工控机与PLC对比分析
长期以来，PLC始终活跃于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因在于，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化应用的需求。随着PC及因特网时代的到来，工业PC或PC-based控制器由于可以完全融入到网络时代的信息系统中，具有网络系统的基本特性，即具有高性能、低价格、系统开放、丰富的人才基础等优势，因此在深植于工控领域的制造商——深圳祈飞科技（Prafly）看来，PC-based控制器一经出现就具有很强的生命力，其后的发展极为迅猛也恰恰证实了这一点。
有观点说，PC-based控制器将取代传统PLC，当然首先必须解决可靠性及编程问题。近几年来，这些问题已基本得到解决，PC-based控制器从外观到可靠性也都开始可以与PLC 相近。在编程方面，由于IEC61131-3编程语言标准的推出和广泛采用，为PC-based控制器的高速发展铺平了道路。这样，PC-based控制器不仅具有PC的优势，也具有传统PLC的优势。它可无缝地融合到网络时代的信息系统中。在自动控制领域，PLC技术和PC-based技术是当前比较具有代表性的控制技术，两者的技术起源和发展有较大的差异。
PLC(ProgrammableLogicController)产生于上世纪70年代初。最早的PLC是以替换继电器系统的角色出现，其主要实现的功能仅仅是逻辑简单的顺序控制功能。PLC一经出现，就以其高可靠性、小体积和直观的编程模式而显示出强大的生命力，成为自动控制领域的“明星”。PC-based是一种基于PC技术的控制系统。最早的PC-based控制系统是以工控机为核心，通过扩展带PCI接口的专用板卡组成。PC-based借助于IT技术的发展，在运算、存储、组网和软件开放性方面具有优势。
PLC和PC-based两者在技术特点上存在明显区别。PLC具有体积小、功耗低、抗干扰能力强；具有很高的可靠性，其平均无故障率时间间隔（MTBF）可达50万、甚至100万个小时；具有简单直观的编程模式(如梯形图)；具有内部实时时钟。而PC-based具有大运算能力；具有开放标准的系统平台和PCI接口；精美且低成本的显示技术；丰富的组网能力。但系统的可靠性略差，如性能较好的IPC的平均无故障时间间隔约5万小时。
此外，PC-based虽然具有很强的CPU，但其多任务操作系统是非实时的，所以程序的循环周期反而没有高性能的PLC快。PLC更适合于设备控制，而PC-based更多地用于设备运行状态的监视。相对于PC-based而言，PLC具有配置灵活、体积小、适应恶劣环境、抗干扰性强、可靠性高等优点，但在软件功能及系统开放性等方面比PC-based稍差。当然，随着计算机技术和控制技术的不断发展，PLC和PC-based都在吸收对方的优点，以适应更多的应用现场。例如，PLC在包装设备中的应用远远多于PC-based在包装设备中的应用。
随着PC-BASED的工业计算机（简称工业PC，与普通的计算机相比，它具有防尘、防振、抗电磁、耐高低温等优点）的发展，以工业PC、I/O及监控装置、控制网络组成的PC-BASED 的自动化系统逐渐成为工业自动化的另一种实现方式。PC-BASED自动化系统源于PC，可完全融入到网络时代的信息系统中，具有高性能、低价格、系统开放、丰富的人才和应用基础等优势。
一、PLC与单片机的本质区别 想搞清楚PLC与单片机有什么不同，在网上搜了下有许多各种各样的答案，容易看晕。综合起来分析，我认为PLC与单片机的差别有以下几点：1．PLC是应用单片机构成的比较成熟的控制系统，是已经调试成熟稳定的单片机应用系统的产品。有较强的通用性。 2．而单片机可以构成各种各样的应用系统，使用范围更广。单就“单片机”而言，它只是一种集成电路，还必须与其它元器件及软件构成系统才能应用。 3.从工程的使用来看，对单项工程或重复数极少的项目，采用PLC快捷方便，成功率高，可靠性好，但成本较高。 4．对于量大的配套项目，采用单片机系统具有成本低、效益高的优点，但这要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定。 从本质上说，PLC其实就是一套已经做好的单片机(单片机范围很广的)系统，核心是单片机。（打个比方，就好像衣服的核心是布料，衣服买来就能穿，布料呢？） 但PLC也有其特点：PLC广泛使用梯形图代替计算机语言，对编程有一定的优势。你可以把梯形图理解成是与汇编等计算器语言一样，是一种编程语言,只是使用范围不同!而且通常做法是由PLC软件把你的梯形图转换成C或汇编语言(由PLC所使用的CPU决定),然后利用汇编或C编译系统编译成机器码!PLC运行的只是机器码而已.梯形图只是让使用者更加容易使用而已. 当然也可以用单片机直接开发控制系统,但是对开发者要求相当高(不是一般水平可以胜任的),开发周期长,成本高(对于一些大型一点的体统你需要做实验,印刷电路板就需要一笔相当的费用,你可以说你用仿真器,用实验板来开发,但是我要告诉你,那样做你只是验证了硬件与软件的可行性,并不代表可以用在工业控制系统,因为工业控制系统对抗干扰的要求非常高,稳定第一,而不是性能第一,所以你的电路板设计必须不断实验,改进).当你解决了上述问题,你就发现你已经做了一台PLC了,当然如果需要别人能容易使用，你还需要一套使用软件,这样你可以不需要把你的电路告诉别人。你也不可能告诉别人。
工控机在列控中心系统中的应用 列控中心系统是整个CTCS（China Train Control System）中的一个关键的环节，它作为地面各种轨道信号设备的总负责系统，既需要和CTC/TDCS、计 算机联锁/6502 电气集中、微机监测等既有系统接口，又是地面电子单元（LEU）和点式应答器设备的控制中心，所以列控中心是中国列控系统CTCS- 2 级标准中的核心安全设备。列控中心系统中的上位机是整个系统的监控设备，系统中所有状态都要实时地通过上位机显示给操作人员，以便操作人员能够及 时地了解并处理发生的各种问题。Passau60 是控创公司于2009 年初推出的一 款2U 无风扇工控机，它在列控中心系统中的应用如图所示。系统的监控信息 由各组双冗余的主控制器通过以太网传递到上位机Passau60，同时Passau60 把需要的信息通过以太网送达整个列控系统的微机监测设备。Passau60 能够很好地完成列控中心上位机的工作主要凭借以下几方面的特点：1 无风扇尘密结构 潮湿和灰尘是工控机的两大杀手，对于安装有机箱风扇或机箱开有通风孔的工 控机而言，如何在高湿或高尘环境下长期稳定地工作是一个比较棘手的难题， 定期的滤网除尘和风扇检查、更换等维护工作需要不少成本的投入。而 Passau60 采取了无风扇的全密闭结构，有效地隔绝了灰尘，并最大限度地降低了潮湿空气的进入，同时这种散热方式也避免了因风扇失效导致的系统故障， 使Passau60 成为免维护的设备，是整个系统中稳定可靠的环节。2 丰富的通信接口Passau60 提供了6 个串行通信接口和6 个网络接口，在列控中心上位机的应用中最多会用到6 个以太网接口，而普通的工控机一般只能提供3 个网口， 要想实现同样的功能就需要增加多块以太网卡，不但增加成本，同时也增加了 故障点。而本身即集成6 个网络接口的Passau60 则很轻松地满足了这一需求。Passau60 的串行通信接口采用模块化形式设计，不但可灵活替换，而且一个串
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。
工控机可以使用到这些地方 自动化控制：上位机、下位机、平衡机、雕刻机、数控机床、汽车安全检测线、发动机综合测试仪、硫化机，印刷机械设备，激光打标机，包装机，衍缝机 交通行业：交通监控、高速公路收费机、电子警察、铁路、桥梁等、路口视频监控、交通管制实时监控、交通路政施工工地监控、车牌自动识别系统、列车速度监测系统、地铁售检系统、公交车信息整合系统、火车卧铺车厢环境检测系统、机车监控系统、隧道监控系统、公交电子站牌 通讯行业：CTI语音系统、电信增值业务、短消息网关系统、自动寻呼系统、多媒体查询终端、广告多媒体终端、数字转播车控制系统、会议电话集成系统（电话会议）、VOIP网关 网络安全：防火墙、网关、校园视频网络系统、客户服务中心、综合办公系统 金融行业：ATM机、银行监控、查询机、POS机、彩票终端售票机 电力行业：电力调度、配电自动化系统、电力远程抄表、电力远程监控、电厂信息系统平台、变电站自动化系统、电能电表数据采集系统、电网调度、电力设备网、核电厂水汽自控系统 煤炭行业：煤矿瓦斯监控系统、煤炭安全监测、采煤监控系统、人员考勤定位系统 医疗器械：医疗查询系统、磁共振成像系统、多参数监控仪、色谱分析仪、血细胞分析仪、主动挂号机、超声波、X射线成影设备，B超仪，医疗图形处理系统，医疗监护仪、医疗医护监控系统 军工行业： 车载系统：GPRS定位、车检、驾照考试系统、车载电脑 航天航空： 工业环保：工业废水监控系统、工业发酵自动化控制、啤酒生产自动化控制、水库信息智能化系统、工业废水监控系统、烟草包装检测、建筑检测仪器、工业实时测控、环境监测系统 石油化工：油田自动化监控、加油站管理系统、加油站媒体播放系统、油田轻烃计量系统[flash 银行ATM机控制、监控 数控冲床、切割机、火焰切割机、包装机械 铸造机械、塑料机械（少） 高速收费、电子称重、电子衡、电子警察、智能交通车载 配料、搅拌行业 监控 环保水处理、大气监测、工业锅炉 微机监测、啤酒设备 测控、电力、自动化
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）
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。
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
工控机与PLC的区别并不在于长得什么样子，也不在于使用的工作环境，而在于它们的功能。它就发展来说，它们来自不同的途径，PLC来源以继电器为特征的电气逻辑控制，工控机来源于计算机。早期PLC只能用于进行逻辑运算，现在功能越来越强大了，但总体来说，还是适合于进行以顺序控制为主的自动化工程中，如流程工业。工控机作为控制设备，主用于以过程控制为主的自动化工程，如化工工业。工控机作为上位机人界面，认为只相当一台PC，与控制功能没什么关关系。 另摘录：电脑工控机，跟平时的PC有什么区别呢。 工控机（Industrial Personal 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。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。目前，IPC已被广泛应用于通讯、工业控制现场、路桥收费、医疗、环保及人们生活的方方面面。 IPC的技术特点： 1、采用符合“EIA”标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。 2、采用总线结构和模块化设计技术。CPU及各功能模块皆使用插板式结构，并带有压杆软锁定，提高了抗冲击、抗振动能力。 3、机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘。 4、配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护。 5、电源及键盘均带有电子锁开关，可防止非法开、关和非法键盘输入。 6、具有自诊断功能。 7、可视需要选配I/O模板。 8、设有“看门狗”定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复位。 9、开放性好，兼容性好，吸收了PC机的全部功能，可直接运行PC机的各种应用软件。 10、可配置实时操作系统，便于多任务的调度和运行。 11、可采用无源母板（底板），方便系统升级。 IPC的主要结构：
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/b96299626.html,/guanlilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>管理、调试仿真录波、对外通 讯>'https://www.doczj.com/doc/b96299626.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
为什么使用工控机 近几年工业自动化和工业机器人的发展极为迅速，而在机械设备和机器人的自动控制系统上存在两种解决方案：一种是采用基于PC的控制系统；一种是采用基于工控机的控制系统。但是在实际应中，基于工控机的解决方案更有实用性。虽然在发展过程中，基于PC的控制系统的确给机械设备和机器人的自动控制带来了巨大的改变，但是在实际应用中经过反复比较验证，相对于工控机控制系统，确实存在很多的劣势和不足。那么为什么在现实的控制中，基于PC的控制系统极为少见呢？为什么自动控制系统更倾向于使用工控机呢？工控领域的知名生产商——深圳祈飞科技（Prafly）针对该问题做一下分析。 因为，基于PC的控制系统相较于专用控制器来说比较脆弱，在遇到碰撞或是其他毁坏时更容易损伤。而且，运用基于PC的控制系统会使控制系统的启动变得较为复杂，在节约成本方面也很难做的很好。同时，系统的安全性不足也是其中一个需要考虑的重要因素。所以很多时候我们都将基于PC的控制系统认为是一个效率低下、存在安全隐患的控制系统，这样就促使了制造商们更多的选择了专用控制器。 当安全管理软件嵌入在工控机（工业PC）中的时候，它的基本功能就是维持系统的正常运行。但是可能有一些我们难以预测的风险在其中，例如，当有病毒侵入控制软件中或是将防火墙重置，这都有可能使系统的一些基本功能失效、瘫痪。 过程控制系统对于控制程序的中断要比机器的操作更为灵敏一些，而且系统瘫痪更容易造成停产，所以保障系统的稳定性就成了关键因素。假如一个机器人控制系统出现了故障，那么我们至多就是使该机器人的生产线停掉，但是如果是过程控制系统出现了故障，那么可能会造成整个生产线停工，而且将会带来一系列严重的后果。 但是现在工控机的硬件系统现在已经做的非常强固了，他们已经能够适应强震、高温等恶劣的工业现场环境，他们和传统的PLC控制系统一样稳定可靠。很多人都将工业计算机与windows系统联系在一起，认为他们害怕受到碰撞，容易出现故障。但是工业计算机支持的是Linux、windows或是其他的vendor-developed 软件系统。而且他们的可靠性也提高了很多：系统具有实时监控功能，有一部分用户还将FPGAs和高性能的数据处理机联合使用，将实时控制系统运行在FPGA上。 当然，对于控制的合理性的的研究依然在继续，尤其是在需要备用系统的控制领域。对于那些需要从一个系统无缓冲的切换到另一个系统的场合，基于PC 的控制器就显现出了更大的优势。用一个DCS系统，一个单环控制器、一些基于PLC的控制系统，控制程序与软件控制是相对独立的，所以运用工控机的控制就比直接的程序控制显得更为简单、操作更为方便。
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
PLC与工控机的串口通信设计 摘要 随着计算机技术，自动控制技术及网络技术的迅速发展，在工业领域中对控制系统的要求逐渐增高。在众多的工业控制系统中，分布式控制系统应用最为广泛。在分布式控制系统中，PLC作为现场控制设备，被用于数据采集与控制。而PLC 又由工业控制计算机进行编程从而实现两者的数据交换。PLC与工控机的结合，提供了一种可靠、经济和开发周期短的分布式控制系统构建方案。本文主要以PLC作为硬件基础，结合工控机编程软件实现两者间的串口通信。 串口通信的实现是工业控制系统的关键，它作为一种灵活、方便、可靠的数据传输方式，在工业现场得到了越来越多的应用。本文中使用的是三菱PLC与工控机进行通信。通过了解PLC的基本结构、工作原理、功能及特点、内部运作方式和扫描周期，以及三菱PLC的工作模式与网络通信结构，确定PLC与工控机的连接通过标准RS-232通信电缆实现。 PLC与工控机利用标准RS-232通信电缆连接后，首先要设置上下位机的通信格式，具体为数据长度、奇偶校验、停止位、波特率、标题、终结符、控制线、和校验、协议等内容的设置；继而还要设置通信控制协议格式。最后由工控机软件进行编程，编程软件由VC++6.0实现，在软件平台内采用通信空间MSComm空间进行工控机与PLC的通信。将PLC与工控机连接后进行了通信验证，可以证明该程序可以实现PLC与工控机的串口通信。 关键词：PLC、工控机、串口通信、VC++6.0
Abstract With the rapid development of the computer technology, the automatic control technology and the network communication, the demand presented by the industry and mining enterprise to the control system is higher and higher. In the multitudinous industrial control system, the distributed control system’s application is most widespread. In the distributed control system, they usually select PLC as the control device, using in the data acquisition and control. By the industrial control computer, PLC can be programmed to realize the data exchange. The combination of PLC and industrial controlling provides a reliable, economic and short development cycle to build distributed control system. Based on the hardware of the PLC ,the pape combined with software to realize the serial communication between industrial control programming. The implementation of serial communication is the key to the industrial control system, as a flexible, convenient and reliable way of data transmission, is becoming more and more popular in the industrial field of application. The paper use a mitsubishi PLC and industrial computer to realize the communicate. Through understanding the basic structure, working principle, functions and characteristics, internal operation and scan cycle of PLC. And the operation mode of the Mitsubishi PLC and network communication structure, determine the PLC and industrial PC connected via a standard RS - 232 communication cables. PLC and industrial PC using a standard RS-232 communication cable connection, the first to set up the upper and lower position machine communication format, specific to the data length, baud rate, parity, stop bits, and title, terminator, the line of control, and calibration, agreement, etc. Set of content; then set the communication control protocol format. Finally conducted by the industrial computer software programming, the programming software by VC++ 6.0 to realize, in the software platform USES the communication space MSComm space carries on the industrial PC and PLC
无风扇嵌入式工控机和传统工控机的区别 一个新事物的出现以及发展，往往牵引着行业数万人的关注，工控机大家都清楚，说到底就是工业计算机，那么无风扇嵌入式工控机又是怎样的呢？它与传统的工控机有什么区别呢？针对这些问题，国内工控巨头研研祥智能给出了答案：传统的工控机和无风扇嵌入式工控机的区别，主要可以分为在结构上、在功能上来区别开，仅供参考。 工控机的结构上的不同 传统工控机采用4U等类型冷轧板机箱＋金手指主板（全长或半长卡）＋底板＋大功率电源的组合方式 这样的结构会存在一些不稳定的因素： （1）CPU卡要插到底板上会有接触不良现象，比如振动、运输过程松动、金手指氧化等均会导致无法开机； （2）需要底板和CPU卡之间联接一些比如ATX信号线； （3）CPU卡由底板供电，当底板出现问题时会影响CPU卡无法正常供电，导致系统不稳定（如底板供电电路设计的不合理）；CPU为外插（PGA封装）方式，连接存在隐患，并需要风扇散热，风扇与CPU连接及使用寿命为最大安全隐患； （4）供电电源功耗过大，电源需要风扇散热，当风扇出现故障时会导致电源及主板损坏；（5）CPU卡＋底板的结构会对装机带来麻烦（流费时间，要装底板在装CPU卡），影响工作效率，不利于大量的装机工作。 无风扇嵌入式工控机的结构采用全铝外壳＋嵌入式主板＋外置低功耗电源的组合方式 系统优点： （1）全铝结构的外壳，使散热更充分，体积小、重量轻。便于安装携带。 （2）采用先进的嵌入式、低功耗CPU主板及最新嵌入式技术，和相关外设接口集成在CPU 主板上，减少了联接问题，可避免相关松动问题 （3）嵌入式CPU主板采用单+5V或+12V直流供电方式，同时配有交流适配器，使现场电源供电方式更丰富，供电更可靠 （4）由于嵌入式主板的CPU采用BGA（板载）封装方式，无需顾虑连接问题，并采用免风扇设计，使可靠性大大提高，彻底解决了传统工控机散热不足及寿命问题 （5）对于客户安装时只需利用外接插口连接硬盘及内存，即可使用，缩短了装机时间，提高了工作效率。 总结：CPU卡与底板或外部接口存在大量的联接线，就导致系统联接松动或接错的问题，带来整个系统的不稳定（就如系统中有风扇）；嵌入式工控机采用先进的技术，从根本上解决了传统工控机无法解决的问题，使系统更稳定，结构更精悍。 工控机的功能上不同 传统工控机由CPU卡驱动无源底板上的相关接口卡
<深圳市触想智能股份有限公司>工业平板电脑工业显示器工业安卓一体机工控机 工业平板电脑、PLC、工控机的区别 PLC（可编程逻辑控制器）实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。而工控机则是指，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。可见，两者都指用于工业控制的计算机，但工控机的范畴更大，PLC只是工控机中的一种而已。 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）、CNC（数控系统）五种。 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。 PLC（可编程逻辑控制器），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为： 一、电源 可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去 二、中央处理单元(CPU) 中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以
工控机与PLC对比分析 长期以来，PLC始终活跃于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因在于，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化应用的需求。随着PC及因特网时代的到来，工业PC或PC-based控制器由于可以完全融入到网络时代的信息系统中，具有网络系统的基本特性，即具有高性能、低价格、系统开放、丰富的人才基础等优势，因此在深植于工控领域的制造商——深圳祈飞科技（Prafly）看来，PC-based控制器一经出现就具有很强的生命力，其后的发展极为迅猛也恰恰证实了这一点。 有观点说，PC-based控制器将取代传统PLC，当然首先必须解决可靠性及编程问题。近几年来，这些问题已基本得到解决，PC-based控制器从外观到可靠性也都开始可以与PLC 相近。在编程方面，由于IEC61131-3编程语言标准的推出和广泛采用，为PC-based控制器的高速发展铺平了道路。这样，PC-based控制器不仅具有PC的优势，也具有传统PLC的优势。它可无缝地融合到网络时代的信息系统中。在自动控制领域，PLC技术和PC-based技术是当前比较具有代表性的控制技术，两者的技术起源和发展有较大的差异。 PLC(ProgrammableLogicController)产生于上世纪70年代初。最早的PLC是以替换继电器系统的角色出现，其主要实现的功能仅仅是逻辑简单的顺序控制功能。PLC一经出现，就以其高可靠性、小体积和直观的编程模式而显示出强大的生命力，成为自动控制领域的“明星”。PC-based是一种基于PC技术的控制系统。最早的PC-based控制系统是以工控机为核心，通过扩展带PCI接口的专用板卡组成。PC-based借助于IT技术的发展，在运算、存储、组网和软件开放性方面具有优势。 PLC和PC-based两者在技术特点上存在明显区别。PLC具有体积小、功耗低、抗干扰能力强；具有很高的可靠性，其平均无故障率时间间隔（MTBF）可达50万、甚至100万个小时；具有简单直观的编程模式(如梯形图)；具有内部实时时钟。而PC-based具有大运算能力；具有开放标准的系统平台和PCI接口；精美且低成本的显示技术；丰富的组网能力。但系统的可靠性略差，如性能较好的IPC的平均无故障时间间隔约5万小时。 此外，PC-based虽然具有很强的CPU，但其多任务操作系统是非实时的，所以程序的循环周期反而没有高性能的PLC快。PLC更适合于设备控制，而PC-based更多地用于设备运行状态的监视。相对于PC-based而言，PLC具有配置灵活、体积小、适应恶劣环境、抗干扰性强、可靠性高等优点，但在软件功能及系统开放性等方面比PC-based稍差。当然，随着计算机技术和控制技术的不断发展，PLC和PC-based都在吸收对方的优点，以适应更多的应用现场。例如，PLC在包装设备中的应用远远多于PC-based在包装设备中的应用。 随着PC-BASED的工业计算机（简称工业PC，与普通的计算机相比，它具有防尘、防振、抗电磁、耐高低温等优点）的发展，以工业PC、I/O及监控装置、控制网络组成的PC-BASED 的自动化系统逐渐成为工业自动化的另一种实现方式。PC-BASED自动化系统源于PC，可完全融入到网络时代的信息系统中，具有高性能、低价格、系统开放、丰富的人才和应用基础等优势。
工控机介绍及与普通电脑的区别 1. 工控机介绍 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 2. 工控机与普通电脑区别 虽然都属电脑，有大致相同的基本配置，如主板、CPU、内存、各种外设串并口等，但由于应用场合的不同，对其的技术要求是不相同。普通的的家用或办公电脑是民用级的，而工控机是工业级的，它在结构其它方面是有特别要求的。从外观上看，普通电脑多数是开放的，表现上有较多散热孔，只有一个电源风扇向机箱外吹以来散热。而工控机机箱则是全封闭的，重量上要比普通电脑机箱重好多，说明它用的板材是较厚较厚的因为更结实，里面不仅有一个电源用的风扇，还有一个用来保持，机箱内正压强的风更更大的内吹风扇。这样外型结构可以防尘，同时还可屏蔽电磁等对内部的干扰。普通电脑一般只有一个主板，上面有CPU插槽，内存槽等标准配置部件，其它的如独立显卡等则插在主板上的扩展槽上，现在多为PCI插槽，工控机则不同，它有一个较大的母板，也叫无源底板，这块板子上并没有多少集成电路，只有较多的扩展槽，带有CPU的主板要插在这个母板上特殊的插槽里，其它的扩展板也要插在母板上，而不是主板上。这样的好处是有了母板可以更好屏幕掉外界的干扰，因为工控机工作的场合有时比较恶劣，干扰比较多，这样就可以使主析更可靠的工作，同时大的母板更也更容易扩展别的插件。这样设计人员在开发系统时可以有更多的选择，而不用考虑是否有空间放下。从电源来说，正规工控机电源和普通电源是不一样的，它里面采用的电阻电容和线圈等抗冲击抗干扰要比普通家用的高出几级。带载容量也大很多。工控机无风扇嵌入式整机CPU、内存集成在主板上，采用笔记本硬盘，也有用CF卡和SSD固态硬盘。电源一般采用5-30V直流电源。工控机应用范围很广，工控机插槽内插上运动控制卡就可以控制步进或伺服电机系统，如点胶机、绕线机、视觉印刷机、贴片机、PCB检查机、快慢走丝机、激光切割机、雕刻机等设备中。还可以通过工控机的串口、RJ45等接口和PLC模块通信，如日东公司的回流焊机采用大连计控的PEC系列PLC和TAC6000 温控模块与工控机，用显示器显示操作界面，显示温度曲线和温度设定等控制操作。工控机还用在楼宇智能、安防控制、消控报警、高速公路等领域。本文开始提到采用办公电脑替代