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                                                                                         工控机基础知识
工业个人计算机(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、医 疗、电力、交通、网络、金融、军工、消费电子、石油、化工、环保及人们生活的方方面面。
IPC的技术特点的技术特点的技术特点的技术特点:
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卡及各功能卡皆使用插板式结构,并带有压杆(或者橡胶垫)软锁定,提高了抗冲击、抗振动能力。
 3、机箱内装有双风扇,微正压对流排风,并装有滤尘网用以防尘。
4、配有高度可靠的工业开关电源,并有过压、过流保护,也是最有关键的。
5、电源带有物理锁开关,可防止非法开、关。
6、具有自诊断功能。
7、可视需要选配I/O模板,ISA/PCI总线的各类采集卡都可以选择。
 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、特殊行业可选采用无源母板(底板),方便系统升级。
 IPC的主要结构的主要结构的主要结构的主要结构:
1、全钢机箱 IPC的全钢机箱是按标准设计的,抗冲击、抗振动、抗电磁干扰,内部可安装同PC-bus兼容的无源底板。
2、无源底板 无源底板的插槽由ISA和PCI总线的多个插槽组成,ISA或PCI插槽的数量和位置根据需要有一定选择,该板为四层结构,中间两层分别为地层和电源层, 这种结构方式可以减弱板上逻辑信号的相互干扰和降低电源阻抗。底板可插接各种板卡,包括CPU卡、显示卡、控制卡、I/O卡等。
 3、工业电源 为ATX电源,平均无故障运行时间达到25000小时,最长可以达到50000小时。
 4、CPU卡 IPC的CPU卡有多种,目前西马特标准机型采用的是最常用的酷睿级别G41/945GC长卡。
 5、其他配件: IPC的其他配件基本上都与PC机兼容,主要有CPU、内存、显卡、硬盘、软驱、键盘、鼠标、光驱、显示器,现在还增加了CF卡、DVD刻录机、U盘等等。

 当然,工控机没有PC上的AGP插槽,所以大多的主板上都集成了显卡,如需要独立显卡则需要根据显卡接插件类型选择无源底板。

工控机厂商概况:

一、目前国内市场上的IPC主要品种及其评价如下:

 ●台湾工控机厂商: 主要有研华、威强、艾讯、磐仪、大众、博文、研扬,凌华、盛博等,产品富有特色,市场定位也有高低不同。主要都是通过经销代理渠道,对最终用户的关怀不够,服务上由于备品、人员等因素,不是非常理想,但也在改进。

●国内工控机厂商: 最突出的就是研祥evoc,1993年成立,发展非常迅速,2003年在香港上市,已经与台湾的研华达到分庭抗礼的局面。华北工控、诺达佳等是主流机型的市场追随厂商,发展也较迅速,产品市场定位中低档,对某些新型行业(如监控DVR、网络防火墙等)的反应比较快,有一定用户群。威达惠尔、康拓、华控、联想天工等较早厂商的机型及性能略显落后,基本沦为代理经销商。

 ●其他国外品牌: 主要有德国控创(收购了ICS)、西门子、阿波罗等,产品价格很高,但机型很少,服务不是很到位,主要在一些对价格不敏感的行业,有少量但固定的客户。

工控机典型实例介绍:

二、以西马特SIPC-610CK常规机型为例,分析IPC的特点和结构:

 (一)、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,并有带橡胶的压条锁定,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。

(二)、IPC的主要结构:

1、全钢机箱 IPC的全钢机箱是按标准设计的,抗冲击、抗振动、抗电磁干扰,内部可安装同PC-bus兼容的无源底板。

2、 无源底板 无源底板的插槽由ISA和PCI总线的多个插槽组成,ISA或PCI插槽的数量和位置根据需要有一定选择,该板为四层结构,中间两层分别为地层和电源层,这种结构方式可以减弱板上逻辑信号的相互干扰和降低电源阻抗。底板可插接各种板卡,包括CPU卡、显示卡、控制卡、I/O卡等。

3、 工业电源 为AT开关电源,平均无故障运行时间达到50000小时。

4、CPU卡 IPC的CPU卡有多种,根据尺寸可分为长卡和半长卡,根据处理器可分为586、PII/PIII、P4主板,用户可视自己的需要任意选配。其主要特点是:工作温度0-60℃;装有“看门狗”计时器;。

5、 其他配件: IPC的其他配件基本上都与PC机兼容,主要有CPU、内存、显卡、硬盘、软驱、键盘、鼠标、光驱、显示器等。

、一般用户对工控机的选配:

1、 机箱: 西马特SIPC-610机箱。

2、主板 目前可供选用的有CPU长卡加无源底板或者是ATX母版两种。 在客户对PCI数量要求比较多或者一定要ISA插槽的时候采用610CK的配置,如没有此要求可以选配610ATX配置

 3、CPU 要求CPU为1333外频,775针封装

4、内存 DDR2或者DDR3台式机内存,最大支持单通道4G。

5、硬盘 标配SATA2 500G硬盘,也可根据需要选择容量,但是要向采购咨询硬盘差价。

6、显卡 集成显卡 , 若显示要求高时也可选配显卡。

 7、软驱、光驱、键盘、鼠标、显示器可任选。 一般用户所配功能卡:(一般由用户自己采购一般由用户自己采购一般由用户自己采购一般由用户自己采购)

1〉、串口通信卡 实现串口通讯,RS-232方式为近距离通讯(理论15米),RS-422/485方式可实现远程通讯(1.2KM不加中继),PCI/ISA总线接口,可选4/8端口。(MOXA卡台湾品牌)

〈2〉、网卡 建立Windows 下的局域网或对等网,实现数据传送或共享。

〈3〉、modem 数据远程传送的需要,可选。

〈4〉、视频采集卡 康银、德加拉、大恒、天敏等,可以实现摄像头图像的采集压缩,硬盘录像行业通畅需要多片此卡。

〈5〉、语音卡 证券电话委托交易、callcenter等系统,需要加语音卡对音频信号进行采集处理。(相关品牌:东进等)

 传统工控机发展趋势: 小型化,高集成性,高可靠性,低发热性,高性能性,抗震性。

应用行业:

电力自动化

· 变电站综合自动化系统· 大型电力变压器超高频局部放电信号的采集与存储系统 · 电力22万伏变压器数字保护装置系统 · 电力调度系统 · 发电厂循环系统 · 锅炉一次风粉在线监测系统 · 全数字式静态励磁系统控制 · 柔性控制的供配电系统 · 水电站通风控制系统 · 水电站远程监控 · 无人值守高频开关微机型直流电源柜 · 箱式变电站控制 · 移动式电网谐波分析仪 · 直流电源柜计算机控制系统 · 智能配电系统 电信监控 · 电信动力环境机房监控 · 光缆监测控制系统 · 无限通信机站蓄电池监控系统 · 通信局房的动力设备与机房环境的集中监控 钢铁自动化 · 钢厂能源调度系统 · 钢厂生产环节统一监控和信息嵌入式系统 · 炼铁炉优化系统 · 热轧精轧出口带钢质量数据PDA监控管理系统 · 烟尘浓度监测系统 · 轧钢主拖动设备集中监控系统 智能交通 · 城市轻轨检票系统 · 磁浮列车电源监控系统 · 高速公路收费系统 · 基于软PLC的列车真空集便监控系统 · 集装箱码头货物装卸监控系统 交通 ·高速公路收费 ·电子警察 ·导航 ·车载PC

设备与机械制造

 · 压力气密试验的精确控制系统 · X射线机高压/光转换系统 · 板带箔轧机厚度自动控制系统 · 吹塑中空成型机 · 磁悬浮主动吸振器 · 电梯无人职守控制系统 · 电子老化线自动控制管理系统 · 发动机状态监测(噪声/振动) · 分布式烧结机监控系统 · 分布式液压机具性能校验系统 · 高精度力矩测试仪 · 高压断路器在线监测系统 · 核燃料存储设备的破损监测系统 · 飞锤测试台监控 · 基于IPC的感应淬火机床数控系统 · 卷烟生产自动贴标系统 · 粒子加速器监控 · 流量计计算机测试系统 · 轮胎定型硫化机 · 内燃机车辅助电机综合试验台测控系统 · 汽车厂变速箱装配线制造执行系统 · 全自动EVA射出发泡成型机控制系統 · 数控活塞异形外圆车床 · 太阳磁场望远镜高压组合及同步控制系统 · 铁路局编组站空压站自动监测控制系统 · 凸轮轮廓在线测量系统 · 微机控制荧光磁粉探伤机 · 压铸机监控系统 · 烟草包装机械控制系统 · 烟厂空调控制 · 智能抄表系统 · 自动探针测试台 · 最大似然估计信号测量滤波

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市政自动化 · 城市煤气控制系统 · 管道煤气监控系统(CompactPCI) · 基于软PLC与GSM的煤气管道监测系统 · 天然气监测系统

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所谓行业,是指电力自动化、智能交通、自动化现场、通讯电信、网络安全、医疗设备、数控机床、纺织机械等等,这些平常都有可能接触却没有感受到的行业,几乎处处都有工控机在其中默默工作,自然,这些行业都是工控机的用户啊

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