工控機(jī)(IndustrialPersonalComputer、IPC),即工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是采用總線結(jié)構(gòu)檢測(cè)和控制生產(chǎn)工藝、機(jī)電設(shè)備和工藝設(shè)備的工具總稱。
工業(yè)控制行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊,屬于中間產(chǎn)品,是為其他行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能的工業(yè)計(jì)算機(jī)。工控機(jī)具有計(jì)算機(jī)CPU、硬盤(pán)、內(nèi)存、外設(shè)和接口、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)界面等重要的計(jì)算機(jī)屬性和特點(diǎn)。
在工業(yè)4.0催生的智能時(shí)代,工控機(jī)的意義早已超過(guò)了原來(lái)簡(jiǎn)單的工業(yè)控制。隨著智能制造、新基礎(chǔ)設(shè)施和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新階段的到來(lái),工控機(jī)在產(chǎn)品和技術(shù)層面無(wú)疑提出了智能、數(shù)字、信息等方面的新要求。目前,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,以智能制造為主導(dǎo)的新時(shí)代的發(fā)展特點(diǎn)是將大量的計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)集成在一起,形成一個(gè)新的智能開(kāi)發(fā)系統(tǒng),工業(yè)控制機(jī)處于智能系統(tǒng)的核心位置。
因此,工控機(jī)迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。在應(yīng)用方面,工控機(jī)的深度領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。如今,其應(yīng)用范圍不僅限于工業(yè),而且逐漸從電力、工業(yè)等領(lǐng)域擴(kuò)展到機(jī)器人、智能交通、節(jié)能和新能源。
在智能時(shí)代,工控機(jī)的重要性突出。
在生產(chǎn)過(guò)程中,工控機(jī)不僅是生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)過(guò)程、數(shù)據(jù)參數(shù)等監(jiān)控的基礎(chǔ),也是進(jìn)一步整合軟硬件、轉(zhuǎn)換不同接口和協(xié)議數(shù)據(jù)流的關(guān)鍵設(shè)備。隨著工控機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和行業(yè)的發(fā)展,工控機(jī)在智能時(shí)代的作用和任務(wù)越來(lái)越重要。
近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷推廣,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐漸興起,工業(yè)控制機(jī)械行業(yè)發(fā)展迅速。隨著我國(guó)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的深入推進(jìn),工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)只實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的橫向連接、收集和總結(jié),不能滿足行業(yè)轉(zhuǎn)型的實(shí)際需要。它可以與決策方進(jìn)行雙向溝通,并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策方面的指導(dǎo)信息,反向發(fā)布到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。智能生產(chǎn)模式已成為行業(yè)轉(zhuǎn)型的主要方向。
目前,工控機(jī)的智能化、數(shù)字化和信息升級(jí)正在進(jìn)行中,服務(wù)模式的變化更為明顯。在傳統(tǒng)的制造模式下,工控機(jī)提供的服務(wù)只包括單一的硬件產(chǎn)品。企業(yè)只需要保證產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,就基本能滿足需求。在智能時(shí)代,工業(yè)控制機(jī)的客戶不再滿足單一產(chǎn)品,而是更傾向于以工業(yè)控制機(jī)為核心的整體解決方案。
此外,工控機(jī)應(yīng)用的信息安全問(wèn)題也越來(lái)越受到關(guān)注。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用,智能制造催生了新的制造模式和新的商業(yè)形式。工控機(jī)系統(tǒng)逐漸開(kāi)放,工業(yè)控制機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性給其帶來(lái)了許多安全問(wèn)題。因此,為了保證工控機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,保護(hù)生產(chǎn)安全和數(shù)據(jù)信息,企業(yè)也開(kāi)始更加重視工控機(jī)的信息安全保護(hù)。
工控機(jī)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,市場(chǎng)和用戶的成熟,工控機(jī)市場(chǎng)在新形勢(shì)下呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)。
1.定制已成為一種趨勢(shì)。
除了技術(shù)突破,近年來(lái),越來(lái)越多的工業(yè)控制機(jī)制造商開(kāi)始更加關(guān)注客戶的需求,為客戶提供定制的服務(wù)和產(chǎn)品,不斷推出滿足客戶需求的行業(yè)特殊產(chǎn)品和解決方案,更加關(guān)注應(yīng)用需求。
2.工控機(jī)應(yīng)用行業(yè)越來(lái)越廣泛。
從工業(yè)控制機(jī)械應(yīng)用行業(yè)的角度來(lái)看,在冶金、電力、石化等傳統(tǒng)行業(yè)逐漸衰落的同時(shí),金融、醫(yī)療、智能交通、自助服務(wù)終端等一些新興應(yīng)用市場(chǎng)不斷涌現(xiàn)。同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智能生活、智能農(nóng)業(yè)、汽車(chē)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興應(yīng)用產(chǎn)生了大量的增量市場(chǎng),工業(yè)控制機(jī)械市場(chǎng)的另一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)是在數(shù)字和智能制造的背景下,現(xiàn)有的股票市場(chǎng)需要升級(jí),這些是未來(lái)工業(yè)控制機(jī)械市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)。
3.嵌入式工控機(jī)越來(lái)越流行。
嵌入式工控機(jī)是一種增強(qiáng)型工業(yè)計(jì)算機(jī),可作為工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行的工業(yè)控制器。
與傳統(tǒng)工業(yè)控制機(jī)相比,嵌入式工業(yè)控制機(jī)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),以應(yīng)用為中心,適用于對(duì)功能、可靠性、成本、體積和功耗有嚴(yán)格要求的工業(yè)系統(tǒng)。一般由低功耗處理器、外圍硬件設(shè)備、操作系統(tǒng)和用戶應(yīng)用程序組成,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制、監(jiān)控、管理等功能。其主要優(yōu)點(diǎn)是:
(1)適應(yīng)性好。
與設(shè)備功能幾乎完全匹配,具有一定的擴(kuò)展性,但不以擴(kuò)展為主要目的,因此產(chǎn)品適應(yīng)性好,性價(jià)比高。
(2)體積小。
緊湊型設(shè)計(jì)充分考慮了合理利用外部接口和安裝空間。
(3)可靠性高。
散熱設(shè)計(jì)、電磁兼容設(shè)計(jì)、防塵防水設(shè)計(jì)、抗散熱設(shè)計(jì)、電磁兼容設(shè)計(jì)、防塵防水設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)等可靠性設(shè)計(jì)內(nèi)容。
(4)超低功耗無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)。
由于整機(jī)小型化后散熱能力有限,嵌入式系統(tǒng)MTBF(平均無(wú)故障工作時(shí)間)要求較高,特別是在無(wú)人值守應(yīng)用中,需要設(shè)計(jì)超低功耗無(wú)風(fēng)扇。
總結(jié)
以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命是一個(gè)集大量計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)于一體的智能系統(tǒng)。在各種新技術(shù)高度集成的產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下,工控機(jī)正處于新的技術(shù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。未來(lái),工控機(jī)將突破現(xiàn)有的技術(shù)結(jié)構(gòu),其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將更加開(kāi)放、集成、功能模塊化、機(jī)器智能等,為整個(gè)工業(yè)4.0下的智能系統(tǒng)建設(shè)提供重要支持。