工控机在智能系统中的应用研究

1、引 言

    控制器是向系统部件提供协同运行所需要的控制信号。20世纪90年代以来，计算机技术、通讯技术、控制技术的发展促使控制系统向数字式、分布式、开放可互操作和面向开放式互连网络的现场总线控制系统发展。新型工业控制系统及产品的应用系统具有的一些控制要求和特点，如实时控制、分布控制、事件驱动控制、智能系统控制，不仅提高了系统的控制功能，同时也对其系统功能的实现提出了新形式和高要求。在此所讲的控制器主要是针对机电一体化系统的控制器件，例如：采用工业控制计算机、单片机、可编程序控制器等，在计算机辅助设计与制造、数控机床、工业机器人、自动生产线等领域进行了广泛的应用。

    为了使微机控制系统能够很好地适应工业现场的使用要求，计算机公司专门研制了工业控制计算机，简称工控机，工控机采用标准总线和模板结构，具有许多显著的优点，因而得到了越来越广泛的应用。目前国内使用最多的工控机是STD总线工控机和PC总线工控机。

2、工控机的功能模块

    工控机的功能模板可分为系统模板、I/O接口类模板和通信类模板三大类。

    对于STD总线工控机来说，系统模板包括CPU模板、存储器模板、人机接口和系统支持模板。对于PC总线工控机来说，系统模板就是一体化CPU板。I/O接口类模板包括开关量I/O模板、A/D转换模板、D/A转换模板、信号调理板、继电器输出板等。通信类模板包括如RS-232C接口板、USB接口板、GPIB接口板、工业局部网络接口板等。工控机的模板式结构，使用户能够根据实际需要方便地选择配置。例如：嵌入式主机板、Intel Pentium处理器、DDR内存、支持2个LAN网卡、支持LCD 和VGA显示、支持Audio、2个USB接口等配置。选用时可查阅相关计算机公司的产品目录。在进行系统分析的基础上确定选用哪些模板来组成应用系统。主要表现在输入输出接口及相关的控制设备，配上系统软件和设计的应用软件后，系统就能实现相关的检测和控制，并具有图形显示和打印功能。

3、工控机应用系统

    3.1 检测、数据处理系统和顺序控制系统

    检测、数据处理系统应用工控机对生产过程的各种参数进行检测，将检测结果存储、显示或打印，绘制成表格或曲线；并能根据需要对检测的数据进行处理；当测量值超过规定值或发生其它故障时，能发出声光报警。系统结构图如图1所示。

    顺序控制系统是在工控机控制下，使生产设备按照预先确定的某种顺序有规律地进行工作。

图1 工控机检测、数据处理系统结构