簡介
早在80年代初期,美國AD公司就推出了類似IPC的MAC-150工控機(jī),隨后美國IBM公司正式推出工業(yè)個人計算機(jī)IBM7532。由于IPC的性能可靠、軟件豐富、價格低廉,而在工控機(jī)中異軍突起,后來居上,應(yīng)用日趨廣泛。
現(xiàn)在國內(nèi)品牌主要有研華、研祥,威達(dá)等 ,工業(yè)控制計算機(jī)是一種采用總線結(jié)構(gòu),對生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的設(shè)備總稱。簡稱“工控機(jī)”。包括計算機(jī)和過程輸入、輸出通道兩部分。它具有重要的計算機(jī)屬性和特征,如:具有計算機(jī)CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口、并有實(shí)時的操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計算能力,友好的人機(jī)界面等。目前工控機(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)場總線系統(tǒng))及CNC(數(shù)控系統(tǒng))五種。
1、IPC
即基于PC總線的工業(yè)電腦。據(jù)2000年IDC統(tǒng)計目前PC機(jī)已占到通用計算機(jī)的95%以上,因其價格低、質(zhì)量高、產(chǎn)量大、軟/硬件資源豐富,已被廣大的技術(shù)人員所熟悉和認(rèn)可,這正是工業(yè)電腦熱的基礎(chǔ)。其主要的組成部分為工業(yè)機(jī)箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成,如CPU卡、I/O卡等。并采取全鋼機(jī)殼、機(jī)卡壓條過濾網(wǎng),雙正壓風(fēng)扇等設(shè)計及EMC(electromagneticcompatibility)技術(shù)以解決工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾、震動、灰塵、高/低溫等問題。 IPC有以下特點(diǎn): 可靠性:工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護(hù)性,其MTTR(MeanTimetoRepair)一般為5min,MTTF10萬小時以上,而普通PC的MTTF僅為10000~15000小時。 實(shí)時性,工業(yè)PC對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時在線檢測與控制,對工作狀況的變化給予快速響應(yīng),及時進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié)(看門狗功能這是普通PC所不具有的),遇險自復(fù)位,保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 擴(kuò)充性,工業(yè)PC由于采用底板+CPU卡結(jié)構(gòu),因而具有很強(qiáng)的輸入輸出功能,最多可擴(kuò)充20個板卡,能與工業(yè)現(xiàn)場的各種外設(shè)、板卡如與道控制器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛檢測儀等相連,以完成各種任務(wù)。 兼容性,能同時利用ISA與PCI及PICMG資源,并支持各種操作系統(tǒng),多種語言匯編,多任務(wù)操作系統(tǒng)。
2、可編程序控制器(PLC)
PLC 英文全稱Programmable Logic Controller,中文全稱為可編程邏輯控制器。定義是:一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器,在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。 可編程控制器是計算機(jī)技術(shù)與自動化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝置,是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,可編程控制器更多地具有了計算機(jī)的功能,不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制,還具有了數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能。由于它可通過軟件來改變控制過程,而且具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域,大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程。
3、分散型控制系統(tǒng)(DCS)
DCS 英文全稱Distributed Control System,中文全稱為分布式控制系統(tǒng)。它是一種高性能、高質(zhì)量、低成本、配置靈活的分散控制系統(tǒng)系列產(chǎn)品,可以構(gòu)成各種獨(dú)立的控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)DCS、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA),能滿足各種工業(yè)領(lǐng)域?qū)^程控制和信息管理的需求。系統(tǒng)的模塊化設(shè)計、合理的軟硬件功能配置和易于擴(kuò)展的能力,能廣泛用于各種大、中、小型電站的分散型控制、發(fā)電廠自動化系統(tǒng)的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業(yè)生產(chǎn)過程控制。
4、現(xiàn)場總線系統(tǒng)(FCS)
FCS英文全稱Fieldbus Control System,中文全稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。它是全數(shù)字串行、雙向通信系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)測量和控制設(shè)備如探頭、激勵器和控制器可相互連接、監(jiān)測和控制。在工廠網(wǎng)絡(luò)的分級中,它既作為過程控制(如PLC,LC等)和應(yīng)用智能儀表(如變頻器、閥門、條碼閱讀器等)的局部網(wǎng),又具有在網(wǎng)絡(luò)上分布控制應(yīng)用的內(nèi)嵌功能。由于其廣闊的應(yīng)用前景,眾多國外有實(shí)力的廠家競相投入力量,進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。目前,國際上已知的現(xiàn)場總線類型有四十余種,比較典型的現(xiàn)場總線有:FF,Profibus,LONworks,CAN,HART,CC-LINK等。
5、數(shù)控系統(tǒng)(CNC)
CNC英文全稱Computer numerical control,中文全稱為計算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)。它是采用微處理器或?qū)S梦C(jī)的數(shù)控系統(tǒng),由事先存放在存儲器里系統(tǒng)程序(軟件)來實(shí)現(xiàn)控制邏輯,實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能,并通過接口與外圍設(shè)備進(jìn)行聯(lián)接,稱為計算機(jī)數(shù)控,簡稱CNC系統(tǒng)。 數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品;其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。
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