一、工控機概念

工控機，也稱為工業控制計算機(IndustrialPersonal Computer,IPC)是指對工業生產過程及其機電設備、工藝裝備進行測量與控制用的計算機，簡稱工控機，也稱產業電腦、工業計算機、產業計算機。工控機通俗地說就是專門為工業現場而設計的計算機。

工業控制計算機是工業自動化設備和信息產業基礎設備的核心。傳統意義上，將用于工業生產過程的測量、控制和管理的計算機統稱為工業控制計算機，包括計算機和過程輸入/輸出通道兩部分。但今天工業控制計算機的內涵已經遠不止這些，其應用范圍也已經遠遠超出工業過程控制。因此，工業控制計算機是應用在國民經濟發展和國防建設的各個領域、具有惡劣環境適應能力、能長期穩定工作的加固的增強型個人計算機(PC)，因此也簡稱工控機。

工控機之所以大受歡迎，其根本原因在于PC的開放性。其硬件和軟件資源極其豐富，并且為工程技術人員和廣大用戶所熟悉。基于PC的(包括嵌人式PC)控制系統，正以20%以上的速率增長，并且已經成為DCS、PLC未來發展的參照物。

二、工控機的特點

工控機是一種加固的增強型個人計算機，它可以作為一個工業控制器在工業環境中可靠運行。早在20世紀80年代初期，美國AD公司就推出了類似工控機的MAC150 工控機，隨后美國IBM公司正式推出工業個人計算機IBM7532。由于工控機的性能可靠、軟件豐富、價格低廉，在控制系統中異軍突起，后來居上，應用日趨廣泛。目前，工控機已被廣泛應用于通信、工業控制現場、路橋收費、醫療、環保及人們生活的方方面面。

工控機是根據工業生產的特點和要求而設計的電子計算機，它應用于工業生產中，實現各種控制目的、生產過程和調度管理自動化，以達到優質、實時、高效、低耗、安全、可靠，減輕勞動強度、改善工作環境的目的。它是自動化儀表的重要分支，也是電子計算機的重要分支。它主要用于工業過程測量、控制、數據采集等工作。而工業現場一般具有強烈振動、灰塵多、電磁場力干擾強等特點，且一般工廠均是連續作業，即一年中一般沒有休息。

因此，工控機與普通計算機相比具有以下特點:

(1)可靠性高，工控機通常用于控制不間斷的生產過程，在運行期間不允許停機檢修，一旦發生活障將會導致質量事故，甚至生產事故，因此要求工控機具有很高的可靠性，也就是說要有許多提高安全可靠性的措施，以確保平均無故障工作時間(MTBF)達到幾萬小時，同時盡顯縮短放障修復時間(MTTR)，以達到很高的運行效率。

(2)實時性好，工控機對生產過程進行實時控制與監測，因此要求它必須實時地響應控制對象各種參數的變化，當過程參數出現偏差或故障時，工控機能及時響應，并能實時地進行報警和處理,

(3)環境適應性強,工業現場環境惡，電磁干擾嚴重，供電系統也常受大負荷設備自停的干擾。其接“地”系統復雜，共模及豐模干擾大。因此要求工控機具有很強的環境適應能力，如對溫度、混度變化范圍要求高:要有防塵、防窗蝕、防振動沖擊的能力;要具有較好的電磁兼容性和高抗干擾能力以及高共模抑制的能力。

(4)過程輸人/輸出配套較好，工控機要具有豐富的多種功能的過程輸入/輸出配套模板、如模擬量、開量、脈沖量、頻率量等輸人/輸出模板，具有多種類型的信號調理功能。如隔離型和非隔離型信號調理，各類熱電,熱電阻信號輸人調理，電壓和電流信號輸人/輸出信號的調理等。

(5)系統擴展性好,隨著工廠自動化水平的提高。控制規模也在不斷擴大，因此要求工控機具有靈活的擴展性。

(6)系統開放性，要求工控機具有開放性體系結構,也就是說在主機接口、網絡通信、軟件兼容及升級等方面遵守開放性原則,以便于系統擴展、異機種連接、軟件的可移植和互換。

(7)控制軟件包功能強，工控軟件包要具備人機交互方便、界面豐富、實時性好等性能;具有系統組態和系統生成功能，具有實時及歷史的趨勢記錄與顯示功能;具有實時報警及事故追億等功能，此外尚須具有豐富的控制算法，除了常規PID(比例、積分、微分)控制算次外，還應具有一些高細控制算法，如模模控制、神經元網絡、優化、自適應、自整定等算法，并具有在線自診斷功能，目前一個優秀的控制軟件包往往將連續控制功能與斷續控制功能相結合。

(8)系統通信功能強，具有串行通信、網絡通信功能，由于實時性要求高，因此要求工控機通信網絡速度高，并且符合國際標準通信協議，如IEEE 802.4、IEEE 802.3協議等。

有了強有力的通信功能,工控機可構成更大的控制系統，如DCS(Distrbuted Contral Sysum,集散控制系統)、CIMS (Computer Integrated Munafacturing System，計算機集成制造系統)等。

(9)后備措施齊全，包括供電后備、存器信息保護，手動/自動操作后備，緊急事件切換裝置等。

(30)具有余性，在可靠性要求更高的場合，要有雙機工作及冗余系統，包括控制站、雙操作站、雙網通信、雙供電系統、雙電源等;具有雙機切換功能、雙機監視軟件等，以確保系統長期不間斷地運行。

它能在系統出現放障時迅速報警，并在無人干預的情況下，使系統自動恢復運行。

(11)系統線監測和自復位，如今，看門向電路已成為工業PC設計不可缺少的一部分

(12)軟硬件兼容性。能同時利用ISA與PCI及PICMG資源，并支持各種操作系統，多種編程語言，多任務操作系統，充分利用商用PC所積累的軟、硬件資源。