工业控制器外壳设计方案_工业控制器外壳设计方案

发布时间：2023-03-21 作者：定制工业设计网 0

大家好！今天让小编来大家介绍下关于工业控制器外壳设计方案_工业控制器外壳设计方案的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

文章目录列表:

1、智能温控器品牌及价格介绍
2、plc毕业设计论文
3、简单化工自动控制系统设计方案由哪些主要环节构成？各环节的主要作用是什么
4、有哪些公司生产工业控制计算机？

一、智能温控器品牌及价格介绍

开关是我们电路中最不可缺少的电气设备。现在的开关种类也在慢慢增多，变得也越来越智能了。其中智能温控开关就是其中的一个。智能温控开关主要作用是用于控制温度的，它主要由外壳，零线、火线输出，端零、火线输入端组成以及控制开关所组成。他的原理是在控制开关和电路之间加了温控元器件，温控元器件因温度变化而不断改变阻值从而来控制电路的开关于闭合。

智能温控器价格

温控器就是控制温度的器件。温控器构成大概有这样几个：电源部分;接受信号部分;输出控制部分、警报输出部分和一些附加功能。其结构由波纹管、感温包(测试管)、偏心轮、微动开关等组成一个密封的感应系统和一个转送信号动力的系统。控制方法一般分为两种：一种是由被冷却对象的温度变化来进行控制，多采用蒸气压力式温度控制器，另一种由被冷却对象的温差变化来进行控制，多采用电子式温度控制器。

　汇邦CHB401系列高精度：￥70(价格来源网络，仅供参考)

德力澳斯智能温控器手机wifi版：￥260(价格来源网络，仅供参考)

安洋锅炉温控器 AY-90温控器：￥20(价格来源网络，仅供参考)

忠花智能温控器 3KW智能温：￥50(价格来源网络，仅供参考)

智能温控器品牌

曼瑞德

曼瑞德是全球领先暖通自控产品、供热计量产品制造商，是中国地暖行业的“温控系统”领军品牌。截止2008年，曼瑞德应用在国内地暖系统中的相关产品的数量在同行企业中名列前茅。

海林

海林公司专业从事中央空调自控产品、供热采暖自控产品及高效太阳能热水系统的研发、生产与销售。海林温控器是国内出现最早的温控专业设备，产品适用于工业、商业及家庭居室的温度控制，用于控制风机盘管自动控设定温度运行。

铭仕

中国铝塑管材生产10强企业、中国十大著名品牌、著名地暖温控器品牌、中国驰名商标企业。

霍尼韦尔

霍尼韦尔是一家国际性从事自控产品开发及生产的公司，公司成立于一八八五，有超过百年历史的国际公司，一九九六年，被美国“财富”在杂志评为最受推崇的20家高科技企业之一。

西门子

西门子股份公司(SIEMENS AG FWB：SIE, NYSE：SI)是世界最大的机电类公司之一，1847年由维尔纳·冯·西门子建立。世界最大的机电类公司之一、国际著名地暖温控器品牌、暖通行业标杆企业、世界500强企业。

欧姆龙

跨国公司中国贡献奖、中国优秀诚信企业、十大高销售额外商投资企业、地暖温控器十大品牌、全球著名地暖温控器品牌。自1933年5月10日创业至今的70多年中，通过不断创造新的社会需求，欧姆龙集团已经发展成为全球知名的自动化控制及电子设备制造厂商，掌握着世界领先的传感与控制核心技术。

耐克森Nexans

耐克森Nexans是全球最大的电缆生产厂商，提供最完整、最全面的电缆及部件解决方案，作为目前世界电缆业三强之一的耐克森公司，将发挥其在研发、资金、技术和市场上的优势，使其继续成为专业、高质量和优质服务的代名词。

丹佛斯

丹佛斯电热地暖系统的所有产品均来自丹麦原装进口，行销欧洲及全球六十多年的一种高性能，全隐蔽，自控恒温式地面辐射采暖系统。它具有安装方便，安全节能，免维护等等诸多优点。

万家暖

万家暖温控器是经河南省宝泰实业有限公司与郑州电缆有限公司联合研发、生产。该产品通过国家电线电缆质量监督检验中心检测，符合IEC60800标准产品。

华阳天地

北京华阳天地电子科技有限公司是一家专业从事暖通自控设备和楼宇自控设备的开发、生产、销售、服务于一体的高新企业。主要产品有：风机盘管温控器;电采暖温控器;水采暖温控器;超导电暖气温控器;太阳能温控器;电热膜温控器;发热电缆温控器。　

以上就是土巴兔平台给大家所分享的有关于智能温控开关的知识，大家看了以上的分享内容后，能够更好的了解智能温控开关的知识了。智能温控开关在我们生活中还是非常常见的，例如中央空调温控面板就内置智能温控开关的。除此之外智能温控开关在控制温度时是非常精准的，使用起来也是非常方便的。正因为智能温控开关具有这些特性，所以在电子行业中地位是非常高的。

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二、plc毕业设计论文

PLC和变频器在中央空调系统中的节能应用
摘要:介绍一种以PLC作为总控制部件，采用变频器控制中央空调冷冻水循环泵，构成恒压
循环供水；变频调速循环供水，以及用PLC控制一台软起动器分别起动4台井水泵的控制系统。
从而实现节能的目的，提高系统的可靠性，确保设备的安全运行。
关键词：PLC；变频器；软起动器；节能
1引言
晶澳太阳能有限公司采用3台设备制冷机组用
于生产设备制冷，设备冷冻水循环泵2台，额定功
率30kW，一备一用。另采用2台空调制冷机组用
于环境制冷，空调冷冻水循环泵3台，额定功率
37kW，二用一备。两种循环水泵均为工频全速运转，
由于设备冷冻水采用传统的固定节流方式来满足生
产设备恒压供水要求和空调冷冻水采用固定节流的
方式实现调节室内温度的目的，造成了大量电能的
浪费，减短了水泵和阀门的使用寿命。现改造为由
PLC作为核心控制部件，由变频器和设备冷冻水泵
组成恒压供水系统。空调冷冻水根据温差△T控制
原理，由变频器，PID温差控制器，温度变送器，
循环泵组成温差△T控制变频调速系统。
现公司有4口水井，井水泵额定功率为75kW，
采用工频恒速运行。井水统一供给两种制冷机组冷
却水、其他车间用水、消防用水等。由于井水泵的
自耦降压起动方式控制机构宠大，故障率高。现改
造为由PLC控制一台软起动器分别起动4台井水泵
的起动方式。
2硬件配置
设计选用一台PLC作为核心控制部件，控制井
水泵的软起动，设备冷冻水恒压供水和空调冷冻水
的变频调速。其中，PLC选用Siemens公司的s7-200，
CPU选用S7-222，电源模块一块，数字扩展模块选
用EM223 24VDC 16输入/16输出。共24个输入点，
22个输出点。数字量输入主要有循环泵手/自动运行
方式的切换，循环水泵和井水泵的手动启/停操作和
井水流量反馈。数字输出点用于19点继电器输出和
两个冷冻水系统故障报警和井水流量报警。
变频器选用MicroMaster430系列2台，一台额
定功率30kW，用于控制设备冷冻水循环泵，另一
台额定功率37kW，用于控制空调冷冻水循环泵。
MicroMaster430系列变频器是风机类和水泵类的专用变频器，它拥有内置PID调节器，可以提高供水
压力的控制精度，改善系统的动态响应。软起动器
选用SIRIUS 3RW40系列一台，额定功率75kW，
用于软起动井水泵。PID温差控制器一台，选用
Transmit（全仕）G-2508系列PID双路温差控制器，
用于设定温差，并将PID处理后的4～20mA的模拟
信号送至变频器。压力变送器一个，用于检测设备
冷冻水的管网压力，并将压力信号反馈给变频器。
温度变送器两个，用于检测蒸发器两端的温度，并
将温度信号送至PID温差控制器。
3控制方案设计
3.1设备冷冻水恒压供水控制方案设计
控制原理如图2所示，设备冷冻水循环系统是
一个密闭的系统，由1#，2#循环泵供水，供水压力
要求在4.0±0.5Mbar。正常情况下，一台循环泵工
频全速运转时，出水压力可达7.5 Mbar。具有很大
的裕量，为避免电能的浪费，将设备冷冻水循环系
统设计为恒压供水系统。方案设计有手动/自动两种
工作方式。
在手动方式下，工作人员可以根据实际情况现
场决定起/停水泵的变频运行，并设最高优先控制
级，不受PLC的自动控制，以保证检修或出现故障
时的安全使用。
自动方式控制过程：将控制面板上设备冷冻水
泵的手动/自动开关，打到“自动”档，由井水泵的运
行给定PLC设备冷冻水泵的起动信号，PLC控制
KM11吸合，并与变频器通信，由变频器1F软起动
1#循环泵。压力变送器检测设备冷冻水管网压力，
转化为4～20mA的模拟信号反馈至变频器1F，变频器1F通过内置的PID将检测压力与压力给定值
进行比较优化计算，输出运行频率调节1#循环泵
的转速。当压力变送器检测到的管网压力低于给定
压力时，变频器输出频率上升，增加1#泵的转速，
提高管网压力；反之，则频率下降，降低1#水泵的
转速。为防止备用泵在备用期间发生锈蚀现象，在
自动控制方式下，将1#、2#循环泵设置起始/停止周
期，使其自动定时循环使用。
为避免在水泵切换时，管网压力变化过大，应
采取必要的起/停时间协调措施，以尽量保证水压的
稳定，并在切换过程中，对压力检测信号进行一定
延时的“屏蔽”，防止变频器在较高的压力信号下不
起动。切换过程为：当设定的循环周期已到时，屏
蔽压力检测信号。将正在运行的水泵的频率升至
50Hz后切换为工频运行，之后将备用泵变频起动
（备用泵与运行泵不固定），在频率升至30Hz时，
切除工频泵，并取消对压力信号的屏蔽，恢复正常
运行，如此循环。在水泵切换时为了防止KM11与
KM12、KM21与KM22、KM11与KM22误动作同
时吸合发生故障，须将它们电气互锁和程序互锁。
当工作泵发生故障时，则立即停止工作泵，将备用
泵投入变频运行，并输出声光报警，提示工作人员
及时检修，当变频器发生故障时则停止水泵运行立
即输出报警。
3.2空调冷冻水系统循环泵变频调速控制方案设计
控制原理如图3所示，空调冷冻水系统的供回
水温度之差反映了冷冻水从室内携带热量的情况。
温差大，说明室内温度高，应提高冷冻水泵的转速，
加快冷冻水循环；反之，温差小，说明室内温度低，
可以适当降低冷冻水泵的转速，减缓冷冻水循环。
一般中央空调冷冻水系统设计温差为5oC~7oC。通
过温差△T控制，控制冷冻水系统的循环状态，可
以降低能源损耗，延长水泵的寿命。此外，空调冷
冻水系统是一个密闭的系统不必考虑恒压问题。
差控制器和循环泵温差闭环变频调速系统，控制冷
冻水泵的转速随着室内热负载的变化而变化。工作
过程为：温度变送器1、2分别在空调机组蒸发器输
入和输出端测得温度后，转换为4～20mA的标准信
号送入PID温差控制器，经PID与给定温差值比较
处理后，输出4～20mA的标准信号到变频器2F的
模拟量输入端，变频器2F输出相应频率，调节循环
水泵的转速，达到控制温度的目的，形成一个完整
的闭环控制系统。系统设计为手动和自动两种控制
方式手动方式工作过程与设备冷冻水泵手动工作方
式类似自动控制过程为：将控制面板上的空调冷冻
水循环泵手动/自动控制开关打到“自动”档，系统将
在自动方式下运行，由井水泵的运行给定PLC空调
冷冻水泵起动指令后，首先控制KM31吸合投入3#
循环泵变频运行，由温度变送器1、2检测蒸发器两
端的温度，并将温度信号送到PID温差控制器，PID
温差控制器将检测到的温差与给定温差比较处理后
的标准信号反馈给变频器2F。若检测到的温差大于
温差给定值时，变频器2F提升输出频率，提高水泵
的转速，加快冷冻水的循环；反之，则降低频率，
降低水泵转速。在自动运行方式下，将3台水泵设
定自动循环周期，定时自动循环使用。3台水泵的
开闭顺序为“先开先关”的顺序，当室内热负荷加
大时，若变频器2F的输出频率已升至50Hz，经一
定延时（如20min），当检测温差值仍大于温差给定
值时，通过PLC程序控制，把3#水泵切换为工频运
行，再投入4#水泵变频运行，如此循环，直到变频
运行5#水泵。当3台水泵被全部投入运行，且变频
泵频率已至50Hz，经延时若频率仍没下降，则由
PLC输出报警，提醒工作人员及时修改空调机组设
定值；相反，当室内热负荷减小时，变频器2F降低
输出频率，降低5#泵的转速，当频率降到20Hz时，
若检测温差值仍低于温差给定值时，经延时（如
20min），停止3#泵，依此类推。为保证变频器2F
只控制一台水泵，将KM31、KM41和KM51电气
互锁和程序互锁，同时须将KM31与KM32、KM41
与KM42、KM51与KM52电气互锁。当变频器2F
或水泵发生故障时，由PLC输出声光报警，提示工
作人员及时检修。
3.3井水泵软起动控制方案设计
如图1所示，利用PLC控制一台软起动器，即
可分别起动4台井水泵.将井水泵的运行方式设计为
手动方式。具体控制过程为：按下控制面板上相应的起动按钮，如按下6#泵起动按钮，PLC控制KM61
吸合并运行软起动器，软起动6#井水泵。当软起动
器起动完毕后利用其辅助触点反馈信号给PLC，
PLC断开KM61并立即闭合KM62，将6#井水泵切
入工频运行，并停止运行软起动器，依此类推。为
防止软起动器同时起动两台以上的井水泵，须将
KM61、KM71、KM81、KM91电气互锁和程序互
锁，另须将KM61与KM62、KM71与KM72、KM81
与KM82、KM91与KM92电气互锁，
4 S7-200与MM430变频器的通信设置
S7-200PLC作为核心控制部件，它有总线访问
权，可以读取或改写变频器的状态，控制软起动器
的运行状态，从而达到控制和监视设备运行状态的
目的。系统采用总线式拓扑结构，两台变频器采用
总线接插件连入总线。S7-200选用S7-222CPU，软
件采用WIN3.2。采用西门子Profibus屏蔽电缆及9
针D形网络连接头。利用S7-222的自由通信口功
能，即RS485通信口。由用户程序实现USS协议与
两台MM430变频器通信。在硬件连接完毕后，需
要对两台MM430变频器的通信参数进行设置，如
表1所示。
5软件设计
在应用设计中，PLC起到“总监总控”的角色，
可以对两台变频器的状态进行查询和控制。程序首
先将S7-222的通信口初始化为自由通信口方式，然
后程序进入一个顺序控制逻辑功能块。控制顺序为：
手动起动井水泵，在井水流量满足要求的情况下，
自动运行设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵。
在PLC的程序中设计了井水泵的手动软起动井水泵
控制、设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵自动
定时循环程序；同时设计了设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵的手动控制程序。在本系统中采用
了变频器自身控制的方法，这样就省去了对PLC的
PID算法的编程。
6结论
本系统设计实际应用运行一个夏季后，得出与
上个季度循环水泵电能消耗数据及故障次数如表2
所示。数据显示，系统改造后节能达30%以上，并
且在春，秋、冬季节空调冷冻水循环泵的节能效果
会更加明显，并且故障发生次数大幅下降。因此采
用调速调节流量的方式，可以大幅度降低截流能量
的损耗，具有显著的节能效果，并能延长水泵的寿
命，提高系统运行的稳定性，降低生产成本，提高
生产效率。
参考文献
[1]王仁祥,王小曼.变频器在中央空调中的应用.通用变
频器选型,应用与维护.北京:人民邮电出版社,2002:
176-202.
[2]西门子有限公司.MM430通信设置.MICROMASTER
430使用大全.2003.12.
[3]蔡行健.S7-200模块.深入浅出西门子S7-200PLC.
北京:北京航空航天出版社,2003:95-125.
[4]原魁,刘伟强.变频器基础及应用.北京:冶金工业出
版社,2006.
[5]罗宇航.流行PLC实用程序及设计(西门子S7-200系
列).西安:西安电子科技大学出版社,2004.
叮叮猫进士回答采纳率:42.2% 2010-03-24 20:38 随着我国经济的高速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广泛。而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关。随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速的发展，其拖动技术已经发展到了变压变频调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。
通过对变频器和PLC的合理选择和设计，大大提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯得到了较为理想的控制和运行效果。并利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈，实现电梯的精确位移控制。通过PLC程序设计实现楼层计数、换速信号、开门控制和平层信号的数字控制，取代井道位置检测装置，提高了系统的可靠性和平层精度。该系统具有先进、可靠、经济的特色。该电梯控制系统具有司机运行和无司机运行的功能，并且具有指层、厅召唤、选层、选向等功能和具有集选控制的特点。
关键词：电梯； PLC；变频调速；旋转编码器
ABSTRACT
As China's rapid economic development, exchange of VVVF technology has entered a new era, its application more widely. The elevator as a modern high-rise building the vertical transport, and is closely related to people's lives, as people raise their requirements, the lift has been the rapid development of its technology has developed to drag the PSA Frequency Control, the logic control Also by the PLC to replace the original control relays.
Through the PLC chip and a reasonable choice and design, Greatly improving the control of the elevator, the elevator and to improve the operation of comfort, so that the lift has been better control and operation results. And using a rotary encoder pulse a position feedback, and lift the precise control of displacement. PLC program designed to achieve through the floor count, for speed signal, to open the door of peace control of the digital control signals to replace Wells Road location detection devices, improving the reliability of the system accuracy of the peace. The system has advanced, reliable and economic characteristics.The elevator control system has run drivers and drivers operating without that manual and automatic features, and with that layer, called the Office for the election of the Commission to function, with election-control characteristics.
Keywords: lift ; PLC; VVVF; rotary encoder
目录
1 绪论 1
1.1 PLC控制交流变频电梯的简介 1
1.2 电梯控制的国内外发展现状 2
1.3 题目选择的来源与意义 3
1.4 本文所做的主要工作 3
2 电梯设备的介绍 4
2.1 电梯设备 4
2.1.1 电梯的分类 4
2.1.2 电梯的主要参数 4
2.1.3 电梯的安全保护装置 5
3 变频器的选择及其参数计算 7
3.1 变频器的分类 7
3.2 变频器的选择 7
3.2.1 变频器品牌型号的选择 7
3.2.2 变频器规格的选择 8
3.2.3 选择变频器应满足的条件 8
3.3 VS-616G5型通用型变频器 8
3.4 变频器有关参数的计算 10
3.4.1 变频器容量的计算 10
3.4.2 变频器制动电阻的计算 11
4 PLC的选择及硬件开发 12
4.1 PLC简介 12
4.2 控制器件的选择 14
4.2.1 PLC的选择 14
4.2.2 轿厢位置的检测元件 14
4.3 PLC硬件系统的设计 16
4.3.1 设计思路 19
4.3.2 I/O点数的分配及机型的选择 21
5 系统软件开发 25
5.1 电梯的三个工作状态 25
5.1.1 电梯的自检状态 25
5.1.2 电梯的正常工作状态 25
5.1.3 电梯的强制工作状态 26
5.2 系统的软件开发方法确定 26
5.2.1 软件设计特点 26
5.2.2 软件流程 27
5.2.3 模块化编程 29
5.3 系统的软件开发 30
5.3.1 电路的开关门运行回路 30
5.3.2 电梯的外召唤信号的登记消除及显示回路 33
5.3.3 利用旋转编码器获取楼层信息 35
5.3.4 呼梯铃控制与故障报警 35
5.3.5 电梯的消防运行回路 36
结论 38
致谢 39
参考文献 40
附录 Ⅰ VS-616G5型变频器的常用参数 41
附录 Ⅱ VS-616G5变频器主要参数设置表 42
附录 Ⅲ 梯形图 43

三、简单化工自动控制系统设计方案由哪些主要环节构成？各环节的主要作用是什么

自动控制系统（automatic control systems）是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段。简称自控系统。编辑本段自动控制系统的组成自动控制系统主要由：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。编辑本段分类方法自动控制系统有几种分类方法按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。闭环控制系统闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。恒值控制系统给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。随动控制系统给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。程序控制系统给定值按一定时间函数变化。如程控机床。编辑本段应用广泛自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。在军事技术方面，自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种形式的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。此外，在办公室自动化、图书管理、交通管理乃至日常家务方面，自动控制技术也都有着实际的应用。随着控制理论和控制技术的发展，自动控制系统的应用领域还在不断扩大，几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。要求：稳定好，效率高，准确

四、有哪些公司生产工业控制计算机？

很多，研华、研祥、研发、华北工控、最近还有个叫威强的等，工业控制计算机和一般的计算机只是结构上的区别，可以插比较多的板卡，防护和环境适应性好些，板卡不多。

工控机(Industrial Personal Computer，IPC)即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。

中文名称
工控机
外文名称
Industrial Personal Computer
全称
工业控制计算机
组成
计算机CPU、硬盘、内存

简介

工业控制计算机简称"工控机"。包括计算机和过程输入、输出通道两部分。它具有重要的计算机属性和特征。如:具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口、并有实时的操作系统、控制网络和协议、计算能力，友好的人机界面等。工控机的主要类别有:IPC(PC总线工业电脑)、PLC(可编程控制系统)、DCS(分散型控制系统)、FCS(现场总线系统)及CNC(数控系统)五种。

IPC

即基于PC总线的工业电脑;据2000年IDC统计PC机已占到通用计算机的95%以上，因其价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富，已被广大的技术人员所熟悉和认可，这正是工业电脑热的基础。其主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成，如CPU卡、I/O卡等。并采取全钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及EMC(electromagneticcompatibility)技术以解决工业现场的电磁干扰，震动，灰尘，高/低温等问题。

IPC有以下特点:

可靠性:工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温，潮湿，震动，腐蚀和快速诊断和可维护性，其MTTR(MeanTimetoRepair)一般为5min，MTTF10万小时以上;而普通PC的MTTF仅为10000~15000小时。

实时性，工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节(看门狗功能这是普通PC所不具有的)，遇险自复位，保证系统的正常运行。

扩充性，工业PC由于采用底板+CPU卡结构，因而具有很强的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的各种外设、板卡如与道控制器、视频监控系统、车辆检测仪等相连，以完成各种任务。

兼容性，能同时利用ISA与PCI及PICMG资源，并支持各种操作系统，多种语言汇编，多任务操作系统。

PLC

PLC英文全称ProgrammableLogicController，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制系统(ProgrammableLogicController)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。

DCS

是一种高性能、高质量、低成本、配置灵活的分散控制系统系列产品，可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统(SCADA)，能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求。系统的模块化设计、合理的软硬件功能配置和易于扩展的能力，能广泛用于各种大、中、小型电站的分散型控制、发电厂自动化系统的改造以及钢铁、石化、造纸、水泥等工业生产过程控制。

FCS

是全数字串行、双向通信系统。系统内测量和控制设备如探头、激励器和控制器可相互连接、监测和控制。在工厂网络的分级中，它既作为过程控制(如PLC，LC等)和应用智能仪表(如变频器、阀门、条码阅读器等)的局部网，又具有在网络上分布控制应用的内嵌功能。由于其广阔的应用前景，众多国外有实力的厂家竞相投入力量，进行产品开发。国际上已知的现场总线类型有四十余种，比较典型的现场总线有:FF，Profibus，LONworks，CAN，HART，CC-LINK等。

CNC

现代数控系统是采用微处理器或专用微机的数控系统，由事先存放在存储器里系统程序(软件)来实现控制逻辑，实现部分或全部数控功能，并通过接口与外围设备进行联接，称为计算机数控，简称CNC系统。

数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品;其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。

历史

中国工控机技术的发展经历了80年代的第一代STD总线工控机，90年代的第二代IPC工控机，进入了第三代CompactPCI总线工控机时期，而每个时期大约要持续15年左右的时间。STD总线工控机解决了当时工控机的有无问题;IPC工控机解决了低成本和PC兼容性问题;CompactPCI总线工控机解决的是可靠性和可维护性问题。作为新一代工控机技术，CompactPCI总线工控机将不可阻挡地占据生产过程的自动化层，IPC将逐渐由生产过程自动化层向管理信息化层移动，而STD总线工控机必将退出历史舞台，这是技术发展的必然结果。同时，新一代工控机技术也是下一代网络(NGN)技术设备的基础。因此，覆盖CompactPCI总线、PXI总线以及AdvancedTCA技术的新一代工控机技术具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。

1、第一代工控机技术开创了低成本工业自动化技术的先河

第一代工控机技术起源于20世纪80年代初期，盛行于80 年代末和90年代初期，到90年代末期逐渐淡出工控机市场，其标志性产品是STD总线工控机。STD总线最早是由美国Pro-Log公司和Mostek公司作为工业标准而制定的8位工业I/O总线，随后发展成16位总线，统称为STD80，后被国际标准化组织吸收，成为IEEE961标准。国际上主要的STD总线工控机制造商有Pro- Log、Winsystems、Ziatech等，而国内企业主要有北京康拓公司和北京工业大学等。STD总线工控机是机笼式安装结构，具有标准化、开放式、模块化、组合化、尺寸小、成本低、PC兼容等特点，并且设计、开发、调试简单，得到了当时急需用廉价而可靠的计算机来改造和提升传统产业的中小企业的广泛欢迎和采用，国内的总安装容量接近20万套，在中国工控机发展史上留下了辉煌的一页。PC DOS软件的兼容性使STD总线得以发展，也由于运行PC Windows软件的局限性使STD总线被淘汰出局，而取而代之的是与PC完全兼容的IPC工控机。

虽然同时期发展起来的还有VME总线和Multiplus总线等，但它们在中国始终都没有形成气候，安装数量、应用范围和影响力都比STD总线小得多。

2、第二代工控机技术造就了一个PC-based系统时代

1981年8月12日IBM公司正式推出了IBM PC机，震动了世界，也获得了极大成功。随后PC机借助于规模化的硬件资源、丰富的商业化软件资源和普及化的人才资源，于80年代末期开始进军工业控制机市场。美国著名杂志《CONTROL ENGINERRING》在当时就预测"90年代是工业IPC的时代，全世界近65%的工业计算机将使用IPC，并继续以每年21%的速度增长"。历史的发展已经证明了这个论断的正确性。IPC在中国的发展大致可以分为三个阶段:第一阶段是从20世纪80年代末到90年代初，这时市场上主要是国外品牌的昂贵产品。第二阶段是从1991年到1996，台湾生产的价位适中的IPC工控机开始大量进入大陆市场，这在很大程度上加速了IPC市场的发展，IPC的应用也从传统工业控制向数据通信、电信、电力等对可靠性要求较高的行业延伸。第三阶段是从1997年开始，大陆本土的IPC 厂商开始进入该市场，促使IPC的价格不断降低，也使工控机的应用水平和应用行业发生极大变化，应用范围不断扩大，IPC也随之发展成了中国第二代主流工控机技术。中国IPC工控机的大小品牌约有15个左右，主要有研华、凌华、研祥、深圳艾雷斯和华北工控等。

90年代末期，ISA总线技术逐渐淘汰，PCI总线技术开始在IPC中占主导地位，使IPC工控机得以继续发展。但由于IPC工控机的结构和金手指连接器的限制，使其难以从根本上解决散热和抗振动等恶劣环境适应性问题，IPC开始逐渐从高可靠性应用的工业过程控制、电力自动化系统以及电信等领域退出，向管理信息化领域转移，取而代之的是以CompactPCI总线工控机为核心的第三代工控机技术。值得一提的是，IPC工控机开创了一个崭新的PC-based时代，对工业自动化和信息化技术的发展产生了深远的影响。

在第二代工控机技术里，还需要提及一个比较成功的技术--PC/104总线技术。基于ISA总线的PC/104总线问世于1992 年，自层迭式结构，具有尺寸小、结构紧凑、功耗低、可靠性高等特点，主要应用于军事和医疗设备。1997年PC/104扩展成PC/104-Plus，增加了PCI总线定义。PC/104总线工控机依靠自身的特点和不断地完善，还将继续在其传统优势领域占有一席之地。

3、迅速发展和普及的第三代工控机技术

PCI总线技术的发展、市场的需求以及IPC工控机的局限性，促进了新技术的诞生。作为新一代主流工控机技术，CompactPCI工控机标准于1997年发布之初就倍受业界瞩目。相对于以往的STD和IPC，它具有开放性、良好的散热性、高稳定性、高可靠性及可热插拔等特点，非常适合于工业现场和信息产业基础设备的应用，被众多业内人士认为是继STD和IPC之后的第三代工控机的技术标准。采用模块化的CompactPCI总线工控机技术开发产品，可以缩短开发时间、降低设计费用、降低维护费用、提升系统的整体性能。"CompactPCI是PCI总线的电气和软件加上欧洲卡，它具有在不关闭系统的情况下的'即插即用'功能，该功能的实现对高可用系统和容错系统非常重要"，2004年度科技部科技型中小企业技术创新基金项目指南中的这段话，概括出了CompactPCI总线工控机的主要特点和重要性。国家"发改委"也已经把CompactPCI总线工控机列为主要产业化项目之一。

2001年，PICMG2.16将以太网包交换背板总线引入到CompactPCI总线标准中，为电信语音增值服务设备和基于以太网的工业自动化系统提供了新的技术平台。2002年，PICMG颁布了面向电信的新标准AdvancedTCA，简称ATCA。ATCA比PICMG2.16有更大的规格和容量、更高的背板带宽、对板卡更严格的管理和控制能力、更高的供电能力以及更强的制冷能力等。ATCA不是应用在电信上的第一个开放式平台，但它是第一个由电信专家专为电信应用设计的电信平台，也主要是为了解决电信系统主要面临的系统带宽问题、高可用性问题、现场升级问题、可伸缩性问题、可管理性问题以及可互操作问题，并最终降低成本。

仪器和仪表是工业自动化设备的重要组成部分。CompactPCI向仪器仪表领域的扩展总线就是PXI总线。PXI产生于1998年，主要是面向"虚拟仪器"市场而设计的，但已经不局限于测试和测量设备，正在迅速向其它工业控制自动化领域扩展，并与CompactPCI总线互相补充和融合。PXI总线工控机不但具有VXI的高采样速率、高带宽和高分辨率等特点，而且具有开放性、软件兼容性和低价格等优势。一般来说，3U PXI产品用于构造便携式或小型化的ATE测试设备、数采系统、监控系统以及其它工业自动化系统。6U PXI产品主要应用在高密度、高性能和大型ATE设备或工业自动化系统中。

21世纪的头20年是新一代工控机技术蓬勃发展的20年。以CompactPCI总线工控机为代表的第三代工控机技术将在近几年得到迅速普及和广泛应用，并在中国信息化进程中发挥重要作用。

4、新一代工控机的产业化及应用前景

从1998年到今天，CompactPCI总线工控机在国内发展迅速，并得到了一定程度的应用，但远没有达到理想的程度。业界专家普遍认为，制约新一代工控机技术发展的因素主要有四个:一是由于CompactPCI总线工控机的生产规模和应用数量还不够大，成本过高，用户还在观望，等待价格的进一步降低;二是国产化的CompactPCI总线I/O模板的种类和数量还不丰富，配套性还不够，用户难以得到完整的解决方案;三是CompactPCI总线设计技术难度大，普及程度不够，多数企业还不具备自行研制系统配套I/O模板的能力;四是缺少权威的有关CompactPCI总线工控机设计和应用技术的指导性文献，需要培养更多的掌握该技术的专业设计人才和推广应用人才。因此，需要在科技部和国家有关部委相关政策的引导下，在中国计算机行业协会PICMG/PRC的统一组织下，联合国内外从事CompactPCI总线工控机技术研制和生产的企业、大专院校、科研院所以及用户，进一步加大国产化CompactPCI总线工控机的研制和推广力度，扩大生产规模，增加产品种类和数量，降低产品价格，提高产品的互操作性，实现产业化，培养更多的人才，为CompactPCI总线工控机的发展创造更有利的条件。

到2020年，是中华民族实现民族振兴的关键20 年，是用信息化带动工业化、实现国民经济跨越式发展的20 年，是工业自动化技术和信息产业技术快速发展的时期，也为新一代工控机技术的应用和发展提供了前所未有的良好发展机遇，应用前景广阔。

众所周知，目前国内每年投放市场的DCS系统数量大约在1400套以上，并以每年15%左右的速度增长。DCS中的现场控制器采用的还是第二代IPC工控机产品，需要用新一代工控机替代升级。随着铁路五次提速，原来应用在车站计算机连锁系统、行车调度监督系统以及铁路红外热轴探测系统上的数千套第一代和第二代工控机已经不能满足要求，已经开始用新一代CompactPCI总线和PXI总线工控机替代。由于电力紧缺而正在加快建设的发电厂和电网系统，需要大量的新一代工控机产品来实现电力系统综合自动化。正在迅速发展的智能交通系统需要新一代工控机技术。纺织工业、制造业、食品加工、石油化工行业、车载信息系统等需要采用新一代工控机技术。海军舰载测控设备、陆军车载武器控制系统和指挥系统、新型的飞行模拟教练系统等需要高性能的新一代工控机。航空和航天器地面测控设备、雷达识别跟踪系统和电子对抗系统需要新一代工控机技术。核电站的核聚变低杂波数据采集与控制系统、大专院校的虚拟仪器教学实验系统、汽车功能测试性能测试系统、防洪数字化大坝在线监测系统等需要新一代工控机技术。下一代的网络设备、电信核心和边缘设备、数据通信设备、计算机电话集成(CTI)系统和增值服务业务需要CompactPCI、PICMG2.16及ATCA等新一代工控机技术。还有你能想到的或没有想到的其它应用领域。如果说我国工业自动化设备市场份额只有大约200亿人民币的话，那么加上国防自动化和信息产业基础设备，那就是上千亿的大市场正等待新一代工控机去拓展。

如今的时代是变革的时代，也是推陈出新的时代。以CompactPCI总线工控机技术为核心，覆盖CompactPCI、PXI和ATCA的新一代工控机技术注定要成为这个时代的主旋律。业界权威人士已经预测:"第一，CompactPCI将以每年15%~20%的增长速度取代传统的IPC工控机;第二，CompactPCI与嵌入式系统将成为未来工业控制器的两大主流技术;第三，中国将成为CompactPCI全球最大的市场。"伴随着新一代工控机技术的兴起，工控机制造行业也将重新洗牌，强者和弱者将站在同一个起跑线上，百戈争流，不进则退，机遇与挑战并存。国内的企业，只要抓住机遇，大胆创新，勇于和善于迎接挑战，就一定会与新一代工控机技术一起发展壮大，这是不可阻挡的历史潮流。

发展趋势

工控机及其应用的发展是与信息化、数字化、智能化的世界潮流和计算机技术、控制技术、网络技术、显示技术(尤其是现场总线和控制网络)的发展密切相关的。

2000年世界上工业控制计算机市场为300-400亿美元，其中DCS60亿美元，嵌入式系统60-70亿美元，FCS20-30亿美元，IPC70-80亿美元，PLC70-80亿美元，数控70-80亿美元。并以每年10-15%的速度增长。

DCS(集散控制系统)

虽然现场总线为基础的FCS发展很快，并最终取代传统的DCS，但FCS发展有很多工作要做，如统一标准，仪表智能化等。而传统控制系统的维护和改造还需要DCS，因此FCS完全取代传统的DCS有个较长的过程。

当前工业控制计算机仍以大系统、分散对象、连续生产过程(如:冶金、石化、电力)为主，采用分布式系统结构的分散型控制系统仍在发展。由于开放结构和集成技术的发展，促使大型分散型控制系统销售增加。DCS1997年销售为45亿美元，2000年为60亿美元。世界上主要DCS供应商为:Honeywell、Bailey、Westing、House、ABB、Foxboro、L&N、Siemens、EuRo、横河、日本山武霍纳威尔等。

在工控机中DCS是受计算机影响最大、反应最快的一种。DCS主要发展趋势为:

(1)DCS向综合方向发展，由于标准化数据通信链路和网络的发展，将各种单(多)回路调节器、PLC、工业PC、NC等工控设备构成大系统、以满足工厂自动化要求，并适应开放化的大趋势。

(2)DCS向智能化方向发展，由于数据库系统、推理机能等的发展，尤其是知识库系统(KEB)和专家系统(ES)的应用，如自学习控制、远距离诊断、自寻优等，人工智能会在DCS各级实现。和FF现场总线类似，以微处理器为基础的智能设备、如智能I/O智能PID控制、智能传感器、变送器、执行器、智能人机接口、可编程调节器相继出现。

(3)DCS工业PC化，由IPC组成DCS成为一大趋势，PC作为DCS的操作站或节点机已经很普遍，PC-PLC、PC-STD、PC-NC等就是PC-DCS先驱，IPC成为DCS的硬件平台。

(4)DCS专业化，DCS为更适合各相应领域的应用，就要进一步了解这个专业的工艺和应用要求，以逐步形成如核电DCS，变电站DCS、玻璃DCS、水泥DCS等。

DCS生产厂家的新产品具有以下特点:系统开放、管控一体化及已有带先进控制软件。DCS生产厂家也从事FCS的研发、生产和应用工作。

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