甚至配备遥控器，时尚的音响，俨然一个家庭多媒体中心。对于商用客户，则是通过稳重的外观、完备的售后服务、有限的扩展性能、高速度的运算速度等来吸引商用客户采购。 工控电脑是完全不同的设计理念，工控电脑更多的是在恶劣的环境下使用，对产品的易维护性、散热、防尘、产品周期、甚至尺寸方面都有着严格的要求。因此在设计和选择工控机平台的时候，考虑的更多的是机构的设计，然后才是对性能等的考虑。 第二部分 正文 一、工控机的设计分析与选择。 1、工控机的尺寸设计 工控机在很多情况下使用是应用于某个系统之中，因此常常被放置在某个设备之中或上架。因此对尺寸有较严格的要求。根据用户的使用情况，分为上架式和壁挂式两种设计。 上架式：现在市场上最为常见的研华工控机IPC－610就是标准的4U高度19英寸上架式机箱。可以应用在标准的机柜之中。如图1所示： <图1> IPC-610H 针对客户的不同需求，我们会提供1U、2U、3U、4U、5U和7U高度的机箱。 一般来说，在1U或2U的机构设计上面。由于机箱体积有限，但CPU的功耗日益加大（最新的P4CPU功耗已超过100W），因此内部散热风流设计变成了厂商面临的最大问题。而机构散热设计的功力在很大程度上反映了 一个厂商的技术实力。（关于机构散热的设计我们会在后期的文章中讨论）。 对于1U工控机，多用于对体积要求较高的电信领域，大多配合上架使用，工控机厂商通过PICMG1.0架构的CPU卡的体积优势，配合1U高度的蝶型底板，可支持最高2个PCI全长卡。从而满足某些要在1U机箱中集成某些特殊规格卡的用户需求。 对于4U，7U的机构设计，由于机箱的体积变大，在狭小机箱中面临散热因素已不是主要考