工控工控行業(yè)

工業(yè)控制一向是制約中國(guó)裝備行業(yè)乃至產(chǎn)品升級(jí)的瓶頸。裝備制造業(yè)是工業(yè)的核心和基礎(chǔ)，決定了國(guó)家工業(yè)和科技的水平，以及其在全球分工所占據(jù)的地位。

對(duì)于機(jī)床一類的工業(yè)母機(jī)，作為國(guó)內(nèi)的制造商，需要西門(mén)子或者三菱提供整體的運(yùn)動(dòng)控制解決方案，核心的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品如直線電機(jī)、交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)等進(jìn)行精確運(yùn)動(dòng)控制的核心部件或是應(yīng)用解決方案就是由國(guó)外的跨國(guó)公司整體提供，從產(chǎn)品到技術(shù)都是由外企來(lái)設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)從事機(jī)床制造的廠商，更多的是從應(yīng)用角度來(lái)理解這些關(guān)鍵部件的功能，怎么使用，最終把它們整合成一套機(jī)械設(shè)備。這就是在制造業(yè)方面的差距和追趕的方向。

工控概述

眾所周知，從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，西方國(guó)家就依靠技術(shù)進(jìn)步(即新設(shè)備、新工藝以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用)開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)進(jìn)行改造，使工業(yè)得到飛速發(fā)展。20世紀(jì)末世界上最大的變化就是全球市場(chǎng)的形成。全球市場(chǎng)導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)空前激烈，促使企業(yè)必須加快新產(chǎn)品投放市場(chǎng)時(shí)間(TimetoMarket)、改善質(zhì)量(Quality)、降低成本(Cost)以及完善服務(wù)體系(Service)，這就是企業(yè)的T.Q.C.S.。

雖然計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)結(jié)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(shí)現(xiàn)“在正確的時(shí)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(gè)正確”。然而這種自動(dòng)化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效益同時(shí)是高風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展模式，很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。在我國(guó)，中小型企業(yè)以及準(zhǔn)大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動(dòng)化的道路。

工控自動(dòng)化

工業(yè)控制自動(dòng)化主要包含三個(gè)層次，從下往上依次是基礎(chǔ)自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化，其核心是基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化。

傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)，基礎(chǔ)自動(dòng)化部分基本被PLC和DCS所壟斷，過(guò)程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化部分主要是由各種進(jìn)口的過(guò)程計(jì)算機(jī)或小型機(jī)組成，其硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的價(jià)格之高令眾多企業(yè)望而卻步。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于PC-based的工業(yè)計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)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(wǎng)絡(luò)組成的PC-based的自動(dòng)化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)自動(dòng)化的重要途徑。我國(guó)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(lái)DCS或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器，而改用工業(yè)PC來(lái)組成控制系統(tǒng)，并采用模糊控制算法，獲得了良好效果。

工控市場(chǎng)

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(hù)人員接受，所以，一個(gè)接一個(gè)的制造商至少在部分生產(chǎn)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(jí)的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，PC控制系統(tǒng)維護(hù)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(yīng)商對(duì)PC的應(yīng)用感到很不安。事實(shí)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(guó)得到了異常迅速的發(fā)展。從世界范圍來(lái)看，工業(yè)PC主要包含兩種類型：IPC工控機(jī)和CompactPCI工控機(jī)以及它們的變形機(jī)，如AT96總線工控機(jī)等。由于基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化對(duì)工業(yè)PC的運(yùn)行穩(wěn)定性、熱插拔和冗余配置要求很高，現(xiàn)有的IPC已經(jīng)不能完全滿足要求，將逐漸退出該領(lǐng)域，取而代之的將是CompactPCI-based工控機(jī)，而IPC將占據(jù)管理自動(dòng)化層。國(guó)家于2001年設(shè)立了“以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的開(kāi)放式控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”工業(yè)自動(dòng)化重大專項(xiàng)，目標(biāo)就是發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PC-based控制系統(tǒng)，在3(5年內(nèi)，占領(lǐng)30%(50%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

幾年前，當(dāng)“軟PLC”出現(xiàn)時(shí)，業(yè)界曾認(rèn)為工業(yè)PC將會(huì)取代PLC。然而，時(shí)至 今日工業(yè)PC并沒(méi)有代替PLC，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是系統(tǒng)集成原因;另一個(gè)是軟件操作系統(tǒng)WindowsNT的原因。一個(gè)成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點(diǎn)：一是所有工作要由一個(gè)平臺(tái)上的軟件完成;二是向客戶提供所需要的所有東西。可以預(yù)見(jiàn)，工業(yè)PC與PLC的競(jìng)爭(zhēng)將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度高。工業(yè)PC不可能與低價(jià)的微型PLC競(jìng)爭(zhēng)，這也是PLC市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的一部分。從發(fā)展趨勢(shì)看，控制系統(tǒng)的將來(lái)很可能存在于工業(yè)PC和PLC之間，這些融合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。

和PLC一樣，工業(yè)PC市場(chǎng)在過(guò)去的兩年里保持平穩(wěn)。與PLC相比，工業(yè)PC軟件很便宜。據(jù)Frost&Sullivan公司估計(jì)，全世界每年7億美元工業(yè)PC市場(chǎng)里，大約8500萬(wàn)美元為控制軟件，一億美元為操作系統(tǒng)。到2007年會(huì)翻一番，工業(yè)PC市場(chǎng)變得非?？捎^。

工控詳細(xì)介紹

可編程序控制器的英文為Programmable Logic Controller，在二十世紀(jì)70-80年代一直簡(jiǎn)稱為PC。由于到90年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)，也簡(jiǎn)稱為PLC;加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美國(guó)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(jiǎn)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(qiáng)調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。

工控市場(chǎng)情況

2.1 PLC的發(fā)展歷史

1968年美國(guó)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(guó)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(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已有第五代PLC產(chǎn)品了。

在以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征的制造工業(yè)和以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征的過(guò)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(kāi)關(guān)量為主的開(kāi)環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作號(hào)按照時(shí)序動(dòng)作;另外還有與順序、時(shí)序無(wú)關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制;以及大量的開(kāi)關(guān)量、脈沖量、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據(jù)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(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品。在多年的生產(chǎn)實(shí)踐中，逐漸形成了PLC、DCS與IPC三足鼎立之勢(shì)，如表1，還有其它的單回路智能式調(diào)節(jié)器等在市場(chǎng)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(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。由于PLC機(jī)聯(lián)系處理模擬能力和網(wǎng)絡(luò)方面功能的進(jìn)步，擠占了一部分DCS的市場(chǎng)(過(guò)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(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，IPC和FCS也擠占了一部分PLC市場(chǎng)，所以PLC增長(zhǎng)速度，總的說(shuō)是漸緩。全世界有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學(xué)/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(chǎng)情況

國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約30家，但沒(méi)有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來(lái)件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)，因此可以說(shuō)PLC在我國(guó)未形成制造產(chǎn)業(yè)。作為原理、技術(shù)和工藝均無(wú)尖端技術(shù)難度的產(chǎn)品，只要努力，是能形成制造產(chǎn)業(yè)的。

在PLC應(yīng)用方面，我國(guó)是很活躍的，每年約新投入10萬(wàn)臺(tái)套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億元人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。但是與其它國(guó)家相比，在機(jī)械加工及生產(chǎn)線方面的應(yīng)用，還需要加大投入。

PLC的市場(chǎng)的潛力是巨大的，不僅在我國(guó)，即使在工業(yè)發(fā)達(dá)的日本也有調(diào)查表明，PLC配套的機(jī)電一體化產(chǎn)品的比例占42%，采用繼電器、接觸器控制尚有24%。所以說(shuō)，需要應(yīng)用PLC的場(chǎng)合還很多，在我國(guó)就更是如此了。

從技術(shù)創(chuàng)新的角度看，我國(guó)大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))，在機(jī)械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎(chǔ)，所以PLC市場(chǎng)是廣闊的。

PLC具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場(chǎng)的根本原因，我們下面重點(diǎn)闡述幾個(gè)問(wèn)題，并研究其發(fā)展趨勢(shì)。

工控硬件軟件

3.1 PLC的分類

PLC在90年代已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點(diǎn)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(jī)支持300回路和65000點(diǎn)I/O的大型系統(tǒng)對(duì)應(yīng)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(jù)通訊等方面要求，有的也改用16位~32位CPU。由于I/O64點(diǎn)以下PLC銷售額占整個(gè)PLC的47%，64點(diǎn)~256點(diǎn)的占31%，合計(jì)位整個(gè)PLC銷售額的78%，所以對(duì)微、小型PLC應(yīng)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(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。以日本歐姆龍C200HE為例，為總線模板框式結(jié)構(gòu)，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(shí)，可由CPU母板經(jīng)I/O擴(kuò)展電纜連接I/O擴(kuò)展母板，在其上裝I/O模板;另一種方法是配備遠(yuǎn)程I/O從站等。這些都說(shuō)明了PLC廠家將硬件各部件均向用戶開(kāi)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(kāi)放性，為制造商、分銷商(代理商)、系統(tǒng)集成商、最終用戶帶來(lái)很多方便，為營(yíng)銷供應(yīng)鏈帶來(lái)很大便利，這是一大成功經(jīng)驗(yàn)。

PLC內(nèi)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(kāi)了出路，如用于條形碼識(shí)別的ASCII/BASIC模板，用于反饋控制的PID模板，用于運(yùn)行控制、機(jī)械加工的高速計(jì)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(shí)別接口模板等，這在以后還會(huì)有很大發(fā)展。另外在輸入、輸出的相關(guān)元件、強(qiáng)干擾場(chǎng)合的輸入、輸出電隔離、地隔離等方面也會(huì)更加完善。

PLC中的CPU與存儲(chǔ)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(gè)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(yīng)用程序時(shí)可以調(diào)用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴(kuò)展指令。細(xì)分一般PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉(zhuǎn)換指令、BCD運(yùn)算指令、二進(jìn)制運(yùn)算指令、增量/減量指令、邏輯運(yùn)算指令、特殊運(yùn)算指令等，這些指令多是類似匯編語(yǔ)言。另外PLC還提高了充足的計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內(nèi)部資源，為編程帶來(lái)極大方便。

工控編程語(yǔ)言

IEC61131-3

由于各PLC廠家產(chǎn)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(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3(1993年IEC頒布可編程序控制器的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)化文本(ST)五種編程語(yǔ)言。這包括了文本化編程(IL、ST)和圖形編程(LD、FBD)兩個(gè)方面，而SFC則在兩類編程語(yǔ)言中均可使用。IEC技術(shù)委員會(huì)(TC65)進(jìn)來(lái)開(kāi)展了

IEC61499項(xiàng)目，將IEC61131-3進(jìn)行了擴(kuò)展，它是針對(duì)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的模塊化分布系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，將對(duì)IEC61131-3有所改善。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開(kāi)放性的標(biāo)準(zhǔn)化文件，是PLC發(fā)展的一大趨勢(shì)。

工控發(fā)展趨勢(shì)

一個(gè)或若干PLC與PC機(jī)聯(lián)出系統(tǒng)，PC機(jī)起到原編程器及人機(jī)界面操作站的作用，這20世紀(jì)90年代的新潮流，這樣為系統(tǒng)集成帶來(lái)了商機(jī)，同時(shí)編程軟件和人機(jī)界面軟件(監(jiān)控軟件或稱組態(tài)軟件)及軟件接口(或稱驅(qū)動(dòng)軟件)也得到了發(fā)展。

PLC廠家在原來(lái)CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。由于數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對(duì)開(kāi)放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，所以PLC構(gòu)成的PCS系統(tǒng)比DCS的開(kāi)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(jié)構(gòu)體系，即Ether Net、Control Net、Device Net及Asi等現(xiàn)場(chǎng)總線(原DH 網(wǎng)也可兼容)。西門(mén)子公司在Profibus-DP通訊網(wǎng)絡(luò)及Profibus-FMS網(wǎng)絡(luò)以外，提出了S7 Routing網(wǎng)絡(luò)，即Profibus-DP和Industrial Enternet兩層結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)還在發(fā)展，我國(guó)應(yīng)已積極的姿態(tài)投入其中。

2001年我國(guó)機(jī)械工業(yè)成為工業(yè)發(fā)展新亮點(diǎn)，總產(chǎn)值比上年增長(zhǎng)17.15%，汽車產(chǎn)量為世界前10位，機(jī)床產(chǎn)量為世界第5位。機(jī)械工業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)33.35%，占整個(gè)工業(yè)新增利潤(rùn)六成多。出口同樣出現(xiàn)可喜的增長(zhǎng)。機(jī)械工業(yè)提出要實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化，對(duì)這一點(diǎn)，PLC從業(yè)人員應(yīng)有清醒的認(rèn)識(shí)，應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化的開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的性能/價(jià)格比和網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性、先進(jìn)性上特別下功夫。

網(wǎng)絡(luò)向上連是互聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題，向下連是現(xiàn)場(chǎng)總線問(wèn)題，另外現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能否用以太網(wǎng)“e網(wǎng)到底”方式、網(wǎng)絡(luò)采用客戶器/服務(wù)器方式、瀏覽器/服務(wù)器方式、生產(chǎn)者/消費(fèi)者方式、接口軟件采用OPC方式等問(wèn)題都有待進(jìn)一步落實(shí)。PLC與智能MCC馬達(dá)控制中心、與數(shù)控機(jī)床配套的NC/CNC數(shù)控設(shè)備，以及與其它運(yùn)行控制系統(tǒng)、電控設(shè)備、變頻器和軟起動(dòng)器等連成系統(tǒng);PLC要與DCS分工合作，充當(dāng)DCS的遠(yuǎn)程I/O站等;PLC要與IPC分工合作，除用IPC作人機(jī)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(guān)系、與立體倉(cāng)庫(kù)、機(jī)器人、CAD/CAM等等都要處理好關(guān)系?？傊琍LC要兼容各種新技術(shù)，使PLC成為真正意義上的“電腦”。

PLC的應(yīng)用領(lǐng)域是寬闊的，還有許多領(lǐng)域急待開(kāi)拓，如用于海關(guān)過(guò)境車輛認(rèn)證(深圳鹽田)、自動(dòng)售藥(若干中藥店)在我國(guó)已有實(shí)例。另外，在離散事件系統(tǒng)中，如公路網(wǎng)交通流(車輛計(jì)數(shù)、乘客計(jì)數(shù)及停留時(shí)間計(jì)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(biāo)準(zhǔn)隨服務(wù)系統(tǒng)中，均可以采用PLC，進(jìn)而建模和采取對(duì)策并優(yōu)化。PLC的前途一片美好，一切悲觀的論點(diǎn)是站不住腳的。至于技術(shù)進(jìn)步，PLC與其它技術(shù)融合以至消失，那還需要一定的時(shí)間!

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制的工具總稱。它具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征，如：具有計(jì)算機(jī)CPU、硬盤(pán)、內(nèi)存、外設(shè)及接口、并有實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計(jì)算能力，友好的人機(jī)界面等.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(chǎng)總線系統(tǒng)）及CNC（數(shù)控系統(tǒng)）五種。

工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來(lái)了第三次工業(yè)革命，使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀(jì)80年代初，隨著改革開(kāi)放的春風(fēng)，國(guó)外 先進(jìn)的工控技術(shù)進(jìn)入中國(guó)大陸，比較廣泛使用的工業(yè)控制產(chǎn)品有“PLC，變頻器，伺服電機(jī)，工控機(jī)”等。這些產(chǎn)品和技術(shù)大力推動(dòng)了中國(guó)的制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程，為中國(guó)現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)。

工控主要核心領(lǐng)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(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。

例如：電站電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控需要采集大量的數(shù)據(jù)值，并進(jìn)行綜合處理，工控技術(shù)的介入方便處理了大量的信息。

工控出現(xiàn)完善了制造業(yè)和建造業(yè)的安全和精準(zhǔn)，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。在原本需要半自動(dòng)化與手動(dòng)化工作演變?yōu)樽詣?dòng)化進(jìn)行，包括常見(jiàn)的空氣開(kāi)關(guān)、壓力變送器、流量表等。

工控工作原理：比如空氣開(kāi)關(guān)的功率控制，當(dāng)使用電器其功率過(guò)大，內(nèi)部機(jī)械原理開(kāi)始運(yùn)行導(dǎo)致開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，以此保障工業(yè)或建筑安全用電和準(zhǔn)確尋找短路源。

工控全鋼機(jī)箱

IPC的全鋼機(jī)箱是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，抗沖擊、抗振動(dòng)、抗電磁干擾，內(nèi)部可安裝同PC-bus兼容的無(wú)源底板。

工控?zé)o源底板

無(wú)源底板的插槽由總線擴(kuò)展槽組成。總線擴(kuò)展槽可依據(jù)用戶的實(shí)際應(yīng)用選用擴(kuò)展ISA總線、PCI總線和PCI-E總線、PCIMG總線的多個(gè)插槽組成，擴(kuò)展插槽的數(shù)量和位置根據(jù)需要有一定選擇，但依據(jù)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(jié)構(gòu)，中間兩層分別為地層和電源層，這種結(jié)構(gòu)方式可以減弱板上邏輯信號(hào)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。

工控工業(yè)電源

早期在以Intel 奔騰處理器為主的之前的工控機(jī)主要使用為AT開(kāi)關(guān)電源，與PC機(jī)一樣主要采用的是ATX電源，平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間達(dá)到 250 000 小時(shí)。

工控CPU卡

IPC的CPU卡有多種，根據(jù)尺寸可分為長(zhǎng)卡和半長(zhǎng)卡，多采用的是桌面式系統(tǒng)處理器，如早期的有386\486\586\PIII，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(diǎn)是：工作溫度0-60℃；帶有硬件“看門(mén)狗”計(jì)時(shí)器； 也要部份要求低功耗的CPU卡采用的嵌入式系列的CPU。

工控其他配件

IPC的其他配件基本上都與PC機(jī)兼容，主要有CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤(pán)、軟驅(qū)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光驅(qū)、顯示器等。工控機(jī)箱標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為19英寸，高度為4U。

工控適用領(lǐng)域

IPC已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及人們生活的方方面面。 例如：控制現(xiàn)場(chǎng)、路橋控制收費(fèi)系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)、通訊保障、智能交通管控系統(tǒng)、樓宇監(jiān)控安防、語(yǔ)音呼叫中心、排隊(duì)機(jī)、POS柜臺(tái)收銀機(jī)、數(shù)控機(jī)床、加油機(jī)、金融信息處理、石化數(shù)據(jù)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(diǎn)

工控機(jī)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)，而工業(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。

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)） 注：除了以上的特點(diǎn)外，其余基本相同。另外，由于以上的專業(yè)特點(diǎn)，同層次的工控機(jī)在價(jià)格上要比普通計(jì)算機(jī)偏貴，但一般不會(huì)相差太多。

工控機(jī)的劣勢(shì) 盡管工控機(jī)與普通的商用計(jì)算機(jī)機(jī)相比，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但其劣勢(shì)也是非常明顯的--數(shù)據(jù)處理能力差，具體如下：

1) 配置硬盤(pán)容量??；

2) 數(shù)據(jù)安全性低；

3) 存儲(chǔ)選擇性小。

4）價(jià)格較高。

工控概述

工控儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成 自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；推進(jìn)具有自主版權(quán)自動(dòng)化軟件的商品化。

工控儀器儀表

電工儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展長(zhǎng)壽命電能表、電子式電度表、特種專用電測(cè)儀表和電網(wǎng)計(jì)量自動(dòng)管理系統(tǒng)。2005年，中低檔電工儀器儀表國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率要達(dá)到95%；到2010年，高中檔電工儀器儀表國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到80%。

工控測(cè)試儀器

科學(xué)測(cè)試儀器重點(diǎn)發(fā)展過(guò)程分析儀器、環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器儀表、工業(yè)爐窯節(jié)能分析儀器以及圍繞基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)所需的汽車零部件動(dòng)平衡、動(dòng)力測(cè)試及整車性能檢測(cè)儀、大地測(cè)量?jī)x器、電子速測(cè)儀、測(cè)量型全球定位系統(tǒng)以及其他試驗(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)室儀器等新產(chǎn)品。產(chǎn)品以技術(shù)含量較高的中檔產(chǎn)品為主，到2005年在總產(chǎn)值中占50%～60%。

工控環(huán)保儀器

環(huán)保儀器儀表重點(diǎn)發(fā)展大氣環(huán)境、水環(huán)境的環(huán)保監(jiān)測(cè)儀器儀表、取樣系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)品，2005年技術(shù)水平達(dá)到20世紀(jì)90年代后期國(guó)際先進(jìn)水平，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%～60%，到2010年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上。

工控儀器儀表

儀器儀表元器件“十五”及2010年前，盡快開(kāi)發(fā)出一批適銷對(duì)路、市場(chǎng)效果好的產(chǎn)品，品種占有率達(dá)到70%～80%，高檔產(chǎn)品市場(chǎng)占有率達(dá)60%以上；通過(guò)科技攻關(guān)、新品開(kāi)發(fā)，使產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到國(guó)際20世紀(jì)90年代末水平，部分產(chǎn)品接近國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。

工控電測(cè)儀器

信息技術(shù)電測(cè)儀器主要發(fā)展電測(cè)儀器軟件化、智能化技術(shù)，總線式自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，綜合自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，新型元器件測(cè)量技術(shù)及測(cè)試儀器，在線測(cè)試技術(shù)，信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)，多媒體測(cè)量技術(shù)以及相應(yīng)測(cè)試儀器，用電監(jiān)控管理技術(shù)等。

工控介紹

《工控》雜志，半月刊，簡(jiǎn)體中文，支持下載閱讀。中國(guó)首家以自動(dòng)化論壇為核心的工控電子雜志?？枪I(yè)控制以及自動(dòng)化領(lǐng)域的電子期刊傳媒新貴。新策略、新理念、新思維，是基于工控技術(shù)、工業(yè)管理、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工控行業(yè)發(fā)展方向，工控自動(dòng)化行業(yè)精彩方案，技術(shù)案例等專業(yè)信息相結(jié)合的新媒體。

工控內(nèi)容

《工控》雜志，以中國(guó)工控網(wǎng)技術(shù)論壇為依托，整合優(yōu)勢(shì)資源，極力呈現(xiàn)論壇中的精華部分?！豆た亍冯s志所選帖子，均由經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師，技術(shù)專家原創(chuàng)，具有極 強(qiáng)的學(xué)習(xí)與收藏價(jià)值。

《工控》雜志還精選了工控博客-專家博客里精彩博文、精彩方案等技術(shù)性實(shí)用極 強(qiáng)的文章，奉獻(xiàn)給讀者。 　此外雜志還特別關(guān)注整個(gè)工控的新產(chǎn)品，新技術(shù)，行業(yè)動(dòng)態(tài)，以及典型的方案與應(yīng)用，讓用戶在最短的時(shí)間內(nèi)了既能解整個(gè)行業(yè)發(fā)展方向與產(chǎn)品信息又能學(xué)到技術(shù)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。

施工控制主要是指在施工的過(guò)程中為了達(dá)成某種特定狀態(tài)而采取的計(jì)算分析方法和措施，借用工程控制論的理論框架大體上可以分為開(kāi)環(huán)施工控制、閉環(huán)施工控制以及自適應(yīng)施工控制。2100433B

人工控制是在一個(gè)人工控制系統(tǒng)中，需要人實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)并做出必要的決定，從而控制整個(gè)過(guò)程處于期望的狀態(tài)。例如，人的加入使整個(gè)系統(tǒng)形成閉環(huán)，并完成測(cè)量值、期望條件和最終控制單元的反饋行為三者之間的連接。

人工控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行中，為了維持正常的工作條件，往往需要對(duì)某些物理量（如溫度、壓力、流量、液位、電壓、位移、轉(zhuǎn)速等）進(jìn)行控制，使其盡量維持在某個(gè)數(shù)值附近，或使其按一定規(guī)律變化。要滿足這種需要，就要對(duì)生產(chǎn)機(jī)械或設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的操作和控制，以抵消外界的擾動(dòng)和影響。這種操作和控制，既可用人工操作來(lái)完成，又可用自動(dòng)裝置的操作來(lái)完成，前者稱為人工控制或手動(dòng)控制，后者稱為自動(dòng)控制。

按《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》的解釋，控制是掌握對(duì)象不使其任意活動(dòng)或超出范圍，或使其按控制者的意愿活動(dòng)?？刂朴扇藖?lái)操作，即人工控制。在生產(chǎn)生活中有很多需要控制的事物。在冬季，送風(fēng)經(jīng)加熱器加熱后送往恒溫室。為保證恒溫室溫度符合要求，操作人員要隨時(shí)觀察溫度計(jì)的讀數(shù)指示值，并隨時(shí)判斷、決定如何操作加熱閥門(mén)，然后動(dòng)手調(diào)節(jié)加熱閥門(mén)的開(kāi)度，以滿足室內(nèi)溫度恒定。在此控制過(guò)程中，操作者的工作可分解為三步:

(1)測(cè)量:觀看溫度計(jì)檢測(cè)的房間溫度值。

(2)比較:判斷當(dāng)前房間溫度實(shí)際測(cè)量值和理想溫度值是否相等，思考是否需要閥門(mén)操作及如何操作。

(3)執(zhí)行:根據(jù)思考結(jié)果進(jìn)行閥門(mén)操作。

在這個(gè)控制過(guò)程中可以看到，人工控制室溫的目的，就是通過(guò)操縱閥門(mén)的開(kāi)度，使得室內(nèi)的溫度保持恒定。在這里，室內(nèi)溫度是“被控變量”，加熱器的熱歲流量是“操縱變量”。人用眼睛看到溫度計(jì)顯示的溫度測(cè)量值，輸入大腦與給定的理想溫度進(jìn)行比較形成偏差信號(hào)，再根據(jù)偏差的大小判斷需要增大閥門(mén)開(kāi)度還是減少閥門(mén)開(kāi)度，做出決定后輸出控制信號(hào)，用手來(lái)操縱閥門(mén)以提高送風(fēng)的溫度或者降低送風(fēng)的溫度，從而使室內(nèi)溫度接近給定值。