什么公司生产工控电脑?

很多,比如研华、研华、R&D、华北工控,还有最近一个叫伟强的电脑等等。工控电脑只是结构上和一般电脑不同,可以插更多的板,防护性和环境适应性更好,但板不多。

工业个人计算机(IPC)是工业控制计算机,是利用总线结构对生产过程、机电设备和过程设备进行检测和控制的工具的总称。工业计算机具有重要的计算机属性和特征,如计算机CPU、硬盘、内存、外设和接口、操作系统、控制网络和协议、计算能力和友好的人机界面等。工控行业的产品和技术非常特殊,属于中间产品,为其他行业提供可靠的、嵌入式的、智能化的工业计算机。

中文名

工业个人计算机

外国名字

工业个人计算机

全名

工业控制计算机

形式

计算机CPU、硬盘、内存

简介

工业控制计算机简称“工业计算机”。包括计算机和过程输入输出通道。它具有重要的计算机属性和特征。如:计算机CPU、硬盘、内存、外设和接口、实时操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面等。工业计算机的主要类型有:IPC(PC总线工业计算机)、PLC(可编程控制系统)、DCS(分布式控制系统)、FCS(现场总线系统)、CNC(数控系统)。

工业程序控制( industrial process control的缩写)

即基于PC总线的工控机;根据IDC 2000年的统计,PC已经占到通用计算机的95%以上。由于其价格低、质量高、产量大、软硬件资源丰富,得到了广大技术人员的熟悉和认可,这是工业计算机热的基础。它的主要部件是工业机箱、无源背板和各种可以插入其中的板卡,如CPU卡、I/O卡等。采用全钢外壳、机械钳式过滤器、双正压风机和EMC(电磁兼容)技术,解决工业现场的电磁干扰、振动、粉尘、高低温等问题。

IPC具有以下特点:

可靠性:工业PC在灰尘、烟雾、高低温、湿度、振动、腐蚀等方面具有快速诊断和ma5维护能力,MTTR(平均定时器保护)一般为5分钟,MTTF大于654.38+万小时。普通PC的MTTF只有10000~15000小时。

实时性,工业PC可以实时检测和控制工业生产过程,快速响应工况变化,及时调整采集和输出(普通PC不具备看门狗功能),并在遇险时自行复位,保证系统正常运行。

可扩展性:工业PC由于背板+CPU卡结构,具有强大的输入输出功能,最多可扩展20块板卡,可连接工业领域的各种外设和板卡,如轨道控制器、视频监控系统、车辆检测器等。,完成各种任务。

兼容性,可以同时使用ISA、PCI和PICMG资源,支持各种操作系统、多语言汇编和多任务操作系统。

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)

PLC的英文全称是ProgrammableLogicController,中文全称是可编程逻辑控制器。定义是:专门为在工业环境中应用而设计的用于数字操作的电子系统。它使用一种可编程存储器来存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算以及其他面向用户的指令,并通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机器或生产过程。可编程逻辑控制器是一种专为工业环境应用而设计的数字操作电子系统。它采用可编程存储器,存储器中存储着用于逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算的指令,通过数字或模拟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控制技术相结合而发展起来的新型通用自动控制装置,适用于工业环境,是传统继电器的换代产品。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展,可编程控制器具备了计算机更多的功能,不仅可以实现逻辑控制,还具有数据处理、通信和网络功能。由于它可以通过软件改变控制过程,并且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点,因此被广泛应用于工业控制的各个领域,极大地推动了机电一体化的进程。

文件(documents的缩写) 分布式控制系统(Distributed Control System)

它是一系列高性能、高质量、低成本、配置灵活的分布式控制系统产品,可以组成各种独立的控制系统、分布式控制系统、监控和数据采集系统(SCADA),可以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扩展能力,可广泛应用于各种大、中、小型电站的分散控制、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的控制。

火控系统(Fire Control System)

这是一个全数字串行双向通信系统。系统中的测量和控制设备,如探针、致动器和控制器,可以相互连接、监测和控制。在工厂网络的分类中,它不仅作为过程控制的本地网络(如PLC、LC等。)和智能仪表(如变频器、阀门、条码阅读器等。),而且还具有在网络上分发控制应用程序的嵌入式功能。由于其广阔的应用前景,国外许多有实力的厂商竞相投资产品开发。世界上已知的现场总线有四十多种,典型的现场总线有FF、Profibus、LONworks、CAN、HART、CC-LINK等。

电脑数值控制(Computer Numerical Control)

现代数控系统是采用微处理器或专用微型计算机的数控系统。控制逻辑由预先存储在内存中的系统程序(软件)实现,实现部分或全部数控功能,并通过接口与外围设备连接,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向传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品。其技术范围涵盖多个领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工和传输技术;(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

我国工业计算机技术的发展经历了80年代的第一代STD总线工业计算机、90年代的第二代IPC工业计算机和第三代CompactPCI总线工业计算机,每个时期大约持续15年。STD总线工控机解决了当时工控机的问题。IPC工控机解决了低成本和PC兼容性问题。CompactPCI总线工控机解决了可靠性和可维护性问题。作为新一代工业计算机技术,CompactPCI总线工业计算机必然占据生产过程自动化层,IPC将逐步从生产过程自动化层走向管理信息层,STD总线工业计算机必将退出历史舞台,这是技术发展的必然结果。同时,新一代工业计算机技术也是下一代网络(NGN)技术和设备的基础。因此,涵盖CompactPCI总线、PXI总线和AdvancedTCA技术的新一代工业计算机技术具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。

1,第一代工业计算机技术开创了低成本的工业自动化技术。

第一代工业计算机技术起源于80年代初,盛行于80年代末90年代初,90年代末逐渐淡出工业计算机市场。其标志性产品是STD总线工业计算机。STD总线最早由美国Pro-Log公司和Mostek公司开发为8位工业I/O总线,后发展为16位总线,统称为STD80,被国际标准化组织吸收成为IEEE961标准。世界上生产STD总线工业计算机的主要厂商有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。STD总线工控机为笼式安装结构,具有标准化、开放性、模块化、组合化、体积小、成本低、PC兼容等特点,设计、开发、调试简单。受到当时迫切需要廉价可靠的计算机改造提升传统产业的中小企业的广泛欢迎和采用,全国总装机量接近20万台,在中国工业计算机发展史上留下了辉煌的一页。PC DOS软件的兼容性使得STD总线得到发展,而由于运行PC Windows软件的限制,STD总线被淘汰,取而代之的是与PC完全兼容的IPC工控机。

VME总线和Multiplus总线虽然同时发展,但在国内始终没有形成气候,安装数量、应用范围、影响都比STD总线小很多。

2.第二代工业计算机技术开创了基于PC的系统时代。

1981 02年8月12日,IBM正式推出IBM PC,震惊世界,大获成功。随后,借助于大规模的硬件资源、丰富的商业软件资源和流行的人力资源,PC在80年代后期开始进入工业控制计算机市场。美国著名杂志《控制工程》( CONTROL ENGINERRING)当时预测“90年代将是工业IPC的时代,全球近65%的工业计算机将使用IPC,而且每年还将以265,438+0%的速度持续增长”。历史的发展证明了这一论断的正确性。IPC在中国的发展大致可以分为三个阶段:第一个阶段是80年代末到90年代初,当时市场主要是国外品牌的昂贵产品。第二阶段,从1991到1996,台湾省生产的IPC工业计算机开始大量进入大陆市场,大大加快了IPC市场的发展,IPC的应用也从传统的工业控制延伸到数据通信、电信、电力等可靠性要求高的行业。第三阶段,从1997开始,大陆IPC厂商开始进入市场,导致IPC价格不断降低,工业计算机应用水平和应用行业发生巨大变化,应用范围不断扩大。IPC也发展成为中国第二代主流工业计算机技术。国内IPC品牌约15,主要有研华、凌华、EVOC、深爱莱斯、华北工控。

90年代后期,ISA总线技术逐渐被淘汰,PCI总线技术开始主导IPC,使得IPC工业计算机得以继续发展。但是由于IPC的结构和金手指连接器的限制,很难从根本上解决恶劣环境下的散热和抗振的适应性问题。IPC开始逐步退出可靠性高的工业过程控制、电力自动化系统、电信等领域,转入管理信息化领域,被以CompactPCI总线工业计算机为核心的第三代工业计算机技术所取代。值得一提的是,IPC开创了一个全新的基于PC的时代,对工业自动化和信息技术的发展产生了深远的影响。

在第二代工业计算机技术中,还需要提到一项比较成功的技术——PC/104总线技术。基于ISA总线的PC/104总线于1992年问世,采用自重叠结构,具有体积小、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 PC/104扩展为PC/104-Plus,增加了PCI总线的定义。PC/104总线工控机凭借自身的特点和不断完善,将继续在其传统优势领域占据一席之地。

3、第三代工业计算机技术的快速发展和普及。

PCI总线技术的发展、市场需求和工控机的局限性推动了新技术的诞生。作为新一代主流工业计算机技术,CompactPCI工业计算机标准自1997发布以来,备受业界关注。与之前的STD和IPC相比,具有开放性、散热性好、稳定性高、可靠性高、热插拔等特点,非常适合工业领域和信息产业的基础设备应用。被很多业内人士认为是继STD、IPC之后的第三代工业计算机的技术标准。利用模块化CompactPCI总线工业计算机技术开发产品,可以缩短开发时间,降低设计成本,降低维护成本,提高系统的整体性能。“CompactPCI是PCI总线加欧卡的电气和软件,具有‘即插即用’的功能,无需关闭系统,而该功能的实现对于高可用系统和容错系统非常重要。”科技部2004年中小企业技术创新基金项目指南中的这段话总结了CompactPCI总线工业计算机的主要特点和重要性。国家发改委也将CompactPCI总线工业计算机列为主要产业化项目之一。

2001,PICMG2.16将以太网分组交换背板总线引入CompactPCI总线标准,为电信语音增值业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发布了一个新的电信标准,AdvancedTCA,简称ATCA。与PICMG2.16相比,ATCA的规格和容量更大,背板带宽更高,对板卡的管控能力更严格,供电能力更高,制冷能力更强。ATCA不是第一个应用于电信的开放平台,但它是第一个由电信专家专门为电信应用设计的电信平台,主要解决系统带宽、高可用性、现场升级、可扩展性、可管理性和互操作性等问题,最终降低成本。

仪器仪表是工业自动化设备的重要组成部分。CompactPCI到仪器领域的扩展总线是PXI总线。PXI诞生于1998年。它主要是为“虚拟仪器”市场设计的,但并不局限于测试和测量设备。它正在迅速扩展到其他工业控制自动化领域,并与CompactPCI总线形成互补和集成。PXI总线工控机不仅具有VXI的高采样率、高带宽、高分辨率的特点,还具有开放性、软件兼容性和低价格的优势。一般来说,3U PXI产品用于构建便携式或小型化的ATE测试设备、数据采集系统、监控系统和其他工业自动化系统。6U PXI产品主要应用于高密度、高性能和大型ATE设备或工业自动化系统。

21世纪的前20年,是新一代工业计算机技术蓬勃发展的20年。以CompactPCI总线工业计算机为代表的第三代工业计算机技术将在近几年迅速普及和广泛应用,并将在我国信息化进程中发挥重要作用。

4.新一代工业计算机的产业化及应用前景。

从1998到今天,CompactPCI总线工业计算机在国内发展很快,得到了一定程度的应用,但远不理想。业内专家普遍认为,制约新一代工业计算机技术发展的因素主要有四点:一是由于CompactPCI总线工业计算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,等待价格进一步降低;二是国内CompactPCI总线I/O模板的品种和数量不丰富,配套不够,用户很难得到完整的解决方案;第三,CompactPCI总线的设计技术难度大,普及度不够。大多数企业没有能力为自己的系统开发I/O模板。第四,CompactPCI总线工业计算机的设计和应用技术缺乏权威的指导性文献,需要培养更多掌握该技术的专业设计人才和推广应用人才。因此,在科技部和国家有关部委相关政策的指导下,在中国计算机工业协会PICMG/PRC的统一组织下,要进一步加大国产CompactPCI总线工业计算机的开发和推广力度,扩大生产规模,增加产品的品种和数量。降低产品价格,提高产品互操作性,实现产业化,培养更多的人才,为CompactPCI总线工业计算机的发展创造更有利的条件。

到2020年,是中华民族实现民族复兴的关键20年,是以信息化推动工业化、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,是新一代工业计算机技术应用发展的前所未有的良好发展机遇,应用前景广阔。

众所周知,目前我国投放市场的DCS系统数量约为1400套,并且每年以15%的速度递增。DCS中的现场控制器仍采用第二代IPC工业计算机产品,需要用新一代工业计算机替代和升级。随着铁路的五次大提速,铁路的车站计算机联锁系统、列车调度监督系统、红外热轴检测系统原来使用的数千台第一代、第二代工控机已经不能满足要求,开始被新一代CompactPCI总线和PXI总线工控机所取代。因缺电而加速建设的电厂和电网系统,需要大量新一代工业计算机产品来实现电力系统的综合自动化。快速发展的智能交通系统需要新一代的工业计算机技术。纺织工业、制造业、食品加工、石油化工、车载信息系统等都需要采用新一代工业计算机技术。海军舰载测控设备、陆军车载武器控制系统和指挥系统、新型飞行模拟教练系统都需要新一代高性能工业计算机。航空和航天器地面测控设备、雷达识别跟踪系统、电子战系统都需要新一代工业计算机技术。核电站核聚变低杂波数据采集与控制系统、高校虚拟仪器教学实验系统、汽车功能测试性能测试系统、防洪数字大坝在线监测系统等都需要新一代工业计算机技术。下一代网络设备、电信核心和边缘设备、数据通信设备、计算机电话集成(CTI)系统和增值业务需要CompactPCI、PICMG2.16、ATCA等新一代工业计算机技术。还有其他你能想到或者想不到的应用领域。如果说中国工业自动化设备市场份额只有200亿人民币左右,那么有了国防自动化和信息产业基础设施设备,就是数千亿的大市场在等待新一代工业计算机的拓展。

当今时代是变革和创新的时代。基于CompactPCI总线,覆盖CompactPCI、PXI、ATCA的新一代工业计算机技术注定成为这个时代的主旋律。行业权威人士曾预测:“第一,CompactPCI将以15%~20%的年增长率取代传统的IPC其次,CompactPCI和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的全球最大市场。”随着新一代工业计算机技术的崛起,工业计算机制造业将重新洗牌,强者与弱者站在同一起跑线上,争流而进,不进则退,机遇与挑战并存。国内企业,只要抓住机遇,大胆创新,勇于并善于迎接挑战,就一定会与新一代工业计算机技术共同发展壮大,这是不可阻挡的历史潮流。

发展趋势

工业计算机及其应用的发展与信息化、数字化和智能化的世界趋势以及计算机技术、控制技术、网络技术和显示技术(特别是现场总线和控制网络)的发展密切相关。

2000年,世界工业控制计算机市场为300-400亿美元,其中DC 600亿美元,嵌入式系统60-70亿美元,FCS 20-30亿美元,IPC 70-80亿美元,PLC 70-80亿美元,CNC 70-80亿美元。并且年增长率为10-15%。

分布式控制系统

虽然基于现场总线的FCS发展很快,并最终取代了传统的DCS,但在FCS的发展过程中还有许多工作要做,如统一标准、仪表智能化等。传统控制系统的维护和改造仍然需要DCS,所以FCS要完全取代传统DCS还需要很长的时间。

目前,工业控制计算机仍以大系统、分布式对象和连续生产过程(如冶金、石化和电力)为主,分布式系统结构的分散控制系统仍在发展。由于开放式体系结构和集成技术的发展,大规模分散控制系统的销售有所增加。DCS1997的销售额是45亿美元,2000年是60亿美元。世界上主要的DCS供应商有霍尼韦尔、贝利、威斯汀、豪斯、ABB、福克斯波罗、L & ampn、西门子、欧陆、横河、霍桑、日本等。

在工业计算机中,DCS是受影响最大、反应最快的计算机之一。DCS的主要发展趋势是:

(1)DCS正在向一体化发展。由于标准化数据通信链路和网络的发展,各种单(多)回路调节器、PLC、工业PC、NC等工业控制设备组成一个大系统,以满足工厂自动化的要求,适应开放的大趋势。

(2)DCS正在向智能化发展。由于数据库系统和推理功能的发展,特别是知识库系统(KEB)和专家系统(ES)的应用,如自学习控制、远程诊断和自寻等,将在DCS的各级实现人工智能。与FF现场总线类似,基于微处理器的智能设备如智能I/O智能PID控制、智能传感器、变送器、执行器、智能人机界面、可编程调节器等相继出现。

(3)DCS的工业是以PC为基础的,由IPC构成DCS已经成为一种大趋势。PC-PLC、PC-STD、PC-NC作为DCS的操作站或节点机,是PC-DCS的先驱,IPC已经成为DCS的硬件平台。

(4)发展中国家的专业化。为了更适合在各种相应领域的应用,需要进一步了解本专业的工艺和应用要求,从而逐步形成核电、变电站、玻璃、水泥的DCS。

DCS厂商的新产品具有以下特点:系统开放、管控一体化、已有先进控制软件。DCS厂商也从事FCS的研发、生产和应用。