大家接触工控机也很久了吧，但是对工控机的设计理念也许不是所有的人都清楚。即使大家熟悉的610和6608/6606系列，也不知多少同仁清楚的知道它的设计理念和详细的卖点。
针对此情况，PSM团队想通过内部邮件的方式给大家做一下关于工控机的特性的更详细的文章，帮助诸位加强工控机的概念。
这篇文章将会形成一个系列，分期完成。如果任何同仁有任何建议或者想法，欢迎给我来信：
如何选择工控机？（一）
简介
IPC（Industry Personal Computer）简称工控机，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。
PC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………………
由于消费者需求的不同。PC机又衍生出家用电脑和商用电脑两大方向。
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。
下面我们将会一一论述。
首先我们先来谈谈机构设计的理念：
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：
万用表及兆欧表使用方法及注意事项 大家好，今天很高兴给大家讲解万用表及兆欧表的使用方法及注意事项，我先给大家讲讲这部分内容， 万用表是我们电工作业最常用的电工仪表，分为指针和数字万用笔，区别为指针万用表读取精度较差，但指针摆动过程比较直观，数字万用表读数直观，但数字变化的过程看起来复杂，不太容易观看。 一、结构 不管是数字还是指针式万用表其结构都由表头、测量电路、和转换开关组成。 二、数字万用表（讲解为主） 数字万用表相对来说，属于比较简单的测量仪器。从数字万用表的电压、电阻、电流、二极管等测量方法开始，让大家更好的掌握万用表测量方法。 在使用之前，必须要熟悉量程选择开关的作用，明确要测什么？怎么样去测？然后将量程开关拨在需要测试档的位置，切不可拨错档位，例如要测电压误将选择开关拨在电流或电阻档时容易烧毁万用笔。1、电阻的测量（举例说明） 将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中，把旋钮打旋到“Ω”中所需的量程，用表笔接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，但不要把手同时接触电阻两端，这样会影响测量精确度的－－人体是电阻很大但是有限大的导体。读数时，要保持表笔和电阻有良好的接触；注意
单位：在“200” 档时单位是“Ω”，在“2K”到“200K“档时单位为“KΩ ”，“2M”以上的单位是“MΩ”。 注意：当测量在线电阻时必须将被测电路内所有电源关断，并将所有电容器放尽残余电荷，满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1”，其它位均消失，这时应选择更高的量程。 2、电压的测量（举例说明） 直流电压的测量，如电池、随身听电源等。首先将黑表笔插进“com”孔，红表笔插进“V Ω ”。把旋钮选到比估计值大的量程（注意：表盘上的数值均为最大量程，“V－”表示直流电压档，“V～”表示交流电压档，“A”是电流档），接着把表笔接电源或电池两端；保持接触稳定。数值可以直接从显示屏上读取，如果在数值左边出现“-”，则表明表笔极性与实际电源极性相反，此时红表笔接的是负极。 交流电压的测量。表笔插孔与直流电压的测量一样，选择量程也应选择比估值大一点的，不过应该将旋钮打到交流档“V～”处所需的量程即可。交流电压无正负之分，测量方法跟前面相同。无论测交流还是直流电压，都要注意我们的人身安全，不要随便用手触摸表笔的金属部分。 3、电流的测量（了解） 直流电流的测量。先将黑表笔插入“COM”孔。若测量大于200mA 的电流，则要将红表笔插入“20A max”插孔并将旋钮打到直流“20A”档；若测量小于200mA的电流，则将红表笔插入“200mA”插孔，将旋钮打到直流200mA以内的合适量程。调整好后，就可以测量了。
伺服电机工作原理及和步进电机の区别 2010-03-30 17:14 伺服电机内部の转子是永磁铁，驱动器控制のU/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场の作用下转动，同时电机自带の编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动の角度。伺服电机の精度决定于编码器の精度（线数）。 什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？ 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到の电信号转换成电动机轴上の角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩の增加而匀速下降.。 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？ 答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制滚珠丝杆，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。永磁交流伺服电动机20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术の发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出の发展，各国著名电气厂商相继推出各自の交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统の主要发展方向，使原来の直流伺服面临被淘汰の危机。90年代以后，世界各国已经商品化了の交流伺服系统是采用全数字控制の正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域の发展日新月异。 永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热比较方便。⑶惯量小，易于提高系统の快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。⑸同功率下有较小の体积和重量。 伺服和步进电机 伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应の角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲の功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量の脉冲，这样，和伺服电机接受の脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确の控制电机の转动，从而实现精确の定位，可以达到0.001mm。 步进电机是一种离散运动の装置，它和现代数字控制技术有着本质の联系。在目前国内の数字控制系统中，步进电机の应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统の出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制の发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号）弹性联轴器，但在使用性能和应用场合上存在着较大の差异。现就二者の使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 3.6°、 1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为
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。
兆欧表的使用 兆欧表（校表）是用来测量电气设备的绝缘电阻和高值电阻的仪表，它由一个手摇发电机、表头和三个接线柱（即L：线路端、E：接地端、G：屏蔽端）组成。2．摇表的使用 （1）校表。测量前应将摇表进行一次开路和短路试验，检查摇表是否良好。将两连接线开路，摇动手柄，指针应指在“∞”处，再把两连接线短接一下，指针应指在“0”处，符合上述条件者即良好，否则不能使用。 （2）被测设备与线路断开，对于大电容设备还要进行放电。 （3）选用电压等级符合的摇表。额定电压在500V以下的设备，应选用500V或1000V 的摇表；额定电压在500V以上的设备，选用1000V~2500V的摇表。 （4）测量绝缘电阻时，一般只用“L”和“E”端，但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备的漏电流较严重时，就要使用“G”端，并将“G”端接屏蔽层或外壳。线路接好后，可按顺时针方向转动摇把，摇动的速度应由慢而快，当转速达到每分钟120转左右时（ZC-25型），保持匀速转动，1分钟后读数，并且要边摇边读数，不能停下来读数。（5）拆线放电。读数完毕，一边慢摇，一边拆线，然后将被测设备放电。放电方法是将测量时使用的地线从摇表上取下来与被测设备短接一下即可（不是摇表放电）。4．注意事项 （1）禁止在雷电时或高压设备附近测绝缘电阻，只能在设备不带电，也没有感应电的情况下测量。 （2）摇测过程中，被测设备上不能有人工作。 （3）摇表线不能绞在一起，要分开。 （4）摇表未停止转动之前或被测设备未放电之前，严禁用手触及。拆线时，也不要触及引线的金属部分。 （5）测量结束时，对于大电容设备要放电。 （6）要定期校验其准确度。 万用表的使用方法 万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。 （1）表头：它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表头上有四条刻度线，它们的功能如下：第一条（从上到下）标有R或Ω，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。第二条标有∽和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V以外的其它位置时，即读此条刻度线。第三条标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换
伺服电机的工作原理图 伺服电机工作原理——伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W 三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。 1、永磁交流伺服系统具有以下等优点： （1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单； （2）定子绕组散热快； (3)惯量小，易提高系统的快速性； （4）适应于高速大力矩工作状态； （5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。现在，高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成：驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。 2、交流永磁伺服系统的基本结构 交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图1所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化是传统的驱动系统所不可比拟的。 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，其优点是可以实现比较复杂的控制算法，事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。
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）
CPU的原始工作模式 在了解CPU工作原理之前，我们先简单谈谈CPU是如何生产出来的。CPU是在特别纯净的硅材料上制造的。一个CPU芯片包含上百万个精巧的晶体管。人们在一块指甲盖大小的硅片上，用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此，从这个意义上说，CPU正是由晶体管组合而成的。简单而言，晶体管就是微型电子开关，它们是构建CPU的基石，你可以把一个晶体管当作一个电灯开关，它们有个操作位，分别代表两种状态:ON(开)和OFF(关)。这一开一关就相当于晶体管的连通与断开，而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应！这样，计算机就具备了处理信息的能力。 但你不要以为，只有简单的“0”和“1”两种状态的晶体管的原理很简单，其实它们的发展是经过科学家们多年的辛苦研究得来的。在晶体管之前，计算机依靠速度缓慢、低效率的真空电子管和机械开关来处理信息。后来，科研人员把两个晶体管放置到一个硅晶体中，这样便创作出第一个集成电路，再后来才有了微处理器。 看到这里，你一定想知道，晶体管是如何利用“0”和“1”这两种电子信号来执行指令和处理数据的呢？其实，所有电子设备都有自己的电路和开关，电子在电路中流动或断开，完全由开关来控制，如果你将开关设置为OFF，电子将停止流动，如果你再将其设置为ON，电子又会继续流动。晶体管的这种ON与OFF的切换只由电子信号控制，我们可以将晶体管称之为二进制设备。这样，晶体管的ON状态用“1”来表示，而OFF状态则用“0”来表示，就可以组成最简单的二进制数。众多晶体管产生的多个“1”与“0”的特殊次序和模式能代表不同的情况，将其定义为字母、数字、颜色和图形。举个例子，十进位中的1在二进位模式时也是“1”，2在二进位模式时是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此类推，这就组成了计算机工作采用的二进制语言和数据。成组的晶体管联合起来可以存储数值，也可以进行逻辑运算和数字运算。加上石英时钟的控制，晶体管组就像一部复杂的机器那样同步地执行它们的功能。 CPU的内部结构 现在我们已经大概知道CPU是负责些什么事情，但是具体由哪些部件负责处理数据和执行程序呢？ 1.算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit) ALU是运算器的核心。它是以全加器为基础，辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路，在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除四则运算和各种逻辑运算。就像刚才提到的，这里就相当于工厂中的生产线，负责运算数据。 2.寄存器组 RS(Register Set或Registers) RS实质上是CPU中暂时存放数据的地方，里面保存着那些等待处理的数据，或已经处理过的数据，CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用
图解电工摇表使用方法 用于测量高值电阻和绝缘电阻的仪表叫做摇表，现在新型产品通常称为绝缘电阻测试仪或者绝缘电阻表，有时也称为兆欧表。其中老款摇表的外形如下右图所示： 摇表（绝缘电阻表）主要结构是由手摇发电机、电磁式无机械反作用的表头组成，对外有接线柱（L：线路段、E：接地端、G：屏蔽端）。新型的绝缘电阻测试仪通常和数字万用表差不多的外形。 摇表（绝缘电阻表）的工作原理如下图所示，它的磁电式表头有两个互成一定角度的可动线圈，装在一个有缺口的圆柱铁芯外面，并与指针一起固定在一转轴上，构成表头的可动部分，被置于永久磁铁中，磁铁的磁极与铁芯之间的气隙是不均匀的。由于指针没有阻尼弹簧，在仪表不用时，指针可以停留在任何位置。
摇动手柄，直流发电机可输出电流，其中，一路电流I1流入线圈1和被测电阻Rx的回路，另一路的电流I2流入线圈2与附加电阻Rf回路，设线圈1的电阻为R1，线圈2的电阻为R2，根据欧姆定律有： I1=U÷（Rc+R1+Rx）、R2=U÷（Rf+R2） 处在磁场中的通电线圈受到磁场力的作用，使线圈1产生转动力矩M1，线圈2产生转动力矩M2，由于两线圈绕向相反，从而M1与M2方向相反，两个力矩作用的合力矩使指针发生偏转。在M1=M2时，指针静止不动，这时指针所指出的就是被测设备的绝缘电阻值。 当Rx断开时（即X=∞（无穷大）），I1=0，M1=0，指针在M2的作用下向左偏转，最后指向标尺度Rx=∞处，若将Rx短接（即Rx=0），此时I1最大，M1最大，使指针顺时针方向偏转，指针指到标尺度的Rx=0处。根据此原理可以检验摇表的好坏。
首先说下摇表的选用，对于额定电压500伏一下的设备，选用500伏或1000伏的摇表（兆欧表），额定电压在500伏以上的选用1000伏~2500伏的兆欧表。摇表的使用方法 摇表（兆欧表）有三个测量端钮，一个线路端钮（L），另一个是接地端钮（E），还有一个为屏蔽端钮（G）。一般测量照片或电力线路对地的绝缘电阻时，只用L和E端，接线如下左图所示。“L”端接到被测设备的“火”或“相端”，“E”端接到被测设备的“地”端。在测量电缆对地绝缘电阻时或被测设备的漏电流严重时，使用“G”端钮。如下右图所示为测量电缆绝缘电阻接线图。 线路接好后，可按顺时针方向转动摇表的发电机摇把，使发电机转子发出的电压供测量使用。摇把的转速应由慢而快，当转速达到一定值时，要保持转速均匀稳定。（一般普通摇表转速为120转左右），当摇表的发电机转速稳定后，表盘上的指针也稳定下来，这时表针指示的数值就是所测得的绝缘电阻值。 注意事项 1. 测量前应先将摇表（兆欧表）进行一次开路和短路试验，检查摇表是否良好。若将 两连接线开路，轻轻摇动手柄，指针应指在“∞”处，这时如再把两连接线短接一 下，指针应在“0”处，说明摇表是良好的，否摇表有误差。 2. 被测设备应断开电源，对于电容设备还应充分放电，以保证人身安全和测量准确。 3. 遥测过程中，被测设备上不能有人工作。
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。
[论文]CPU的内部结构与工作原理CPU的内部结构与工作原理 1.CPU的内部结构与工作原理 CPU是Central Processing Unit,,中央处理器的缩写，它由运算器和控制器组成，CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。CPU的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储器)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。 2.CPU的相关技术参数 (1)主频 主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频,外频×倍频系数。很多人以为认为CPU的主频指的是CPU运行的速度，实际上这个认识是很片面的。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力是没有直接关系的。当然，主频和实际的运算速度是有关的，但是目前还没有一个确定的公式能够实现两者之间的数值关系，而且CPU的运算速度还要看CPU 的流水线的各方面的性能指标。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是CPU 性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。 (2)外频 外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，
在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB) 频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。 (3)前端总线(FSB)频率 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽,(总线频率×数据带宽)/8。外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说， 100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是 100MHz×64bit?8Byte/bit=800MB/s。 (4)倍频系数 倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应——CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。 (5)缓存 缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度很快。L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32,256KB.
兆欧表使用说明 绝缘电阻表又称兆欧表或摇表,用于测量各种电机,电缆,变压器,电器原器件,家用电器和其它电器设备的绝缘电阻值。 1安全上的警告 1.1本操使用说明包含了警告讯息及安全规定,当使用本机时请确实遵守,以确保使用者的操作安全及仪器安全,因此于使用本机前请先仔细地彻底的阅读本说明。 1.2绝缘测试是用来测试已断电的电路(死线)或装置,请不要在有电的情况下(活线)做测试。 1.3在每次测试时请切记待测电路或装置必须是不带电的,请确认您可以清楚的看到待测电路或装置已与电力系统切离,,在作绝缘测试前,在尚未确认是否带电时请勿做任何测试。 1.4如果您不知道如何开始特高阻测试(高压)请先与待测设备的制造商讨论,有些设备装置了高敏度的电子元件,可能在高直流的电压下造成损坏,原制造商可事先对此提出警告避免此种损坏。 1.5本测试器能产生10KV的直流高电压,于测试时请不要接触测试导线或被测设备.请不要尝试用本机器去刺激或惊吓别人.潮湿的环境,流水的水笼都有可能造成触电而导致心脏停止。。 1.6请时常注意您的仪器，测试导线以及其它附件是否有损坏的痕迹或变形，如果有任何异常发生（如：导线破损、机壳裂缝，等），请不要进行任何测试。
1.7在做测试的过程中请注意不要让自己成为接地的通路，不要接触外露的金属管，出水口、固定物等，它们可能会让您成为接地电位。另外请将您的身体与大地隔绝，例如使用干布、绝缘鞋、绝缘毯或其它保证绝缘的物质。 1.8为避免触电事故，在工作电压高于40VDC或20V AC时请使用警告标志。 1.9为避免触电事故，于测试中请勿触摸任何裸露的线或电路接点或被测物，即使已完成测试，在尚未确认放电安全前，也请勿触摸，是否已放电完成，可由数位的电压读值确认。 1.10请勿在易爆的大气中使用本机（如：可燃性气体、挥发液体及粉尘） 1.11请不要尝试自行校正或维修本机，除非有经过训练的人员在场指导，或直接交由具有资格或受过训练的工程师处理。 1.12请不要安装化学用品或对本机做任何非原厂同意的修改，将本机交由经销商或原厂维修中心维修以确保其安全特性。 1.13绝缘测试是执行去能电路及单一装置。不能在激发电路上执行测试。经常测试的电路或设备必须确实的去除电压（去能），在进行绝缘测试之前要确定在监视的电路或设备已经与主系统隔离电源。不能在无法确定的电路上是否带电就进行测试。假如不能确定现在要测试是属于绝缘高压测试，则在进行测试时要详问生产者仪器设备。因为此设备可能包含了敏感的电子线路，若进行DC高压测试则可能造成某些破坏，因此询问生产者要注意的事项，以免造成设备电子线路
伺服电机的工作原理图? 伺服电机工作原理——伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。 永磁交流伺服系统具有以下等优点：（1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单；（2）定子绕组散热快；(3)惯量小，易提高系统的快速性；（4）适应于高速大力矩工作状态；（5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。现在，高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成：驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。 2 交流永磁伺服系统的基本结构 交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图1所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化是传统的驱动系统所不可比拟的。 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，其优点是可以实现比较复杂的控制算法，事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。
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
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/8b9489187.html,/guanlilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>管理、调试仿真录波、对外通 讯>'https://www.doczj.com/doc/8b9489187.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
交流伺服电机的工作原理 伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 4. 什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？ 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降， 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？ 答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。 永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有： ⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。 ⑵定子绕组散热比较方便。 ⑶惯量小，易于提高系统的快速性。 ⑷适应于高速大力矩工作状态。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。 自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统，这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全满足运动控制的要求，近年来随着微处理器、新型数字信号处理器（DSP 到目前为止，高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机，控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。 日本安川电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器，其中D系列适用于数控机床（最高转速为1000 r/min，力矩为0.25～2.8N.m），R系列适用于机器人（最高转速为3000r/min，力矩为0.016～0.16N.m）。之后又推出M、F、S、H、C、G 六个系列。20世纪90年代先后推出了新的D系列和R系列。由旧系列矩形波驱动、8051单片机控制改为正弦波驱动、80C、154CPU和门阵列芯片控制，力矩波动由24％降低到7％，并提高了可靠性。这样，只用了几年时间形成了八个系列（功率范围为0.05～6kW）较完整的体系，满足
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