第二节 工业控制机的种类与选择

一、工业控制机分类

（一）按工业控制机的总线分类

1.PC总线工控机

PC总线工控机是基于通用计算机发展起来的工业控制机，其总线类型有：ISA总线、VESA局部总线（VL—BUS）、PCI总线、PC104总线等，主机CPU类型有80386、80486、Pentium等。

2.STD总线工控机

采用STD总线，主机CPU类型有80386、80486、Pentium等。另外与STD总线相类似的还有STE总线工控机。

3.VME总线工控机

采用VME总线，主机CPU类型以Motolora公司的M6800、M68020、M68030等为主。

4.多总线工控机

采用MultBus总线，以Intel工控机为代表，主机CPU类型有80386、80486、Pentium等。

如果按工业控制机的结构形式还可以分为普通结构工业控制机、盒式工业控制机、超薄工业控制机，此外，还有工业笔记本电脑、便携式工业电脑等。

（二）新型工业控制机

工业现场的控制除要求工业控制机实时性外，还要求具有现场信号接线方便、部件更换可带电插拔操作等特点。而目前的通用型IPC由于结构体系所限，难以实现。因此，必须在系统体系和机械结构等方面做出变革，现在已出现了新型工业控制计算机，如IPC90，其特点如下：

（1）Windows监控画面与实时性相结合。为充分利用Windows的友好人机界面，同时弥补其实时性较差的不足，采用了多处理机并行结构，挂接在PC总线上。主处理机运行Windows系统，用于支持人机操作界面，多个从处理机分别执行实时数据采集、顺序控制功能。

（2）VME工业结构与PC总线相结合。采用VME直插式结构，每一模块均带有小型的指示面板，易于运行监视及部件维修更换，但仍保持PC总线体系。这样，既保持了PC的资源优势，也采纳了VME的直插式结构。

（3）标准化的模块式体系结构模块。按不同的功能分为主控模块、显示模块、网络（工业网络）模块、软盘模块、硬盘模块、模拟量与数字量输入/输出模块、通用智能I/O模块等不同标准部件，相互独立，维修方便。例如，软硬盘模块发生故障时，只需拔下有故障的模块，插上相应模块即可，全部过程在数分钟内即可完成，较之传统的IPC机有了很大的改进。模块的插、拔均允许带电操作，方便了现场快速维修。

（4）IPC和PLC（可编程控制器）接线方式结合，具有多种信号调理模块，可安装在带有独立电源的信号调理单元中。信号调理模块一端带有类似PLC的接线端子，供与现场信号接线相接。另一端通过多芯电缆与主机相连，使IPC机的现场信号接线方式与PLC一样方便。

（5）标准的通信网络，便于构成DCS系统。主机模块上带有标准的通信网络模块（IEEE 8902.3协议）和固化程序，便于联网操作。新型工业控制计算机本身已可独立构成功能强大的系统，通过联网可构成更大、功能更强的控制系统。

二、工业控制机的选择

工业控制机在整个控制系统中占据了主导地位，整个系统的性能指标、系统配置与主机的选型有着极大的关系，主要从以下三个方面考虑。

1.选择合适的主机档次（CPU档次）

选择合适的主机档次，一方面，从芯片功能角度而言，应能满足系统的实际要求，从系统的运行维护、发展考虑，还应兼顾供货、系统升级、软件兼容等问题。目前，工控机以80486SX、80486DXCPU为主流。另一方面，需要从应用需求来考虑主机档次和具体配置。例如，对采样速率要求较高的系统就应选择主频高、运算速度快的主机及相应配置。对于显示和磁盘读写速度有相应要求的应用系统应选择VESA总线和其他相应总线的主机。总之，不必盲目追求主机的高档次。由于主机CPU的升级速度远远高于I/O模板的发展，因此，在某些应用场合，过高的主频速度有时会影响到整个系统的稳定运行。

2.根据不同的应用场合选择合适的形式

不同IPC机适用于不同的应用场合。例如PANEL—PC机体积小、厚度很薄，非常适合于对体积有一定要求的应用系统。但由于体积所限，当然可供扩展用的插槽数目也较少，使I/O应用点数受限，仅适于功能不多的专用系统。扩展I/O点数的另一措施可利用外接扩展机箱，而插槽数目较多的主机就可容纳较多的I/O接口模板，但必须注意所用主板的总线驱动能力和供电电源功率能否满足应用需求，以免在极限条件下长期工作影响系统稳定。

3.内存、外存的配置

与80386/80486型号CPU对应的标准内存配置是2～4M，运行Windows则需4M以上的内存。有图形显示等特殊要求的应用系统则需配置8M以上的内存，对运算速度和精度有较高要求的系统有时也需扩大内存容量。另外CASH区的大小也会影响运算速度，选配时要注意。

硬盘的容量可根据需要而定。现在的趋势是硬盘容量越做越大，必要时还可用光盘（CD—ROM）。对于小型水电站计算机监控系统，一般40G以上容量已足够。