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即是工業(yè)控制，或者是工廠自動化控制。主要是指使用計算機技術，微電子技術，電氣手段，使工廠的生產和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。
作用
工控技術的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產速度和效率提高了300%以上。20世紀80年代初，隨著改革開放的春風，國外先進的工控技術進入中國大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產品有“PLC，變頻器，伺服電機，工控機”等。這些產品和技術大力推動了中國的制造業(yè)自動化進程，為中國現(xiàn)代化的建設作出了巨大的貢獻。
工控主要核心領域是在大型電站，航空航天，水壩建造，工業(yè)溫控加熱，陶瓷領域等且在這些領域有著不可替代的優(yōu)勢。
例如：電站電網的實時監(jiān)控需要采集大量的數(shù)據值，并進行綜合處理，工控技術的介入方便了大量信息的處理。
工控出現(xiàn)完善了制造業(yè)和建造業(yè)的安全和精準，解決原本需要的溫度、壓力、氣體流量、液體流量等工業(yè)需要。將原本需要半自動化與手動化工作演變?yōu)樽詣踊M行，包括常見的空氣開關、壓力變送器、流量表等。
工控工作原理：比如空氣開關的功率控制，當使用電器其功率過大，內部機械原理開始運行導致開關自動斷開，以此保障工業(yè)或建筑安全用電和準確尋找短路源。
工控，即工業(yè)自動化控制，在現(xiàn)代工業(yè)生產中發(fā)揮著至關重要的作用。具體來說，工控的作用可以歸納為以下幾個方面：
一、提高生產效率與自動化水平
自動化控制：工控系統(tǒng)通過預設的程序和算法，實現(xiàn)對生產設備的精確控制，使生產過程高度自動化。這不僅減少了人工干預，還提高了生產效率和產品質量。例如，在汽車制造、電子制造等行業(yè)中，工控機作為生產線的大腦，精確監(jiān)控和控制各個工序的運行，確保生產線的流暢和高效。
實時數(shù)據采集與監(jiān)控：工控系統(tǒng)能夠連接各種傳感器和檢測設備，實時采集生產現(xiàn)場的溫度、壓力、流量、速度等參數(shù)數(shù)據，并通過監(jiān)控軟件以圖形化界面展示生產狀況，使操作人員能夠直觀了解生產情況并及時作出調整。
二、優(yōu)化生產流程與決策支持
數(shù)據處理與分析：工控系統(tǒng)具備強大的數(shù)據處理能力，可以對采集到的大量數(shù)據進行實時分析、處理和存儲。通過數(shù)據挖掘和算法分析，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據背后的規(guī)律和趨勢，為生產優(yōu)化和決策提供支持。例如，企業(yè)可以利用工控系統(tǒng)分析生產數(shù)據，發(fā)現(xiàn)生產過程中的瓶頸問題，從而采取針對性措施加以解決。
生產報表與統(tǒng)計：工控系統(tǒng)能夠生成各種生產報表和統(tǒng)計數(shù)據，幫助企業(yè)全面了解生產情況，優(yōu)化生產計劃和資源配置。
三、保障生產安全與穩(wěn)定性
安全防護功能：工控系統(tǒng)具備強大的安全防護功能，能夠抵御來自外部的網絡攻擊和惡意軟件的侵擾。通過采用加密技術、防火墻技術、入侵檢測技術等手段，確保生產數(shù)據的機密性、完整性和可用性。同時，工控系統(tǒng)還支持權限管理和訪問控制功能，防止未經授權的訪問和操作。
遠程監(jiān)控與故障診斷：工控系統(tǒng)支持遠程操作和控制功能，操作人員可以在遠程終端上監(jiān)控和控制生產現(xiàn)場的設備，實現(xiàn)遠程維護和故障診斷。這大大提高了故障處理的效率和準確性，降低了生產中斷的風險。
四、推動產業(yè)升級與創(chuàng)新
促進智能制造：隨著工業(yè)4.0時代的到來，智能制造成為工業(yè)發(fā)展的新趨勢。工控系統(tǒng)作為智能制造的核心設備之一，通過集成AI算法和機器學習技術，實現(xiàn)了對生產過程的智能化控制和管理。例如，利用圖像識別技術對產品進行質量檢測；利用預測性維護算法預測設備故障并提前進行維護等。這些智能化應用不僅提高了生產線的自動化水平，還降低了人工干預的成本和風險。
跨行業(yè)應用：工控系統(tǒng)的應用范圍極為廣泛，幾乎涵蓋了現(xiàn)代工業(yè)的所有領域。從基礎的自動化控制到復雜的數(shù)據處理與通訊，工控系統(tǒng)以其強大的計算能力和穩(wěn)定的性能在工業(yè)自動化、制造業(yè)、能源、交通運輸、醫(yī)療設備、安防、軍工以及航空航天等領域發(fā)揮著不可替代的作用。
綜上所述，工控在現(xiàn)代工業(yè)生產中發(fā)揮著至關重要的作用。它不僅是連接生產現(xiàn)場與上層管理系統(tǒng)的橋梁，更是實現(xiàn)智能制造、提高生產效率、保障生產安全的關鍵要素。隨著技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，工控系統(tǒng)的應用前景將更加廣闊。
發(fā)展
工業(yè)控制一向是制約中國裝備行業(yè)乃至產品升級的瓶頸。裝備制造業(yè)是工業(yè)的核心和基礎，決定了國家工業(yè)和科技的水平，以及其在全球分工所占據的地位。
對于機床一類的工業(yè)母機，作為國內的制造商，需要西門子或者三菱提供整體的運動控制解決方案，核心的運動控制產品如直線電機、交流伺服電機和系統(tǒng)等進行精確運動控制的核心部件或是應用解決方案就是由國外的跨國公司整體提供，從產品到技術都是由外企來設計。國內從事機床制造的廠商，更多的是從應用角度來理解這些關鍵部件的功能，怎么使用，最終把它們整合成一套機械設備。這就是在制造業(yè)方面的差距和追趕的方向。
工控，即工業(yè)自動化控制，是工業(yè)自動化技術的重要組成部分。它利用電子電氣、機械、軟件等技術手段，實現(xiàn)工廠的生產和制造過程的自動化、效率化、精確化，并具有可控性和可視性。工控技術的發(fā)展對工業(yè)生產產生了深遠的影響，以下是對工控發(fā)展的簡要概述：
一、工控技術的歷史發(fā)展
硬件革新時期（1935年以前）：這一時期，繼電器開始廣泛應用，但遠距離 通信 還未普及。工控系統(tǒng)面臨的主要問題是如何保證其可靠性和物理安全性。
理論革新時期（1935-1950）：此時期奠定了工業(yè)控制理論及相關標準基礎，工業(yè)控制系統(tǒng)由分散電路控制過渡到集中電路控制。
數(shù)字化時期（1950-1980）：工業(yè)控制系統(tǒng)正式與通信系統(tǒng)及電子計算機結合，開啟了數(shù)字化的新篇章。例如，全球第一個數(shù)字化工業(yè)控制系統(tǒng)建設完成，使用單一計算機控制整個系統(tǒng)。
二、工控技術的應用領域
工控技術的應用領域非常廣泛，包括但不限于大型電站、航空航天、水壩建造、工業(yè)溫控加熱、陶瓷領域等。在這些領域中，工控技術發(fā)揮著不可替代的作用，提高了生產效率和產品質量。
三、工控技術的市場規(guī)模與增長
工控系統(tǒng)及裝備市場的規(guī)模在過去幾年內持續(xù)增長。據市場研究公司統(tǒng)計，該市場在近五年內每年的復合增長率超過10%。預計到2025年，全球工控系統(tǒng)及裝備市場規(guī)模將達到一個新的高度。這一增長主要得益于自動化需求的增加、工業(yè)產業(yè)升級換代以及人工智能技術在工控領域的應用擴大。
四、工控技術的發(fā)展趨勢
智能化：隨著人工智能、大數(shù)據等技術的快速發(fā)展，工控系統(tǒng)及裝備市場將呈現(xiàn)智能化趨勢。智能制造、智能工廠等概念逐漸成為現(xiàn)實，提高了工業(yè)生產的效率和靈活性。
定制化和專用化：工控機行業(yè)正朝著多元化方向發(fā)展，滿足各個領域對工控機產品的個性化和專用化的需求。越來越多的工控機生產廠家為客戶提供定制化、個性化的服務和產品。
嵌入式工控機受歡迎：由于嵌入式工控機的性能可靠、穩(wěn)定性好等特點，在行業(yè)應用日趨廣泛，尤其是對功能、適配度、穩(wěn)定性和體積、功耗等都有嚴格要求的工業(yè)系統(tǒng)應用領域。
服務模式及銷售策略的轉變：客戶更傾向于以工控機為核心的整體解決方案。工控機行業(yè)傳統(tǒng)服務內容正在從只注重硬件轉向軟硬兼顧，傳統(tǒng)服務模式也開始由單一產品擴大到整體系統(tǒng)的解決方案。
綜上所述，工控技術在工業(yè)自動化領域發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著技術的不斷進步和應用領域的拓展，工控技術將繼續(xù)推動工業(yè)生產的自動化、智能化和高效化進程。
工控機
工業(yè)控制計算機，是一種采用總線結構，對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的工具總稱。它具有重要的計算機屬性和特征，如：具有計算機CPU、硬盤、內存、外設及接口、并有實時的操作系統(tǒng)、控制網絡和協(xié)議、計算能力，友好的人機界面等.工控機的主要類別有：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。
主要結構
全鋼機箱
IPC的全鋼機箱是按標準設計的，抗沖擊、抗振動、抗電磁干擾，內部可安裝同PC-bus兼容的無源底板。
無源底板
無源底板的插槽由總線擴展槽組成?？偩€擴展槽可依據用戶的實際應用選用擴展ISA總線、PCI總線和PCI-E總線、PCIMG總線的多個插槽組成，擴展插槽的數(shù)量和位置根據需要有一定選擇，但依據不同PCIMG總線規(guī)范版本各種總線在組合搭配上有要求，如PCIMG1.3版本總線不提供ISA總線支持，該板為四層結構，中間兩層分別為地層和電源層，這種結構方式可以減弱板上邏輯信號的相互干擾和降低電源阻抗。底板可插接各種板卡，包括CPU卡、顯示卡、控制卡、I/O卡等。
工業(yè)電源
早期在以Intel 奔騰處理器為主的之前的工控機主要使用為AT開關電源，與PC機一樣主要采用的是ATX電源，平均無故障運行時間達到 250 000 小時。
CPU卡
IPC的CPU卡有多種，根據尺寸可分為長卡和半長卡，多采用的是桌面式系統(tǒng)處理器，如早期的有386486586PIII，現(xiàn)主流為P4、酷睿雙核等處理器，主板用戶可視自己的需要任意選配。其主要特點是：工作溫度0-60℃；帶有硬件“看門狗”計時器； 也要部份要求低功耗的CPU卡采用的嵌入式系列的CPU。
其他配件
IPC的其他配件基本上都與PC機兼容，主要有CPU、內存、顯卡、硬盤、軟驅、鍵盤、鼠標、光驅、顯示器等。工控機箱標準長度為19英寸，高度為4U。
適用領域
IPC已被廣泛應用于工業(yè)及人們生活的方方面面。 例如：控制現(xiàn)場、路橋控制收費系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、環(huán)境保護監(jiān)測、通訊保障、智能交通管控系統(tǒng)、樓宇監(jiān)控安防、語音呼叫中心、排隊機、POS柜臺收銀機、數(shù)控機床、加油機、金融信息處理、石化數(shù)據采集處理、物探、野外便攜作業(yè)、環(huán)保、軍工、電力、鐵路、高速公路、航天、地鐵、智能樓宇、戶外廣告等等。
工控特點
工控機通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場而設計的計算機，而工業(yè)現(xiàn)場一般具有強烈的震動，灰塵特別多，另有很高的電磁場力干擾等特點，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒有休息。因此，工控機與普通計算機相比必須具有以下特點：
（1） 機箱采用鋼結構，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。
（2）機箱內有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。
（3） 機箱內有專門電源，電源有較強的抗干擾能力。
（4） 要求具有連續(xù)長時間工作能力。
（5） 一般采用便于安裝的標準機箱（4U標準機箱較為常見） 注：除了以上的特點外，其余基本相同。另外，由于以上的專業(yè)特點，同層次的工控機在價格上要比普通計算機偏貴，但一般不會相差太多。
工控機的劣勢 盡管工控機與普通的商用計算機機相比，具有得天獨厚的優(yōu)勢，但其劣勢也是非常明顯的--數(shù)據處理能力差，具體如下：
（1）配置硬盤容量小；
（2）數(shù)據安全性低；
（3）存儲選擇性小。
（4）價格較高。
背景介紹
眾所周知，從20世紀60年代開始，西方國家就依靠技術進步(即新設備、新工藝以及計算機應用)開始對傳統(tǒng)工業(yè)進行改造，使工業(yè)得到飛速發(fā)展。20世紀末世界上最大的變化就是全球市場的形成。全球市場導致競爭空前激烈，促使企業(yè)必須加快新產品投放市場時間(TimetoMarket)、改善質量(Quality)、降低成本(Cost)以及完善服務體系(Service)，這就是企業(yè)的T.Q.C.S.。
雖然計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)結合信息集成和系統(tǒng)集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企業(yè)實現(xiàn)“在正確的時間，將正確的信息以正確的方式傳給正確的人，以便作出正確的決策”，即“五個正確”。然而這種自動化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效益同時是高風險的發(fā)展模式，很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。在我國，中小型企業(yè)以及準大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動化的道路。
自動化
工業(yè)控制自動化主要包含三個層次，從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是基礎自動化和過程自動化。
傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)，基礎自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷，過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成，其硬件、系統(tǒng)軟件和應用軟件的價格之高令眾多企業(yè)望而卻步。
20世紀90年代以來，由于PC-based的工業(yè)計算機(簡稱工業(yè)PC)的發(fā)展，以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網絡組成的PC-based的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業(yè)的幾乎全部大型加熱爐，也拆除了原來DCS或單回路數(shù)字式調節(jié)器，而改用工業(yè)PC來組成控制系統(tǒng)，并采用模糊控制算法，獲得了良好效果。
市場
由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣可*，并且被操作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長遠角度看，PC控制系統(tǒng)維護成本低。
由于可編程控制器(PLC)受PC控制的威脅最大，所以PLC供應商對PC的應用感到很不安。事實上，可編程控制器(PLC)也加入到了PC控制“浪潮”中。
工業(yè)PC在我國得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來看，工業(yè)PC主要包含兩種類型：IPC工控機和CompactPCI工控機以及它們的變形機，如AT96總線工控機等。由于基礎自動化和過程自動化對工業(yè)PC的運行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經不能完全滿足要求，將逐漸退出該領域，取而代之的將是CompactPCI-based工控機，而IPC將占據管理自動化層。國家于2001年設立了“以工業(yè)控制計算機為基礎的開放式控制系統(tǒng)產業(yè)化”工業(yè)自動化重大專項，目標就是發(fā)展具有自主知識產權的PC-based控制系統(tǒng)，在3（5）年內，占領30%（50%）的國內市場，并實現(xiàn)產業(yè)化。
幾年前，當“軟PLC”出現(xiàn)時，業(yè)界曾認為工業(yè)PC將會取代PLC。然而，時至 今日工業(yè)PC并沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統(tǒng)集成原因;另一個是軟件操作系統(tǒng)WindowsNT的原因。一個成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點：一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A見，工業(yè)PC與PLC的競爭將主要在高端應用上，其數(shù)據復雜且設備集成度高。工業(yè)PC不可能與低價的微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間，這些融合的跡象已經出現(xiàn)。
和PLC一樣，工業(yè)PC市場在過去的兩年里保持平穩(wěn)。與PLC相比，工業(yè)PC軟件很便宜。據Frost&Sullivan公司估計，全世界每年7億美元工業(yè)PC市場里，大約8500萬美元為控制軟件，一億美元為操作系統(tǒng)。到2007年會翻一番，工業(yè)PC市場變得非?？捎^。
PLC
詳細介紹
可編程序控制器的英文為Programmable Logic Controller，在二十世紀70-80年代一直簡稱為PC。由于到90年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC；加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美國AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器(PLC-Programmable Logic Controller)，為了方便，仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強調可編程序控制器生產廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。
市場情況
2.1 PLC的發(fā)展歷史
1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國數(shù)字公司研制出了第一代可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。隨著集成電路技術和計算機技術的發(fā)展，已有第五代PLC產品了。
在以改變幾何形狀和機械性能為特征的制造工業(yè)和以物理變化和化學變化將原料轉化成產品為特征的過程工業(yè)中，除了以連續(xù)量為主的反饋控制外，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關量、脈沖量、計時、計數(shù)器、模擬量的越限報警等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產品。在多年的生產實踐中，逐漸形成了PLC、DCS與IPC三足鼎立之勢，如表1，還有其它的單回路智能式調節(jié)器等在市場上占一定的百分比。
在80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。由于PLC機聯(lián)系處理模擬能力和網絡方面功能的進步，擠占了一部分DCS的市場(過程控制)并逐漸壟斷了污水處理等行業(yè)，但是由于工業(yè)PC(IPC)的出現(xiàn)，特別是現(xiàn)場總線技術的發(fā)展，IPC和FCS也擠占了一部分PLC市場，所以PLC增長速度，總的說是漸緩。全世界有200多廠家生產300多品種PLC產品，主要應用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。
2.2 PLC的市場情況
國內PLC生產廠約30家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產能力和名牌產品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產，因此可以說PLC在我國未形成制造產業(yè)。作為原理、技術和工藝均無尖端技術難度的產品，只要努力，是能形成制造產業(yè)的。
在PLC應用方面，我國是很活躍的，每年約新投入10萬臺套PLC產品，年銷售額30億元人民幣，應用的行業(yè)也很廣。但是與其它國家相比，在機械加工及生產線方面的應用，還需要加大投入。
PLC的市場的潛力是巨大的，不僅在我國，即使在工業(yè)發(fā)達的日本也有調查表明，PLC配套的機電一體化產品的比例占42%，采用繼電器、接觸器控制尚有24%。所以說，需要應用PLC的場合還很多，在我國就更是如此了。
從技術創(chuàng)新的角度看，我國大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))，在機械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎，所以PLC市場是廣闊的。
PLC具有穩(wěn)定可靠、價格便宜、功能齊全、應用靈活方便、操作維護方便的優(yōu)點，這是它能持久的占有市場的根本原因，我們下面重點闡述幾個問題，并研究其發(fā)展趨勢。
硬件軟件
3.1 PLC的分類
PLC在90年代已經形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點數(shù)分，可分為:
l 微型PLC: 32 I/O
l 小型PLC: 256 I/O
l 中型PLC: 1024 I/O
l 大型PLC: 4096 I/O
l 巨型PLC: 8195 I/O
有單機支持300回路和65000點I/O的大型系統(tǒng)對應中型PLC以上，均采用16位~32位CPU，微、小型PLC原采用8位CPU，根據通訊等方面要求，有的也改用16位~32位CPU。由于I/O64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點~256點的占31%，合計位整個PLC銷售額的78%，所以對微、小型PLC應多加研究。
3.2 PLC的硬件
PLC控制器本身的硬件采用積木式結構，各廠家產品結構大同小異。以日本歐姆龍C200HE為例，為總線模板框式結構，基本框架(CPU母板)上裝有CPU模板，其它槽位裝有I/O模板;如果I/O模板多時，可由CPU母板經I/O擴展電纜連接I/O擴展母板，在其上裝I/O模板;另一種方法是配備遠程I/O從站等。這些都說明了PLC廠家將硬件各部件均向用戶開發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的PLC，而且這種硬件配置的開放性，為制造商、分銷商(代理商)、系統(tǒng)集成商、最終用戶帶來很多方便，為營銷供應鏈帶來很大便利，這是一大成功經驗。
PLC內的I/O模板，除一般的DI/DO、AD/DA模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能的I/O模板，這為PLC用于各行各業(yè)打開了出路，如用于條形碼識別的ASCII/BASIC模板，用于反饋控制的PID模板，用于運行控制、機械加工的高速計數(shù)模板、單軸位置控制模板、雙軸位置控制模板、凸輪定位器模板、射頻識別接口模板等，這在以后還會有很大發(fā)展。另外在輸入、輸出的相關元件、強干擾場合的輸入、輸出電隔離、地隔離等方面也會更加完善。
PLC中的CPU與存儲器配合，完成控制功能。它與DCS系統(tǒng)處理溫度、壓力、流量等參數(shù)的系統(tǒng)不同，采用快速的巡回掃描周期，一般為0.1~0.2s，更快的則選用50ms或更小的掃描周期。它是一個數(shù)字采樣控制系統(tǒng)。
3.3 PLC的軟件
為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯形圖，而編制了一套控制算法功能塊(或子程序)，稱為指令系統(tǒng)，固化在存貯器ROM中，用戶在編制應用程序時可以調用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴展指令。細分一般PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令、定時器/計數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉換指令、BCD運算指令、二進制運算指令、增量/減量指令、邏輯運算指令、特殊運算指令等，這些指令多是類似匯編語言。另外PLC還提高了充足的計時器、計數(shù)器、內部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內部資源，為編程帶來極大方便。
編程語言
IEC61131-3
由于各PLC廠家產品在指令系統(tǒng)上的差異及編程方法上用戶要求不同，IEC制訂了基于Windows的編程語言標準IEC61131-3(1993年IEC頒布可編程序控制器的國際標準IEC1131)，它規(guī)定了指令表(IL)、梯形圖(LD)、順序功能圖(SFC)、功能塊圖(FBD)、結構化文本(ST)五種編程語言。這包括了文本化編程(IL、ST)和圖形編程(LD、FBD)兩個方面，而SFC則在兩類編程語言中均可使用。IEC技術委員會(TC65)進來開展了
IEC61499項目，將IEC61131-3進行了擴展，它是針對通過通信網絡互聯(lián)的模塊化分布系統(tǒng)的體系結構的標準，將對IEC61131-3有所改善。這是以數(shù)字技術為基礎的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標準化文件，是PLC發(fā)展的一大趨勢。
發(fā)展趨勢
一個或若干PLC與PC機聯(lián)出系統(tǒng)，PC機起到原編程器及人機界面操作站的作用，這20世紀90年代的新潮流，這樣為系統(tǒng)集成帶來了商機，同時編程軟件和人機界面軟件(監(jiān)控軟件或稱組態(tài)軟件)及軟件接口(或稱驅動軟件)也得到了發(fā)展。
PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網絡。由于數(shù)據通訊技術發(fā)展很快，用戶對開放性要求很強烈，現(xiàn)場總線技術及以太網技術也同步發(fā)展，所以PLC構成的PCS系統(tǒng)比DCS的開放性所處的現(xiàn)狀稍好一些。羅克韋爾AB公司已形成了多層結構體系，即Ether Net、Control Net、Device Net及Asi等現(xiàn)場總線(原DH+網也可兼容)。西門子公司在Profibus-DP通訊網絡及Profibus-FMS網絡以外，提出了S7 Routing網絡，即Profibus-DP和Industrial Enternet兩層結構。網絡還在發(fā)展，我國應已積極的姿態(tài)投入其中。
2001年我國機械工業(yè)成為工業(yè)發(fā)展新亮點，總產值比上年增長17.15%，汽車產量為世界前10位，機床產量為世界第5位。機械工業(yè)利潤增長33.35%，占整個工業(yè)新增利潤六成多。出口同樣出現(xiàn)可喜的增長。機械工業(yè)提出要實施網絡化，對這一點，PLC從業(yè)人員應有清醒的認識，應對網絡化的開放性、網絡構成的性能/價格比和網絡的可靠性、安全性、先進性上特別下功夫。
網絡向上連是互聯(lián)網問題，向下連是現(xiàn)場總線問題，另外現(xiàn)有網絡能否用以太網“e網到底”方式、網絡采用客戶器/服務器方式、瀏覽器/服務器方式、生產者/消費者方式、接口軟件采用OPC方式等問題都有待進一步落實。PLC與智能MCC馬達控制中心、與數(shù)控機床配套的NC/CNC數(shù)控設備，以及與其它運行控制系統(tǒng)、電控設備、變頻器和軟起動器等連成系統(tǒng);PLC要與DCS分工合作，充當DCS的遠程I/O站等;PLC要與IPC分工合作，除用IPC作人機界面外，作軟件PLC的I/O部件也是可行的;此外還有PLC與緊急停車安全系統(tǒng)(ESD，Emergency Shut Down Systems)的關系、與立體倉庫、機器人、CAD/CAM等等都要處理好關系。總之，PLC要兼容各種新技術，使PLC成為真正意義上的“電腦”。
PLC的應用領域是寬闊的，還有許多領域急待開拓，如用于海關過境車輛認證、自動售藥(若干中藥店)在我國已有實例。另外，在離散事件系統(tǒng)中，如公路網交通流(車輛計數(shù)、乘客計數(shù)及停留時間計量)、物流系統(tǒng)、柔行制造系統(tǒng)(敏捷制造系統(tǒng))及一切非標準隨服務系統(tǒng)中，均可以采用PLC，進而建模和采取對策并優(yōu)化。PLC的前途一片美好，一切悲觀的論點是站不住腳的。至于技術進步，PLC與其它技術融合以至消失，那還需要一定的時間!
工控行業(yè)
工控行業(yè)的產品和技術非常特殊。為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計算機。隨著社會信息化的不時深入，屬于中間產品。關鍵性行業(yè)的關鍵任務將越來越多地依靠工控機，而以IPC為基礎的低利息工業(yè)控制自動化正在成為主流，外鄉(xiāng)工控機廠商所受到重視水平也越來越高。隨著電力、冶金、石化、環(huán)保、交通、建筑等行業(yè)的迅速發(fā)展，從數(shù)字家庭用的機頂盒、數(shù)字電視，銀行柜員機、高速公路收費系統(tǒng)、加油站管理、制造業(yè)生產線控制，金融、政府、國防等行業(yè)信息化需求不時增加，對工控機的需求很大，工控機市場發(fā)展前景十分廣闊，讓我們看一下工控機行業(yè)未來會是什么樣子的。
1、向綜合方向發(fā)展
由于標準化數(shù)據通信線路和通信網絡的發(fā)展，將各種單(多)回路調節(jié)器、PLC、工業(yè)比、NC等工控設備構成大系統(tǒng)，以滿足工廠自動化要求，并適應開放化的大趨勢。
2、向智能化方向發(fā)展
由于數(shù)據庫系統(tǒng)、推理機能等的發(fā)展，尤其是知識庫系統(tǒng)(KBS)和專家系統(tǒng)(ES)的應用，如自學習控制、遠距離診斷和自尋優(yōu)等，人工智能會在DCS各級實現(xiàn)。和FF現(xiàn)場總線類似，以微處理器為基礎的智能設備，如智能I/O智能PID控制、智能傳感器、變送器、執(zhí)行器、智能人接口及可編程調節(jié)器相繼出現(xiàn)。
3、簡單操作方向
對于工控機，能夠簡單操作是最好的，這也將成為未來的發(fā)展方向，簡易操作可以改善人機接口，簡化編程、操作面板使用符號鍵，盡量采用對話方式等，以方便用戶使用。
儀表發(fā)展
產品介紹
工控儀表重點發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務領域，推進儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網絡化，完成 自動化儀表從模擬技術向數(shù)字技術的轉變，5年內數(shù)字儀表比例達到60%以上；推進具有自主版權自動化軟件的商品化。
儀器儀表
電工儀器儀表重點發(fā)展長壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測儀表和電網計量自動管理系統(tǒng)。2005年，中低檔電工儀器儀表國內市場占有率要達到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國內市場占有率達到80%。
測試儀器
科學測試儀器重點發(fā)展過程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎產業(yè)所需的汽車零部件動平衡、動力測試及整車性能檢測儀、大地測量儀器、電子速測儀、測量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗機、實驗室儀器等新產品。產品以技術含量較高的中檔產品為主，到2005年在總產值中占50%～60%。
環(huán)保儀器
環(huán)保儀器儀表重點發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測自動化控制系統(tǒng)產品，2005年技術水平達到20世紀90年代后期國際先進水平，國內市場占有率達到50%～60%，到2010年國內市場占有率達到70%以上。
儀器儀表
儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開發(fā)出一批適銷對路、市場效果好的產品，品種占有率達到70%～80%，高檔產品市場占有率達60%以上；通過科技攻關、新品開發(fā)，使產品質量水平達到國際20世紀90年代末水平，部分產品接近國外同類產品先進水平。
電測儀器
信息技術電測儀器主要發(fā)展電測儀器軟件化、智能化技術，總線式自動測試技術，綜合自動化測試系統(tǒng)，新型元器件測量技術及測試儀器，在線測試技術，信息產業(yè)產品測試技術，多媒體測量技術以及相應測試儀器，用電監(jiān)控管理技術等。
工控系統(tǒng)
工控系統(tǒng)是指由工控電腦與工業(yè)過程控制部件組成的自動控制系統(tǒng)，在沒有人為因素干涉的情況下，利用相關設備來控制機器按照預定的規(guī)律運行，以保證生產出合格的產品。
工控系統(tǒng)有哪些類型？
工控系統(tǒng)主要包括DCS（分布式控制系統(tǒng)）、PLC（可編程邏輯控制器）、RTU（遠程終端）以及SCADA（數(shù)據采集與監(jiān)控系統(tǒng)）等。但它們各自的特點、應用范圍、使用場合、規(guī)模大小和通信技術都是有區(qū)別的。
工控電腦
工控電腦是指基于嵌入式系統(tǒng)的操作平臺，可實現(xiàn)當前廣泛使用的工控機、平板電腦、HMI（人機界面）等產品的功能，直接支持彩色觸摸屏操作，更帶有模擬量輸入、開關量輸出接口，支持音視頻編解碼、網絡化傳輸，可直接搭建小型控制系統(tǒng)或作為安防、工控相關操作終端。
工控系統(tǒng)，全稱為工業(yè)控制系統(tǒng)（Industrial Control Systems, ICS），是指由各種自動化控制組件以及對實時數(shù)據進行采集、監(jiān)測的過程控制組件共同構成的，確保工業(yè)基礎設施自動化運行、過程控制與監(jiān)控的業(yè)務流程管控系統(tǒng)。以下是對工控系統(tǒng)的詳細解析：
一、定義與組成
定義：工控系統(tǒng)是由計算機設備與工業(yè)過程控制部件組成的自動控制系統(tǒng)，通過電子電氣、機械、軟件組合實現(xiàn)工業(yè)自動化控制，使工廠的生產和制造過程更加自動化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。
核心組件：包括數(shù)據采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、可編程邏輯控制器(PLC)、遠程終端(RTU)、人機交互界面設備(HMI)等，以及確保各組件通信的接口技術。
二、主要功能
工控系統(tǒng)的主要目標是實現(xiàn)工業(yè)自動化生產線的物流控制、設備信息監(jiān)控及診斷處理，其主要功能包括：
設備管理：對工業(yè)設備進行全面管理，包括設備的狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和預防性維護。
任務管理：根據生產計劃，對生產任務進行分配、調度和執(zhí)行監(jiān)控。
日志管理：記錄系統(tǒng)運行過程中的關鍵事件和操作日志，便于后續(xù)分析和審計。
調度管理：對生產資源進行合理調度，確保生產任務的順利完成。
診斷管理：對系統(tǒng)故障進行快速診斷和定位，減少停機時間，提高生產效率。
系統(tǒng)仿真：通過仿真技術，對生產過程進行模擬和優(yōu)化，提高生產效率和產品質量。
三、應用領域
工控系統(tǒng)廣泛應用于各行各業(yè)，如電力、能源、化工行業(yè)、運輸、制造（汽車、航空航天和耐用品）、制藥、造紙、食品加工等。隨著國家及政策對工控安全的不斷重視和支持，工控系統(tǒng)將在更多領域發(fā)揮重要作用。
四、系統(tǒng)架構
在典型的工控系統(tǒng)中，一般包括四個層級：
現(xiàn)場設備層：包括各種傳感器、執(zhí)行器等現(xiàn)場設備，負責采集生產過程中的各種數(shù)據。
現(xiàn)場控制層：主要由PLC等控制設備組成，負責對現(xiàn)場設備進行直接控制。
過程監(jiān)控層：通過SCADA等系統(tǒng)對生產過程進行實時監(jiān)控和數(shù)據分析。
生產管理層：負責生產計劃制定、任務調度和資源分配等高級管理功能，與企業(yè)資源層中的ERP軟件對接。
五、安全挑戰(zhàn)
隨著工控系統(tǒng)的廣泛應用，其面臨的安全挑戰(zhàn)也日益嚴峻。工控系統(tǒng)的信息安全隱患分布于其架構的所有層級，包括網絡攻擊、病毒傳播、數(shù)據泄露等風險。因此，加強工控系統(tǒng)的安全防護，確保其穩(wěn)定運行和數(shù)據安全，是當前亟待解決的問題。
六、發(fā)展趨勢
未來，工控系統(tǒng)將朝著更加智能化、網絡化、集成化的方向發(fā)展。隨著物聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能等技術的不斷融入，工控系統(tǒng)將具備更強的自學習能力、自適應能力和自組織能力，為工業(yè)生產帶來更大的便利和效益。同時，隨著國家對工控安全的重視程度不斷提高，工控系統(tǒng)的安全防護能力也將得到進一步加強。
主板廠家
工控主板，即工業(yè)控制主板，是專為工業(yè)控制環(huán)境設計的計算機主板。這些主板通常具有更高的穩(wěn)定性、可靠性和耐用性，以適應工業(yè)現(xiàn)場的復雜環(huán)境。以下是一些知名的工控主板廠家：
一、國際知名品牌
Advantech（研華）
簡介：研華科技是全球領先的工業(yè)自動化和嵌入式計算機解決方案提供商。其工控主板產品系列豐富，廣泛應用于各種工業(yè)領域。
特點：研華工控主板以其高穩(wěn)定性、高可靠性和強大的擴展能力而著稱。
ASRock（華擎）
簡介：華擎科技是一家專注于主板和桌上型迷你計算機產品的公司，其工控主板在市場上也有一定的影響力。
特點：華擎工控主板以性價比高、性能穩(wěn)定而受到用戶的喜愛。
DFI
簡介：DFI是一家專業(yè)的工業(yè)計算機和嵌入式系統(tǒng)制造商，其工控主板產品在全球市場上享有較高的聲譽。
特點：DFI工控主板以其出色的穩(wěn)定性和可靠性而聞名，廣泛應用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。
AAEON
簡介：AAEON是凌華科技旗下的品牌，專注于工業(yè)計算機和嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)和生產。
特點：AAEON工控主板以其高性能、低功耗和緊湊的設計而受到用戶的青睞。
二、國內知名品牌
簡介：研祥智能科技股份有限公司是中國最大的特種計算機研究、開發(fā)、制造、銷售和系統(tǒng)集成的高科技企業(yè)。其工控主板產品在國內市場上占據領先地位。
特點：研祥工控主板以高穩(wěn)定性、高可靠性和強大的定制化能力而著稱，廣泛應用于各種工業(yè)領域。
研華AIMB系列
簡介：研華AIMB系列工控主板是研華科技推出的高端工業(yè)主板產品，專為工業(yè)自動化和嵌入式應用而設計。
特點：該系列主板具有出色的性能、穩(wěn)定性和可靠性，同時提供了豐富的擴展接口和定制化選項。
其他國內品牌
此外，國內還有許多其他知名的工控主板品牌，如西門子、達林塔馳、素樸物聯(lián)、偉恒、凌壹、飛騰、鳴創(chuàng)科技、聯(lián)想、觸想、凌華等。這些品牌都在工控主板領域有著豐富的經驗和強大的技術實力。
三、選擇工控主板廠家的建議
在選擇工控主板廠家時，建議考慮以下幾個方面：
品牌知名度：選擇知名品牌可以保障產品的質量和售后服務的可靠性。
產品性能：根據具體的應用需求選擇合適的產品性能，包括處理能力、擴展接口、穩(wěn)定性等。
定制化能力：如果項目有特殊需求，可以考慮選擇具有強大定制化能力的廠家。
售后服務：良好的售后服務能夠保障產品的長期使用和維護。
綜上所述，工控主板廠家眾多，各有特色。在選擇時，應根據具體的應用需求和預算進行綜合考慮。
工控電腦
一、定義與特性
定義：工控電腦是一種專為工業(yè)控制領域設計的計算機系統(tǒng)，它集成了高性能、高可靠性和高擴展性等特點，是工業(yè)自動化和智能化不可或缺的關鍵設備。
特性：
高性能：工控電腦通常采用高性能的處理器，以確保在復雜的工業(yè)環(huán)境中能夠快速、準確地處理數(shù)據。
高可靠性：其硬件和軟件設計都具有很高的可靠性，能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境中長時間穩(wěn)定運行。
高擴展性：工控電腦具有很強的輸入輸出功能，可以根據實際需求進行擴展，以滿足不同工業(yè)現(xiàn)場的需求。
二、硬件組成
工控電腦的硬件部分是基于嵌入式處理器的電腦平臺，主要包括：
彩色觸摸屏顯示：尺寸范圍通常在5.7-12.1英寸之間，便于直觀操作和監(jiān)控。
網絡接口及串行通信接口：如以太網絡接口和兩個串行通信接口，用于與其他設備進行通信和數(shù)據傳輸。
模擬量輸入與開關量輸出接口：支持多種信號的輸入輸出，滿足工業(yè)現(xiàn)場的各種控制需求。
其他外圍設備：如內置MIC和小型揚聲器等，提供音頻輸入輸出功能。
三、軟件系統(tǒng)
工控電腦的軟件系統(tǒng)通常采用嵌入式操作系統(tǒng)，如Linux或Windows Embedded等，這些操作系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、占用硬件資源低、可裁減等特點。此外，工控電腦還配備了自主產權的嵌入式組態(tài)軟件，支持用戶根據實際需求進行定制開發(fā)，大大減少了應用系統(tǒng)的開發(fā)周期和成本。
四、應用領域
工控電腦在工業(yè)自動化、制造業(yè)、能源、交通、安防等多個領域有著廣泛的應用。例如：
工業(yè)自動化：工控電腦可以用于實時監(jiān)測和控制生產過程中的各種參數(shù)，如溫度、壓力、速度等，確保生產過程的穩(wěn)定進行。
制造業(yè)：在汽車制造、電子裝配線、機械加工等行業(yè)，工控電腦用于控制機器人、數(shù)控機床、自動化流水線等，實現(xiàn)精準高效的生產流程控制。
能源與電力：工控電腦在電力行業(yè)中負責監(jiān)控設備狀態(tài)、調節(jié)電力輸出、預防故障等，確保電網的安全穩(wěn)定運行。
安防監(jiān)控：在大型公共場所或重要設施的安全監(jiān)控系統(tǒng)中，工控電腦處理視頻流數(shù)據，進行人臉識別、行為分析等高級應用，增強安全防護能力。
五、發(fā)展趨勢
隨著工業(yè)4.0和智能制造的興起，工控電腦正朝著更加智能化、網絡化、模塊化和定制化的方向發(fā)展。未來的工控電腦將更加注重與其他智能設備的互聯(lián)互通，實現(xiàn)生產過程的全面數(shù)字化和智能化控制。同時，隨著嵌入式技術和云計算技術的不斷發(fā)展，工控電腦的性能和功能將得到進一步提升和拓展。
綜上所述，工控電腦作為工業(yè)自動化和智能化的核心設備之一，在現(xiàn)代工業(yè)生產中發(fā)揮著至關重要的作用。隨著技術的不斷進步和應用領域的不斷拓展，工控電腦的市場前景將更加廣闊。
觸摸屏
工控觸摸屏（Industrial Touchscreen）是專門設計用于工業(yè)環(huán)境中的觸控顯示設備。以下是對工控觸摸屏的詳細介紹：
一、定義與特點
工控觸摸屏結合了傳統(tǒng)的操作鍵盤和顯示器，通過用戶直接在屏幕上進行操作來實現(xiàn)對設備或系統(tǒng)的控制。它通常用于監(jiān)控和控制工業(yè)過程、設備和系統(tǒng)，提供用戶與系統(tǒng)之間的互動界面。與消費電子產品中的觸摸屏不同，工控觸摸屏在設計時考慮了工業(yè)環(huán)境的特殊要求，如耐用性、抗干擾性和環(huán)境適應性。
二、功能
工控觸摸屏具備多種功能，使其成為工業(yè)自動化系統(tǒng)中重要的人機交互接口。以下是一些主要功能：
1、觸摸操作：現(xiàn)代工控屏通常配備電阻式或電容式觸摸屏，使用戶能夠通過簡單的觸摸操作來控制機器和進程。
2、實時數(shù)據顯示：工控觸摸屏能夠實時顯示來自傳感器和控制系統(tǒng)的數(shù)據，如溫度、壓力、速度、流量等，幫助操作員及時了解設備狀態(tài)和生產過程。
3、報警提示：當工業(yè)過程中出現(xiàn)異常或設備故障時，工控觸摸屏能夠發(fā)出報警提示，幫助操作員及時采取措施。
4、遠程控制：隨著網絡技術的發(fā)展，工控觸摸屏可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和操作，提高了系統(tǒng)的靈活性和便捷性。
5、多語言支持：為了滿足全球化的需求，工控觸摸屏通常支持多種語言，方便不同國家的用戶操作。
6、網絡通信：工控觸摸屏通常具備以太網、RS232/485、CAN等多種通信接口，可以與PLC、DCS、PC和其他工控設備進行數(shù)據交換。
此外，工控觸摸屏還具備圖形界面、趨勢分析、配方管理、日志記錄、用戶權限管理、編程和調試、外設支持等功能，以滿足不同工業(yè)應用的需求。
三、應用領域
工控觸摸屏廣泛應用于各個領域，包括但不限于：
1、工業(yè)自動化?
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