工控機在高速公路的應用現狀及發(fā)展趨勢

[前言] 
　　征對目前如火如荼的ITS（Intelligent Transportation System智能交通系統）,本文通過(guò)詳細介紹工控機的發(fā)展現狀及結構特點(diǎn)，結合在公路機電工程中的應用情況及發(fā)展趨勢，旨在讓更多的業(yè)主和集成商能進(jìn)一步了解工控產(chǎn)品，以選擇更適用、更好用的產(chǎn)品，使系統的使用、維護、管理發(fā)揮更大的作用，創(chuàng )造出更高的效率。
　　[定義] 
　　工控機即工業(yè)控制計算機，是一種采用總線(xiàn)結構，對生產(chǎn)過(guò)程及其機電設備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的工具總稱(chēng)。具有重要的計算機屬性和特征如具有計算機CPU、硬盤(pán)、內存、外設及接口、并有實(shí)時(shí)的操作系統，控制網(wǎng)絡(luò )和協(xié)議，計算能力，友好的人機界面。
　　[分類(lèi)]
　　1983年工控機被列入國家計算機系列型譜及發(fā)展規劃，當前我國工控機的主要類(lèi)別有：IPC(PC總線(xiàn)工業(yè)電腦簡(jiǎn)稱(chēng)工業(yè)PC)、 PLC（可編程控制系統）、DCS（分散型控制系統）、FCS（現場(chǎng)總線(xiàn)系統）及CNC（數控系統）五種。據IDC統計2000年國內各自的市場(chǎng)比例對比見(jiàn)附表一：
　　　　由于IPC（工業(yè)PC）可充分利用計算機技術(shù)的進(jìn)步，便于更新?lián)Q代，所運行的軟件與普通PC完全一樣，便于軟件的開(kāi)發(fā)和調試，所以是目前發(fā)展應用最快的機型，其它的各種類(lèi)型的工控機在早期的公路收費系統中有應用，但現在已不再采用。
　　[IPC結構] 
　　IPC：即基于PC總線(xiàn)的工業(yè)電腦。據2000年IDC統計目前PC機已占到通用計算機的95％以上，因其價(jià)格低、質(zhì)量高、產(chǎn)量大、軟、硬件資源豐富，已被廣大的技術(shù)人員所熟悉和認可，這正是工業(yè)電腦熱的基礎。其主要的組成部份為工業(yè)機箱、無(wú)源底板及可插入其上的各種板卡組成如CPU卡、I／O卡等。并采取全鋼機殼、機卡壓條過(guò)濾網(wǎng)，雙正壓風(fēng)扇等設計及EMC（electro magnetic compatibility）技術(shù)以解決工業(yè)現場(chǎng)包括高速公路現場(chǎng)的電磁干擾、震動(dòng)、灰塵、高／低溫等問(wèn)題。
　　[IPC特點(diǎn)] 
　　1) 可靠性：工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高／低溫、潮濕、震動(dòng)、腐蝕和快速診斷和可維護性，其MTTR （Mean Time to Repair）一般為5min，MTTF 10萬(wàn)小時(shí)以上，而普通PC的MTTF僅為10000～15000小時(shí)。
　　 2) 實(shí)時(shí)性，工業(yè)PC對工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應，及時(shí)進(jìn)行采集和輸出調節，（看門(mén)狗功能這是普通PC所不具有的）遇險自復位，保證系統的正常運行。
　　3) 擴充性，工業(yè)PC由于采用底板＋CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，最多可擴充20個(gè)板卡，能與工業(yè)現場(chǎng)的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監控系統、車(chē)輛檢測儀等相連，以完成各種任務(wù)。
　　4) 兼容性，能同時(shí)利用ISA與PCI及PICMG資源，并支持各種操作系統，多種語(yǔ)言匯編，多任務(wù)操作系統。