基于工控机的测控

msghbh

工控机IPC是对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制用的计算机，又称工业计算机。它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。工控机测控系统以工业控制计算机与I/O接口设备为基础，实现测控对象的测试与控制功能。

工控机具有较强的扩展能力、较强的恶劣环境适应能力及较高的工作可靠性。工控机通用测控系统平台，测控系统I/O接口类型丰富，有内置通用数据采集卡DAQ
  ( Data AcQuisition)、GPIB通用接口总线，符合国际标准（IEEE 488.1和IEEE 488.2），VXI总线、PXI总线、RS-232/ RS-485串口、USB接口等类型。工业计算机测控系统结构简单、价格低廉、组成灵活、标准化程度高、结构开放、配件供应来源广泛、应用软件丰富等特点，是一种广泛应用的计算机测控系统。工业计算机测控系统主要包括内置板卡测控系统与外接式外总线式测控系统两种类型。
    (1)内置板卡测控系统。它主要由工控机、数字量输入／输出板卡、模拟量输入／输出板卡、驱动程序和应用软件等构成。根据现场的实际需求，进行被控设备与测控系统间的连接，另外，可在扩展槽中插入相应板卡以拓展系统的控制功能。通用I/O板卡和I/O接线端子板（或现场总线卡、现场总线以及远程I/O模块）负责与工业测控现场打交道。

采用工业PC及通用的测控板卡构造的测控系统，是基于工业PC的集成板卡的测控方案。内插式测控系数将输入／输出接口电路制成插板形式，PC系统总线，如ISA、 PCI、Compact PCI、PC/104等，板卡直接插入工业PC主机箱内的扩展槽内，通过计算机的各种系统总线与CPU交换信息，来自测量电路的测量信号通过板卡与计算机打交道，主机与控制电路系统之间也只通过板卡进行联系，输入／输出板卡直接与IPC的系统总线相连，插在计算机主机的扩展槽上。

    (2)外总线式测控系统。外总线式测控系统由工业PC通过外总线接口外接现场测控设备组成。测控系统以工业PC作为主机，测控设备作为从机，构成分布式计算机测控系统。

现场测控设备一般是由数字控制器、可编程控制器、智能I/O模块及其他智能装置组成的，可独立完成数据采集和预处理任务，还可将数据以数字信号的形式传送给上位机。计算机通信接口，如串行总线通信RS-232C.RS-485、USB总线、IEEE 488并行总线等。

现场测控设备与工业PC之间为主从方式，典型的上、下位机系统及其通信网络组成小型DCS，重点主要放在集散控制系统的底层与中层二级上。数字调节器、PLC等现场设备为下位机，作为控制站，对现场物理信号（模拟信号、开关信号）进行实时采集并进行数据处理、控制运算或将结果传送到上位机。上位机工业PC作为监控站，实现控制系统的控制操作、过程状态显示、报警状态显示、历史数据的收集和各种趋势显示及报表生成与打印等。

下位机采用多机并行处理，完成数据采集、处理与分散控制，大大地提高了系统的可靠性，不但可以实现单回路控制，还可以实现串级控制、前馈控制、比例控制等诸多复杂控制方案。测控设备之间通过通信网络实现信息的传送和交换，数据通信通常由上位机控制，确定与哪个测控设备进行数据传送。

工业PC具有丰富的软件资源，运算控制功能强、通过软件实现所需功能、具有自诊断功能、带有数字通信功能、具有较有好的人机界面。工业PC系统的应用软件可以利用c、vC++、VB、Delphi等语言开发，也可采用组态软件，通过对各种资源进行配置，使计算机按照系统功能的要求，自动执行指定任务，满足控制系统的监视和控制的要求。