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在工業(yè)自動(dòng)化體系中，一個(gè)重要的角色就是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，即IPC，或者叫產(chǎn)業(yè)PC。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的核心。傳統(tǒng)意義上，將用于工業(yè)生產(chǎn)過程的測(cè)量、控制和管理的計(jì)算機(jī)統(tǒng)稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)和過程輸入、輸出通道兩部分。但今天的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的內(nèi)涵已經(jīng)遠(yuǎn)不止這些，其應(yīng)用范圍也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工業(yè)過程控制。
自上世紀(jì)90年代初進(jìn)*業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域以來，IPC正以勢(shì)不可擋的速度進(jìn)入各領(lǐng)域，獲得廣泛的應(yīng)用；眾多工控機(jī)生產(chǎn)廠家更是不斷推陳出新，使工控市場(chǎng)越來越活躍。研揚(yáng)科技有限公司作為工控領(lǐng)域的專家，立足中國市場(chǎng)，也推出了一系列具有相當(dāng)高競(jìng)爭力的工控機(jī)產(chǎn)品。
工控機(jī)之所以大受歡迎，其根本原因在于PC機(jī)的開放性。其硬件和軟件資源極其豐富，并且為工程技術(shù)人員和廣大用戶所熟悉?；赑C的 （包括嵌入式PC）控制系統(tǒng)，正以20%以上的速率增長，并且已經(jīng)成為DCS、PLC未來發(fā)展的參照物。
我們可以通過總線技術(shù)的發(fā)展來衡量我國工控機(jī)的發(fā)展歷程。80年代工控機(jī)采用*代STD總線，90年代開始逐漸被第二代ISA和PCI總線的IPC工控機(jī)取代。的第三代CompactPCI總線工控機(jī)已經(jīng)開始進(jìn)入應(yīng)用階段。目前，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用zui廣泛的還是采用ISA和PCI總線的工控機(jī)產(chǎn)品。研揚(yáng)科技目前主要研發(fā)ISA和PCI總線類的產(chǎn)品。
我國目前的工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。目前，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。隨著電力、冶金、石化、環(huán)保、交通、建筑等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，工控機(jī)的市場(chǎng)需求將會(huì)越來越大，工控機(jī)市場(chǎng)發(fā)展前景十分廣闊。
在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上，企業(yè)管理和控制過程中所涉及到的核心技術(shù)主要有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）技術(shù)等。
提到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人們就容易想到伴隨PC而產(chǎn)生和發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)隨著IPC的發(fā)展逐漸深入到企業(yè)管理和控制過程之中，從而使控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的結(jié)合成為必然。為使企業(yè)形成自身發(fā)展所需要的*解決方案，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭力，就必須發(fā)展管控一體化的系統(tǒng)集成技術(shù)和系統(tǒng)。自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展方向就是通過以太網(wǎng)和Web技術(shù)，實(shí)現(xiàn)開放型分布式智能系統(tǒng)，基于以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提供模塊化、分布式、可重用的自動(dòng)化方案。
另一個(gè)技術(shù)就是現(xiàn)場(chǎng)總線?，F(xiàn)場(chǎng)總線（Field bus）技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化zui深刻變革之一。PLC和工控機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)總線后可方便地作為I/O站和監(jiān)控站連接在DCS系統(tǒng)中。現(xiàn)場(chǎng)總線是一種取代陳舊的4～20mA標(biāo)準(zhǔn)，連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制設(shè)備的雙向數(shù)字通訊技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線具有開放性和互操作性，一些控制功能得以下移到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中。
通過現(xiàn)場(chǎng)總線可以給工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)帶來如下益處：
首先，提高了設(shè)備的互操作性，即使不同廠家的多個(gè)設(shè)備可以工作集成在一個(gè)系統(tǒng)中，或者任意選擇不同廠家的設(shè)備來互相替換，而沒有任何功能的缺失。
其次，降低了設(shè)備的安裝和維護(hù)費(fèi)用。FCS可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化終端功能模塊，具有了智能信息處理功能，并且簡化了與控制計(jì)算機(jī)的連線，這樣便極大降低了設(shè)備的安裝費(fèi)用。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)總線將擴(kuò)大操作人員觀察整個(gè)過程的視角，可以方便和有效地進(jìn)行維護(hù)和過程管理，加快查找和消除故障的速度，甚至實(shí)現(xiàn)在線診斷。
zui后，隨著控制功能從DCS轉(zhuǎn)移到單獨(dú)的控制回路，由于就地控制更快，更準(zhǔn)確，系統(tǒng)的集成度和可靠性也增加了。這樣就改進(jìn)了整個(gè)系統(tǒng)的性能。由于現(xiàn)場(chǎng)總線使得更容易從現(xiàn)場(chǎng)獲取設(shè)備信息，工廠操作員和管理人員能夠?qū)ζ溥^程進(jìn)行更嚴(yán)格的控制，從而改進(jìn)性能、增加過程的可用性和一致性。
基于以上技術(shù)，工業(yè)控制自動(dòng)化將主要包含三個(gè)層次，從下往上依次是基礎(chǔ)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化，其核心部分是基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化。
如下圖所示，即一個(gè)典型的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其低層是以現(xiàn)場(chǎng)總線將智能測(cè)試、控制設(shè)備、以及工控機(jī)或者PLC設(shè)備的遠(yuǎn)程I/O點(diǎn)連接在一起的設(shè)備層、中間是將PLC、工控機(jī)以及操作員界面連接在一起的控制層網(wǎng)絡(luò)，而上層的Ethernet以PC或工作站為主完成管理和信息服務(wù)任務(wù)。三級(jí)網(wǎng)絡(luò)各司其職，描述了工業(yè)自動(dòng)化的典型結(jié)構(gòu)。
可以設(shè)想，在IPC的基礎(chǔ)上通過如上三級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建成的連接工廠生產(chǎn)過程控制到企業(yè)ERP系統(tǒng)的前景將是多么誘人！企業(yè)管理層可以透過網(wǎng)絡(luò)直接接受工廠端反饋的生產(chǎn)過程控制信息，而工廠控制端也可以直接接受來自管理層的信息指導(dǎo)，工業(yè)生產(chǎn)過程就可以變得透明，使不同職能部門可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合。這樣就使得企業(yè)管控一體化、工業(yè)企業(yè)信息化、基于網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
我們可以結(jié)合研揚(yáng)公司的產(chǎn)品在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用來對(duì)以上方案進(jìn)行簡單說明：
如上圖所示，在設(shè)備層采用了現(xiàn)場(chǎng)總線控制，各種檢測(cè)控制設(shè)備通過現(xiàn)場(chǎng)總線，在總線橋單元轉(zhuǎn)化為RS-232/485等串口信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)控制室的近端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。近端單元計(jì)算機(jī)采用了研揚(yáng)高性能低功耗、整機(jī)鋁擠散熱設(shè)計(jì)的AEC-6810。近端單元計(jì)算機(jī)與工廠控制中心的工作站通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，工作站由操作員或管理員對(duì)工廠的多種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，方便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障。工作站采用了研揚(yáng)的AWK-3501前面板防水和帶觸摸屏的高性價(jià)比工作站，內(nèi)部可采用奔3或奔4多種級(jí)別的板卡。zui后，控制層的計(jì)算機(jī)單元通過以太網(wǎng)與遠(yuǎn)程服務(wù)器ARS-640（4U工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）連接，方便遠(yuǎn)距離管理人員獲取現(xiàn)場(chǎng)信息并實(shí)施管理。這樣就構(gòu)成了一個(gè)多層次的高彈性擴(kuò)展能力的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)（以上方案僅供參考）。
綜上所述，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)在工業(yè)自動(dòng)化中的重要意義在于如下幾個(gè)方面：
首先是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)技術(shù)是開放式的系統(tǒng)，其高可靠性、易用性方便了工業(yè)環(huán)境的使用。并且在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)化和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)又進(jìn)一步促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)可謂是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的源動(dòng)力。
其次，IPC建立的系統(tǒng)可以顯著提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，節(jié)約運(yùn)營成本，使生產(chǎn)企業(yè)得以實(shí)現(xiàn)深層次的信息化，對(duì)企業(yè)管理提供準(zhǔn)確可靠的參考，使企業(yè)得以取得zui大的效益，贏得發(fā)展先機(jī)。
zui后，更深層面上來講，IPC是目前階段滿足我國工業(yè)自動(dòng)化改造與創(chuàng)新發(fā)展的一個(gè)強(qiáng)大的動(dòng)力，推動(dòng)了國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，使我國向信息化的方向邁向前進(jìn)。
研揚(yáng)公司致力于為各應(yīng)用領(lǐng)域研發(fā)和制造更好的工控機(jī)和嵌入式產(chǎn)品。相信借目前我國各領(lǐng)域現(xiàn)代化建設(shè)的蓬勃發(fā)展的東風(fēng)，研揚(yáng)科技一定能在中國工控領(lǐng)域有更大的作為，并推動(dòng)我國工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)的發(fā)展！
