工控機(jī)特點(diǎn)
工控機(jī)(Industrial Personal Computer)通俗的說(shuō)就是專門(mén)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī),工業(yè)電腦的環(huán)境要惡劣,有些好的品牌機(jī)確實(shí)能在相同環(huán)境運(yùn)行,或許還能穩(wěn)定,但不能保證長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作,很多工控機(jī)是工作在無(wú)人區(qū),是不允許有任何錯(cuò)誤的,穩(wěn)定高于性能。工控機(jī)在電子元件的用料上就要不同于普通商務(wù)電腦,也是成本差別。市場(chǎng)面也不同,工控機(jī)的接口需求在現(xiàn)在家用電腦上有些已經(jīng)被淘汰,而工業(yè)電腦則需求而且超常規(guī)。系統(tǒng)架構(gòu)不全相同,只是工控機(jī)做了某些特殊設(shè)計(jì)保持了其與普通商用機(jī)的硬件互換性。工控機(jī)在可靠性、穩(wěn)定性、耐候性、抗震性、防水防塵性、抗干擾性、可擴(kuò)展性、EMC兼容性能等方面肯定要優(yōu)于商用機(jī),元器件多是選用工業(yè)級(jí)甚至部分采用軍用級(jí)的,這樣才能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的要求。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般具有強(qiáng)烈的震動(dòng),灰塵特別多,另有很高的電磁場(chǎng)力干擾等特點(diǎn),且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒(méi)有休息。因此,工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)相比必須具有以下特點(diǎn):1)機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu),有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。研祥工控機(jī)2)機(jī)箱內(nèi)有專用底板,底板上有PCI和ISA插槽。3)機(jī)箱內(nèi)有專門(mén)電源,電源有較強(qiáng)的抗干擾能力。4)要求具有連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作能力。5)一般 采用便于安裝的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱(4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱較為常見(jiàn))
1、工控機(jī)采用無(wú)源底板結(jié)構(gòu),而非商用機(jī)的大板結(jié)構(gòu),從而提高了系統(tǒng)的擴(kuò)充性,最多可擴(kuò)充20塊板卡,板卡插拔方便、快速修復(fù)時(shí)間更短;
2、工控機(jī)機(jī)箱采用全鋼結(jié)構(gòu)、CPU卡壓條、過(guò)濾網(wǎng)、雙正壓風(fēng)扇、EMI彈片等來(lái)解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在的重壓、振動(dòng)、灰塵、散熱、溫度、電磁干擾,商用機(jī)箱均無(wú)以上結(jié)構(gòu),無(wú)法解決上述問(wèn)題;
3、工控機(jī)支持19英寸上架標(biāo)準(zhǔn),商用機(jī)不支持;
4、工控機(jī)主板均設(shè)計(jì)了看門(mén)狗功能,支持遠(yuǎn)程喚醒,自動(dòng)復(fù)位;
5、工控機(jī)主板均采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)工藝,以提高無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間;
6、工控機(jī)相對(duì)商用機(jī)的寬溫、防磁、抗靜電等特點(diǎn)更適合要求較高的現(xiàn)場(chǎng)使用。工控機(jī)的結(jié)構(gòu)
7、可靠性:工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動(dòng)、腐蝕和快速診斷和可維護(hù)性,其MTTR(Mean Time to Repair)一般為5min,MTTF 10萬(wàn)小時(shí)以上,而普通PC的MTTF僅為10000~15000小時(shí)。
8、實(shí)時(shí)性:工業(yè)PC對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)與控制,對(duì)工作狀況的變化給予快速響應(yīng),及時(shí)進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié),(看門(mén)狗功能這是普通PC所不具有的)遇險(xiǎn)自復(fù) 位,保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
9、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(gè)板卡,能與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種外設(shè)、板卡如車(chē)道控制器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車(chē) 輛檢測(cè)儀等相連,以完成各種任務(wù)。
10、軟硬件兼容性:能同時(shí)利用ISA與PCI及PICMG資源,并支持各種操作系統(tǒng),多種 編程語(yǔ)言,多任務(wù)操作系統(tǒng),充分利用商用PC所積累的軟、硬件資源。
11、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和自復(fù)位:如今,看家狗電路已成為工業(yè)PC設(shè)計(jì)不可缺少的一部分。它能 在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)迅速報(bào)警,并在無(wú)人干預(yù)的情況下,使系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。
基于PC總線的工業(yè)電腦,因其價(jià)格適中、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)。其主要的組成部份為工業(yè)機(jī)箱、無(wú)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(guò)濾網(wǎng),雙正壓風(fēng)扇等設(shè)計(jì)及EMC(electro magnetic compatibility)技術(shù)以解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾、震動(dòng)、灰塵、高/低溫等問(wèn)題。
與通用的計(jì)算機(jī)相比,工控機(jī)主要特點(diǎn)如下:
(1)可靠性高。工控機(jī)常用于控制連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程,在運(yùn)行期間不允許停機(jī)檢修,一發(fā)生故障將會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量事故,甚至生產(chǎn)事故。因此要求工控機(jī)具有很高的可靠性,低故障率和短維修時(shí)間。
(2)實(shí)時(shí)性好。工控機(jī)必須實(shí)時(shí)地響應(yīng)控制對(duì)象的各種參數(shù)的變化,才能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制與監(jiān)測(cè)。當(dāng)過(guò)程參數(shù)出現(xiàn)偏差或故障時(shí),能實(shí)時(shí)響應(yīng)并實(shí)時(shí)地進(jìn)行報(bào)警和處理。通常工控機(jī)配有實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)。
(3)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣,要求工控機(jī)具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力,如對(duì)溫度/濕度變化范圍要求高;具有防塵、防腐蝕、防震動(dòng)沖擊的能力;具有較好的電磁兼容性和高抗干擾能力及高共模抑制能力。
(4)豐富的輸入輸出模板。工控機(jī)與過(guò)程儀表相配套,與各種信號(hào)打交道,要求具有豐富的多功能輸入輸出配套模板,如模擬量、數(shù)字量、脈沖量等輸入輸出模板。
(5)系統(tǒng)擴(kuò)充性和開(kāi)放性好。靈活的系統(tǒng)擴(kuò)充性有利于工廠自動(dòng)化水平的提高和控制規(guī)模的不斷擴(kuò)大。采用開(kāi)放性體系結(jié)構(gòu),便于系統(tǒng)擴(kuò)充、軟件的升級(jí)和互換。
(6)控制軟件包功能強(qiáng),具有人際交互方便、畫(huà)面豐富、實(shí)時(shí)性好等性能;具有系統(tǒng)組態(tài)和系統(tǒng)生成功能;具有實(shí)時(shí)及歷史趨勢(shì)記錄于現(xiàn)實(shí)功能;具有實(shí)時(shí)及歷史的趨勢(shì)記錄與顯示功能;具有實(shí)時(shí)報(bào)警及事故追憶等功能;具有豐富的控制算法。
(7)系統(tǒng)通信功能強(qiáng),一般要求工控機(jī)機(jī)能構(gòu)成大型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),,具有遠(yuǎn)程通信功能,為滿足實(shí)時(shí)性要求,工控機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)速度要高,并符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。