未来工控一体机在工业4.0自动控制系统中的发展趋势

未来工控一体机在工业4.0自动控制系统中的发展趋势

   为什么自动控制系统更倾向于使用工控机呢？在很多行业中都需要使用到嵌入式工控机产品，那什么是工控机？其实工控机就是工业平板电脑，工控一体机是为工业生产控制而设计的专业的计算机，用于对工业生产过程中的机器设备、生产流程、数据参数等进行监测与控制的。因此，相对于个人PC机和服务器，工控机的工作环境是非常恶劣的，对数据的安全性要求是非常高的。

   近几年工业自动化和工业机器人的发展非常迅速，而在机械设备和机器人的自动控制系统上存在两种解决方案：一种是采用基于PC的控制系统；一种是采用基于工控机的控制系统。但是在实际应用中，基于工控机的解决方案更有实用性。虽然在发展过程中，基于PC的控制系统的确给机械设备和机器人的自动控制带来了巨大的改变，但是在实际应用中经过反复比较验证，相对于工控机控制系统，确实存在很多的劣势和不足。那么为什么在现实的控制中，基于PC的控制系统为少见呢？为什么自动控制系统更倾向于使用工控机呢?

   因为，基于PC的控制系统相较于专用控制器来说比较脆弱，在遇到碰撞或是其他毁坏时更容易损伤。而且，运用基于PC的控制系统会使控制系统的启动变得较为复杂，在节约成本方面也很难做的很好。同时，系统的安全性不足也是其中一个需要考虑的重要因素。所以很多时候我们都将基于PC的控制系统认为是一个效率低下、存在安全隐患的控制系统，这样就促使了制造商们更多的选择了专用控制器。

   当安全管理软件嵌入在工控一体机中的时候，它的基本功能就是维持系统的正常运行。但是可能有一些我们难以预测的风险在其中，例如，当有病毒侵入控制软件中或是将防火墙重置，这都有可能使系统的一些基本功能失效、瘫痪。

   过程控制系统对于控制程序的中断要比机器的操作更为灵敏一些，而且系统瘫痪更容易造成停产，所以保障系统的稳定性就成了关键因素。假如一个机器人控制系统出现了故障，那么我们至多就是使该机器人的生产线停掉，但是如果是过程控制系统出现了故障，那么可能会造成整个生产线停工，而且将会带来一系列严重的后果。

   但是现在工控机的硬件系统现在已经做的非常稳定了，他们已经能够适应强震、高温等恶劣的工业现场环境，他们和传统的PLC控制系统一样稳定可靠。很多人都将工业计算机与windows系统联系在一起，认为他们害怕受到碰撞，容易出现故障。但是工业计算机支持的是Linux、windows或是其他的系统，如现在很流行的安卓系统。而且他们的可靠性也提高了很多：系统具有实时监控功能，有一部分用户还将FPGAs和高性能的数据处理机联合使用，将实时控制系统运行在FPGA上。

   当然，对于控制的合理性的的研究依然在继续，特别是在需要备用系统的控制领域。对于那些需要从一个系统无缓冲的切换到另一个系统的场合，基于PC的控制器就显现出了更大的优势。用一个DCS系统，一个单环控制器、一些基于PLC的控制系统，控制程序与软件控制是相对独立的，所以运用工控机的控制就比直接的程序控制显得更为简单、操作更为方便。

   在未来面向工业4.0系统的新型工控机，将RFID,图像分析，激光感应，红外线等多种传感装置通过嵌入式和机械装置相结合，把智能制造系统各个环节的机械动作信号和控制程序运行信号以及图像，声波，电流，温度，节拍等信号发送至工控机，由信号解调模块转化成数字信号发送至CPU模块进行分析处理后,转化成"人机料测法环"各项产品和流程的多维度数据。然后由信号调制模块转换成模拟信号经数据传送端口发送至ERP或其他企业管理系统的客户端。前海高乐工控一体机在满足了工业4.0时代数字化企业平台对网络通信，数据处理及应用系统安装运行的需求，同时在主板模块上预留了XMC接口及PMC接口，为设备的升级扩容提供了足够空间。