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干貨|一文了解什么是工控機(jī)及其優(yōu)缺點(diǎn)

http://casecurityhq.com 2023-12-12 09:49 來源:BFT機(jī)器人

工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī),但現(xiàn)在,更時(shí)髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦,英文簡(jiǎn)稱IPC,全稱Industrial Personal Computer。主要類別有嵌入式工控機(jī)、工業(yè)臺(tái)式機(jī)、機(jī)架式工控機(jī)、DIN導(dǎo)軌式工控機(jī)、嵌入式板卡、工業(yè)平板電腦、特殊應(yīng)用工控機(jī)。

工控機(jī)通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī),其具備了數(shù)據(jù)采集和處理、遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作、實(shí)時(shí)控制和調(diào)度、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析以及故障診斷和維護(hù)等重要作用。主要為企業(yè)提供高性能、高可靠性的控制解決方案,助力企業(yè)提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

自1984年國(guó)內(nèi)開始從事開發(fā)和推廣應(yīng)用工控機(jī)以來,已被廣泛地應(yīng)用于鋼鐵冶金、石油化工、機(jī)電成套設(shè)備、醫(yī)藥食品、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)爐窯等工業(yè)領(lǐng)域、以及軍工和科研設(shè)備中。

工控機(jī)的基本組成

處理器(CPU):工控機(jī)的處理器充當(dāng)著系統(tǒng)的大腦,負(fù)責(zé)執(zhí)行各類控制算法和處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通常采用高性能的多核處理器,以滿足復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制任務(wù)。

內(nèi)存(RAM):工控機(jī)需要較大容量的內(nèi)存用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù),其大小直接影響到系統(tǒng)的響應(yīng)速度和多任務(wù)處理能力。

存儲(chǔ)設(shè)備:工控機(jī)的工作環(huán)境惡劣且復(fù)雜,對(duì)溫度等環(huán)境要求較高,因此存儲(chǔ)設(shè)備通常選擇固態(tài)硬盤或者工業(yè)級(jí)硬盤,用于存放計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)和資料,是外部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的重要部件。

擴(kuò)展插槽:工控機(jī)通常具備多個(gè)擴(kuò)展槽,用于安裝擴(kuò)展卡。擴(kuò)展卡可以提供額外的功能,如數(shù)據(jù)采集卡、通信卡等,以滿足不同控制系統(tǒng)的需求。

輸入輸出接口:工控機(jī)需要與各種外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和通信。常見的輸入輸出接口包括串口、并口、USB口、以太網(wǎng)口等,用于連接傳感器、執(zhí)行器、人機(jī)界面等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

電源供應(yīng):穩(wěn)定可靠的電源是工控機(jī)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。冗余電源設(shè)計(jì)和過壓保護(hù)等功能可以確保在電源波動(dòng)或故障時(shí),系統(tǒng)依然能夠穩(wěn)定運(yùn)行,避免生產(chǎn)中斷。

工控機(jī)特點(diǎn)

工控機(jī)通俗的說就是專門為工業(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,且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒有休息。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):

高可靠性:工控機(jī)機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu),有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力,在惡劣的環(huán)境下也能保持穩(wěn)定運(yùn)行。

抗干擾力:工控機(jī)采用屏蔽技術(shù),機(jī)箱內(nèi)有專門電源,電源有較強(qiáng)的抗干擾能力,能有效抵御電磁干擾、靜電干擾等對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。

長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行:部分工控機(jī)使用環(huán)境需要一年365天,每天24小時(shí)不能關(guān)機(jī),因此需要具備連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作的能力。

數(shù)據(jù)采集與處理:工控機(jī)可以與各種傳感器、執(zhí)行器、PLC等工控設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理和控制,對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)控。

高性能計(jì)算和圖形顯示:工控機(jī)配備強(qiáng)大的處理器和顯卡,能夠進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算和圖形顯示,滿足工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)高性能計(jì)算的需求。

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)的作用

生產(chǎn)過程監(jiān)控與控制:工控機(jī)通過監(jiān)測(cè)、分析和控制生產(chǎn)線上的各種設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器,確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性、可靠性和高效性。它可以檢測(cè)設(shè)備故障、異常狀態(tài)或安全風(fēng)險(xiǎn),并采取措施保障工作環(huán)境和設(shè)備的安全性。

數(shù)據(jù)采集與處理:工控機(jī)可以連接各種傳感器,對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理,如溫度、壓力、流量等。通過工控機(jī)的高度靈活性和精確性,可以對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和控制,實(shí)現(xiàn)智能化的工業(yè)自動(dòng)化控制。

自動(dòng)化生產(chǎn)與操作:工控機(jī)利用預(yù)先設(shè)定的程序和算法,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備和機(jī)器的自動(dòng)化控制,減少人工干預(yù),提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

隨著科技的不斷更新,如今工控機(jī)還可用于視覺檢測(cè)、運(yùn)用控制和影像運(yùn)算。

目前工控機(jī)存在的弊端

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),但也存在一些潛在的弊端和挑戰(zhàn):

兼容性:隨著新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用,工控機(jī)可能面臨與新設(shè)備、新系統(tǒng)或軟件的兼容性問題,導(dǎo)致數(shù)據(jù)交換、通信或集成困難。

數(shù)據(jù)安全性低: 工控機(jī)涉及大量敏感數(shù)據(jù),由于某些系統(tǒng)設(shè)計(jì)較早或者缺乏及時(shí)的安全更新,工控機(jī)容易成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標(biāo),容易被黑客入侵或被病毒感染。一旦系統(tǒng)崩潰或遭受損失,就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)數(shù)據(jù)丟失或泄露。

性能需求:部分應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)工控機(jī)的實(shí)時(shí)性和性能要求非常高,而某些老舊型號(hào)的工控機(jī)可能無法滿足這些需求,需要進(jìn)行升級(jí)或更換。

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