一、工控機(jī)的分類
1概述
工控機(jī)（IndustrialPersonal Computer，IPC）即工業(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)程及機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制的工具總稱。工控機(jī)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、內(nèi)存、外設(shè)及接口，并有操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計(jì)算能力、友好的人機(jī)界面。工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊，屬于中間產(chǎn)品，是為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計(jì)算機(jī)。
工控機(jī)全稱工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是專門為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，用于對(duì)生產(chǎn)據(jù)參數(shù)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。工控機(jī)經(jīng)常會(huì)在環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，對(duì)數(shù)據(jù)的安全性要求也更高，所以工控機(jī)通常會(huì)進(jìn)行加固、防塵、防潮、防腐蝕、防輻射等特殊設(shè)計(jì)。工控機(jī)對(duì)于擴(kuò)展性的要求也非常高，接口的設(shè)計(jì)需要滿足特定的外部設(shè)備，因此大多數(shù)情況下工控機(jī)需要單獨(dú)定制才能滿足需求。
2主要分類
目前工控機(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。
1、IPC
即基于PC總線的工業(yè)電腦。據(jù)2000年IPC統(tǒng)計(jì)目前PC機(jī)已占到通用計(jì)算機(jī)的95%以上，因其價(jià)格低、質(zhì)量高、產(chǎn)量大、軟/硬件資源豐富，已被廣大的技術(shù)人員所熟悉和認(rèn)可，這正是工業(yè)電腦熱的基礎(chǔ)。其主要的組成部分為工業(yè)機(jī)箱、無(wú)源底板及可插入其上的各種板卡組成，如CPU卡、I/O卡等。并采取全鋼機(jī)殼、機(jī)卡壓條過(guò)濾網(wǎng)，雙正壓風(fēng)扇等設(shè)計(jì)及EMC（electromagneticcompatibility）技術(shù)以解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾、震動(dòng)、灰塵、高/低溫等問(wèn)題。
IPC有以下特點(diǎn)：
可靠性：工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動(dòng)、腐蝕和快速診斷和可維護(hù)性，其MTTR（MeanTimetoRepair）一般為5min，MTTF10萬(wàn)小時(shí)以上，而普通PC的MTTF僅為10000～15000小時(shí)。
實(shí)時(shí)性，工業(yè)PC對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)與控制，對(duì)工作狀況的變化給予快速響應(yīng)，及時(shí)進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié)（看門狗功能這是普通PC所不具有的），遇險(xiǎn)自復(fù)位，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
擴(kuò)充性，工業(yè)PC由于采用底板+CPU卡結(jié)構(gòu)，因而具有很強(qiáng)的輸入輸出功能，最多可擴(kuò)充20個(gè)板卡，能與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種外設(shè)、板卡如與道控制器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛檢測(cè)儀等相連，以完成各種任務(wù)。
兼容性，能同時(shí)利用ISA與PCI及PICMG資源，并支持各種操作系統(tǒng)，多種語(yǔ)言匯編，多任務(wù)操作系統(tǒng)。
2、可編程序控制器（PLC）
PLC 英文全稱Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器。定義是：一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。
可編程控制器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動(dòng)控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計(jì)算機(jī)的功能，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還具有了數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能。由于它可通過(guò)軟件來(lái)改變控制過(guò)程，而且具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程。
3、分散型控制系統(tǒng)（DCS）
DCS 英文全稱Distributed Control System，中文全稱為分布式控制系統(tǒng)。它是一種高性能、高質(zhì)量、低成本、配置靈活的分散控制系統(tǒng)系列產(chǎn)品，可以構(gòu)成各種獨(dú)立的控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)DCS、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA），能滿足各種工業(yè)領(lǐng)域?qū)^(guò)程控制和信息管理的需求。系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)、合理的軟硬件功能配置和易于擴(kuò)展的能力，能廣泛用于各種大、中、小型電站的分散型控制、發(fā)電廠自動(dòng)化系統(tǒng)的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制。
4、現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（FCS）
FCS英文全稱Fieldbus Control System，中文全稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。它是全數(shù)字串行、雙向通信系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)測(cè)量和控制設(shè)備如探頭、激勵(lì)器和控制器可相互連接、監(jiān)測(cè)和控制。在工廠網(wǎng)絡(luò)的分級(jí)中，它既作為過(guò)程控制（如PLC，LC等）和應(yīng)用智能儀表（如變頻器、閥門、條碼閱讀器等）的局部網(wǎng)，又具有在網(wǎng)絡(luò)上分布控制應(yīng)用的內(nèi)嵌功能。由于其廣闊的應(yīng)用前景，眾多國(guó)外有實(shí)力的廠家競(jìng)相投入力量，進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。目前，國(guó)際上已知的現(xiàn)場(chǎng)總線類型有四十余種，比較典型的現(xiàn)場(chǎng)總線有：FF，Profibus，LONworks，CAN，HART，CC-link等。
5、數(shù)控系統(tǒng)（CNC）
CNC英文全稱Computer numerical control，中文全稱為計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)。
它是采用微處理器或?qū)Ｓ梦C(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，由事先存放在存儲(chǔ)器里系統(tǒng)程序（軟件）來(lái)實(shí)現(xiàn)控制邏輯，實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能，并通過(guò)接口與外圍設(shè)備進(jìn)行聯(lián)接，稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控，簡(jiǎn)稱CNC系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品；其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：
1）機(jī)械制造技術(shù)；
2）信息處理、加工、傳輸技術(shù)；
3）自動(dòng)控制技術(shù)；
4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；
5）傳感器技術(shù)；
6）軟件技術(shù)等。
二、工控機(jī)的日常維護(hù)
目前在很多場(chǎng)合使用工控機(jī)，但真正能把工控機(jī)轉(zhuǎn)得很好的也不是很多。經(jīng)常看到有些人忙活了半天，還是不能把機(jī)器故障排除，而有些人用起來(lái)則得心應(yīng)手。這區(qū)別即源自用戶對(duì)工控機(jī)的正確管理和維護(hù)。對(duì)此進(jìn)行了一點(diǎn)歸納，希望能對(duì)大家有所幫助。
首先，要給工控機(jī)一個(gè)平穩(wěn)的工作環(huán)境。如當(dāng)機(jī)器對(duì)磁盤或硬盤進(jìn)行讀寫操作時(shí)出現(xiàn)震動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器會(huì)嚴(yán)重磨損或?qū)е掠脖P損壞。如果要靠墻放置，距離墻壁至少應(yīng)有的間隙，以保證散熱良好，否則，會(huì)導(dǎo)致元器件加速老化。具體要做好以下幾點(diǎn)：
一、機(jī)箱
機(jī)箱中包括工控電源、無(wú)源底板、風(fēng)扇。工控電源：它是為N小時(shí)不間斷開機(jī)服務(wù)的，所以它的性能較好，主要需注意的是盡量減少灰塵的進(jìn)入，防止灰塵影響風(fēng)扇的運(yùn)行。防止瞬時(shí)斷電，瞬時(shí)斷電又突然來(lái)電往往會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間極高的電壓，很可能“燒”壞電腦，電壓的波動(dòng)(過(guò)低或過(guò)高)也會(huì)對(duì)電腦造成損傷。因此，應(yīng)盡量配備電源。另外，還應(yīng)防靜電、防雷擊。
無(wú)源底板：它是為各種板卡包括，)(卡、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等)提供電源的，它的日常維護(hù)要注意三點(diǎn)：不能在底板帶電的情況下?lián)懿灏蹇ǎ鍝馨蹇〞r(shí)不可用力過(guò)猛，過(guò)大，用酒精等清洗底板時(shí)，要注意防止工具劃傷底板。
插槽內(nèi)不能積灰塵，否則會(huì)導(dǎo)致接觸不良，甚至短路。插槽內(nèi)的金屬腳是否對(duì)齊，有無(wú)彎曲，否則影響板卡在系統(tǒng)中的運(yùn)行，會(huì)因此出現(xiàn)開機(jī)不顯示、板卡找不到、死機(jī)等各種現(xiàn)象。風(fēng)扇：工控箱內(nèi)風(fēng)扇是專門為工控機(jī)設(shè)計(jì)的，它是向機(jī)箱內(nèi)吹風(fēng)，降低機(jī)箱內(nèi)溫度。它要注意的是：電源是否接到插頭上，風(fēng)扇外部的過(guò)濾網(wǎng)要定時(shí)清洗(每月一次)，以防過(guò)多的灰塵進(jìn)入機(jī)箱。
二、硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)
硬盤：不要隨意拆卸硬盤，避免振動(dòng)、擠壓。盡量不要在硬盤運(yùn)行時(shí)關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源，這樣突然關(guān)機(jī)會(huì)導(dǎo)致硬盤磁道損壞，數(shù)據(jù)丟失。不要隨意觸動(dòng)硬盤上的跳線裝置。搬運(yùn)時(shí)一定要用抗靜電塑料袋包裝或用海綿等防震壓材料固定好，經(jīng)常檢查病毒，以防侵蝕。在操作系統(tǒng)中有節(jié)能功能時(shí)要盡量合理使用，以延長(zhǎng)硬盤使用壽命。
光驅(qū)：在使用中不要隨意打開光驅(qū)門，不能使用有損傷、盜版光碟，防止灰塵進(jìn)入光驅(qū)內(nèi)，光驅(qū)在使用過(guò)程中不要震動(dòng)，歪曲，拍打。數(shù)據(jù)線要連接通暢，保證光驅(qū)讀盤順利。
軟驅(qū)：不能把壞盤、有毒盤放入軟驅(qū)中，勿使用劣質(zhì)和發(fā)霉的軟盤，以防劃傷磁頭。當(dāng)軟驅(qū)正在對(duì)磁盤進(jìn)行讀寫操作時(shí)(軟驅(qū)指示燈亮)，不要強(qiáng)行將磁盤取出，以防損傷磁頭或使磁頭偏移，導(dǎo)致無(wú)法正常讀寫。
三、主板(卡)工控機(jī)主板是專為在高、低溫特殊環(huán)境中，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，它在運(yùn)用中所要注意的是：不能帶電插撥(內(nèi)存條，板卡后面的鼠標(biāo)、鍵盤等)，帶電插撥會(huì)導(dǎo)致插孔損壞，不能用，嚴(yán)重的甚至?xí)怪靼鍝p壞。主板上的跳線不能隨便跳，要查看說(shuō)明書或用戶手冊(cè)，否則會(huì)由于不同型號(hào)主板的電壓設(shè)置不同而導(dǎo)致?lián)p壞。對(duì)主板的灰塵應(yīng)定時(shí)清潔，不能用酒精或水，應(yīng)用干刷子、吸塵器或皮老虎把灰塵吸完或吹掉。保持主板上內(nèi)存扦槽的干凈，無(wú)斷腳、歪腳。主板下插入無(wú)源底板中的金手指要干凈，在底板上要插緊、插到位。
四、各種板卡(顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等)
板卡所要注意的就是防塵，插腳要完好，板卡豎直插入不能歪曲，并且板卡外插孔上的連接件不能帶電撥插。
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