控機(工業控制計算機)系統和普通電腦系統被廣泛應用。盡管二者在外觀和基本計算功能上有些相似,實際上它們在設計目標、使用環境、硬件構造和軟件配置等方面存在顯著差異。本文將探討工控機系統與普通電腦系統的區別。
設計目標
工控機系統和普通電腦系統在設計目標上存在根本區別。普通電腦系統主要面向個人用戶和辦公場景,設計重點在于提供高效的辦公、娛樂和互聯網接入功能。其硬件和軟件配置追求高性能、多功能和用戶友好性。
相比之下,工控機系統專為工業環境設計,主要用于控制、監控和數據采集等任務。其設計目標是確保在惡劣的工業環境中長期穩定運行。因此,工控機系統在抗震、防塵、防潮、防電磁干擾等方面有著更高的要求。
使用環境
普通電腦系統通常在辦公室、家庭等環境中使用,這些環境條件相對穩定,溫度、濕度和灰塵等因素影響較小。
而工控機系統則常用于工廠車間、戶外環境、礦山等惡劣環境中,這些環境條件復雜多變,包括高溫、低溫、高濕度、粉塵、電磁干擾等。為了適應這些環境,工控機系統通常采用特殊的設計,如無風扇散熱、全封閉機箱、寬溫度范圍的元器件等,以確保其在極端條件下依然能夠穩定運行。
硬件構造
普通電腦系統的硬件構造主要考慮性能和用戶體驗,包括高性能處理器、大容量內存、高速存儲設備和高分辨率顯示器等。此外,普通電腦還強調外觀設計和易于升級維護的特點。
工控機系統在硬件構造上更注重可靠性和穩定性。其內部組件通常采用工業級元器件,具有更長的生命周期和更高的耐用性。工控機通常采用模塊化設計,方便維護和更換。其接口種類多樣,包括RS-232、RS-485、CAN總線等,適應各種工業設備的連接需求。
軟件配置
普通電腦系統的操作系統和軟件主要面向個人用戶和企業辦公,常見的操作系統包括Windows、macOS和Linux等,軟件應用包括辦公套件、瀏覽器、媒體播放器等。
工控機系統的操作系統和軟件配置則更加專業化,常見的操作系統包括嵌入式Windows、嵌入式Linux、實時操作系統(RTOS)等,這些操作系統具有高實時性和高可靠性的特點。工控機的軟件應用主要包括各種工業控制軟件、數據采集和分析軟件、SCADA系統(數據采集與監視控制系統)等,這些軟件通常需要與具體的工業設備和傳感器進行深度集成和實時交互。
綜上所述,工控機系統和普通電腦系統雖然在外觀和基本計算功能上有相似之處,但在設計目標、使用環境、硬件構造和軟件配置等方面存在顯著差異。工控機系統專為工業環境設計,強調可靠性、穩定性和耐用性,以適應惡劣的工業條件和特定的應用需求。而普通電腦系統則側重于性能、多功能和用戶體驗,主要面向個人用戶和辦公場景。理解這些差異,有助于我們在實際應用中正確選擇和使用工控機和普通電腦系統。
生產加工環節中,隨著時代的發展很多生產工廠都采取了自動化流水線作業,使用工業電腦操控生產環境中各個運行設備。現在工廠中的很多的生產環境中都有很多人力所難以完成的工作。還要在生產過程中保證出品的產品各項參數都合格,還要技術要求達到生產標準要求。這種情況下工控機作為自動化設備中的一員顯得尤為重要。
工控機在生產自動化控制中,起到和plc進行輸入輸出的作用。在生產過程中給plc輸入各項參數,比如在莫生產流水線上的運行時間,或者生產設備在生產時達到多少溫度需要自動停機等。這些生產設備的運行時間,設備溫度等參數,就是利用工控機輸入進去的。
在生產中借助工控機控制生產設備,從而讓產品達到嚴格的生產標準,工控機起到了非常重要的作用。但是工控機自身卻沒有人們想象的那么神秘。工控機又稱工業電腦,是由主板,cpu,內存,硬盤等組成的電腦。這些配件作用和功能和家用電腦之間是一樣的。有些工廠在生產中有急需,也采用了普通電腦代替工控機使用,不過這類情況一般都是為了應急,或一些私營小企業的做法。別看工控機和電腦之間看著沒有多大的差距,其實工控機和電腦的區別還是很明顯的。
工控機:作為在生產過程中控制生產設備的重要設備,主要在穩定性上要求非常嚴格。工控機在生產中是需要長時間保持開機運行狀態的,所以工控機的散熱是非常好的,工控機有專門的風道,還有4-6個冷切風扇。即使其中有一個風扇有故障了,還有其他的風扇孩子啊工作短時間在溫度也不會產生太大的影響。工業中需要的生產連續性非常強,工控機一旦開機了可能要求常年保持開機狀態。所以保持一個可靠的運行溫度才能保證設備的正常運行。
家用電腦:重要在速度,有比較多的外部連接設備,如:無線接收,藍牙模塊,音響等,家用電腦的發展方向是功能豐富,運行速度快。
工控機:電源要求穩定可靠,可能工控機電源功率并不大,但是電源里電路板上的每個電阻電容都是工業級別的,甚至有軍用級別的。它要求的是在常年累月中不出現阻值和容值的改變。
家用電腦:電源現在普遍功率比較大,500W電源現在都非常常見,它要給電腦中的大型顯卡供電。但是,電源廠家為了降低成本,所以,功率雖然大,穩定性還需要進一步提高。畢竟,電子元件每提高一個級別,價格有可能成倍的增加。
業控制計算機簡稱工控機,英文簡稱這IPC,工業PC應用在工業生產領域;普通電腦簡稱PC,普通個人或商業應用。因最近圓排機的IPC經常無緣無故的死機,又沒有替代的IPC使用,就用辦公電腦替代使用,24小時連續使用近兩周也沒有發生問題,就想搞清楚兩者的區別。死機的IPC遠離生產現場到辦公區域使用就可正常使用,懷疑是IPC的電磁兼容性太差,造成其易受干擾無法正常工作,生產現場的高溫(50度左右)也有很大影響,夏天故障率較高。
雖然都屬電腦,有大致相同的基本配置,如主板、CPU、內存、各種外設串并口等,但由于應用場合的不同,對其的技術要求是不相同。普通的的家用或辦公電腦
是民用級的,而工控機是工業級的,它在結構其它方面是有特別要求的。從外觀上看,普通電腦多數是開放的,表現上有較多散熱孔,只有一個電源風扇向機箱外吹
風以來散熱。而工控機機箱則是全封閉的,重量上要比普通電腦機箱重好多,說明它用的板材是較厚較厚的因為更結實,里面不僅有一個電源用的風扇,還有一個用
來保持,機箱內正壓強的風更更大的內吹風扇。這樣外型結構可以防塵,同時還可屏蔽電磁等對內部的干擾。
普通電腦一般只有一個主板,上面有CPU插槽,內存槽等標準配置部件,其它的如獨立顯卡等則插在主板上的擴展槽上,現在多為PCI插槽,工控機則不同,它
有一個較大的母板,也叫無源底板,這塊板子上并沒有多少集成電路,只有較多的擴展槽,帶有CPU的主板要插在這個母板上特殊的插槽里,其它的擴展板也要插
在母板上,而不是主板上。這樣的好處是有了母板可以更好屏幕掉外界的干擾,因為工控機工作的場合有時比較惡劣,干擾比較多,這樣就可以使主析更可靠的工
作,同時大的母板更也更容易擴展別的插件。這樣設計人員在開發系統時可以有更多的選擇,而不用考慮是否有空間放下。
從電源來說,正規工控機電源和普通電源是不一樣的,它里面采用的電阻電容和線圈等抗沖擊抗干擾要比普通家用的高出幾級。帶載容量也大很多。工控機無風扇嵌入式整機CPU、內存集成在主板上,采用筆記本硬盤,也有用CF卡和SSD固態硬盤。電源一般采用5-30V直流電源。
工控機應用范圍很廣,工控機插槽內插上運動控制卡就可以控制步進或伺服電機系統,如點膠機、繞線機、視覺印刷機、貼片機、PCB檢查機、快慢走絲機、激光切割機、雕刻機等設備中。還可以通過工控機的串口、RJ45等接口和PLC模塊通信,如日東公司的回流焊機采用大連計控的PEC系列PLC和TAC6000溫控模塊與工控機,用顯示器顯示操作界面,顯示溫度曲線和溫度設定等控制操作。工控機還用在樓宇智能、安防控制、消控報警、高速公路等領域。
本文開始提到采用辦公電腦替代工控機的做法臨時使用是可以,但不能長期使用,辦公電腦是以一天8小時、無高溫(45℃)無大量灰塵的辦公環境設計的;而工控機是以24小時高溫(60℃-80℃)灰塵大、電磁干擾強的工業環境下設計的,故需謹慎選擇。