工控機(IndustrialPersonalComputer、IPC),即工業控制計算機,是采用總線結構檢測和控制生產工藝、機電設備和工藝設備的工具總稱。
工業控制行業的產品和技術非常特殊,屬于中間產品,是為其他行業提供可靠、嵌入式、智能的工業計算機。工控機具有計算機CPU、硬盤、內存、外設和接口、操作系統、控制網絡和協議、計算能力、友好的人機界面等重要的計算機屬性和特點。
在工業4.0催生的智能時代,工控機的意義早已超過了原來簡單的工業控制。隨著智能制造、新基礎設施和物聯網發展新階段的到來,工控機在產品和技術層面無疑提出了智能、數字、信息等方面的新要求。目前,業內普遍認為,以智能制造為主導的新時代的發展特點是將大量的計算機、通信和控制技術集成在一起,形成一個新的智能開發系統,工業控制機處于智能系統的核心位置。
因此,工控機迎來了新一輪的發展機遇。在應用方面,工控機的深度領域越來越廣泛。如今,其應用范圍不僅限于工業,而且逐漸從電力、工業等領域擴展到機器人、智能交通、節能和新能源。
在智能時代,工控機的重要性突出。
在生產過程中,工控機不僅是生產機械設備、生產過程、數據參數等監控的基礎,也是進一步整合軟硬件、轉換不同接口和協議數據流的關鍵設備。隨著工控機技術的進步和行業的發展,工控機在智能時代的作用和任務越來越重要。
近年來,隨著計算機、通信和網絡技術的不斷推廣,工業互聯網逐漸興起,工業控制機械行業發展迅速。隨著我國制造業強國戰略的深入推進,工業現場只實現了現場數據的橫向連接、收集和總結,不能滿足行業轉型的實際需要。它可以與決策方進行雙向溝通,并將數據轉化為決策方面的指導信息,反向發布到工業現場。智能生產模式已成為行業轉型的主要方向。
目前,工控機的智能化、數字化和信息升級正在進行中,服務模式的變化更為明顯。在傳統的制造模式下,工控機提供的服務只包括單一的硬件產品。企業只需要保證產品的性能和質量,就基本能滿足需求。在智能時代,工業控制機的客戶不再滿足單一產品,而是更傾向于以工業控制機為核心的整體解決方案。
此外,工控機應用的信息安全問題也越來越受到關注。隨著工業互聯網的廣泛應用,智能制造催生了新的制造模式和新的商業形式。工控機系統逐漸開放,工業控制機網絡環境的多樣性和復雜性給其帶來了許多安全問題。因此,為了保證工控機系統的正常運行,保護生產安全和數據信息,企業也開始更加重視工控機的信息安全保護。
工控機未來發展趨勢。
隨著技術的進步,市場和用戶的成熟,工控機市場在新形勢下呈現出新的發展趨勢。
1.定制已成為一種趨勢。
除了技術突破,近年來,越來越多的工業控制機制造商開始更加關注客戶的需求,為客戶提供定制的服務和產品,不斷推出滿足客戶需求的行業特殊產品和解決方案,更加關注應用需求。
2.工控機應用行業越來越廣泛。
從工業控制機械應用行業的角度來看,在冶金、電力、石化等傳統行業逐漸衰落的同時,金融、醫療、智能交通、自助服務終端等一些新興應用市場不斷涌現。同時,物聯網、智能制造、智能生活、智能農業、汽車互聯網、大數據、云計算等新興應用產生了大量的增量市場,工業控制機械市場的另一個增長點是在數字和智能制造的背景下,現有的股票市場需要升級,這些是未來工業控制機械市場的增長點。
3.嵌入式工控機越來越流行。
嵌入式工控機是一種增強型工業計算機,可作為工業環境中可靠運行的工業控制器。
與傳統工業控制機相比,嵌入式工業控制機以計算機技術為基礎,以應用為中心,適用于對功能、可靠性、成本、體積和功耗有嚴格要求的工業系統。一般由低功耗處理器、外圍硬件設備、操作系統和用戶應用程序組成,實現系統控制、監控、管理等功能。其主要優點是:
(1)適應性好。
與設備功能幾乎完全匹配,具有一定的擴展性,但不以擴展為主要目的,因此產品適應性好,性價比高。
(2)體積小。
緊湊型設計充分考慮了合理利用外部接口和安裝空間。
(3)可靠性高。
散熱設計、電磁兼容設計、防塵防水設計、抗散熱設計、電磁兼容設計、防塵防水設計、抗震設計等可靠性設計內容。
(4)超低功耗無風扇設計。
由于整機小型化后散熱能力有限,嵌入式系統MTBF(平均無故障工作時間)要求較高,特別是在無人值守應用中,需要設計超低功耗無風扇。
總結
以智能制造為主導的第四次工業革命是一個集大量計算機、通信和控制技術于一體的智能系統。在各種新技術高度集成的產業發展背景下,工控機正處于新的技術轉折點。未來,工控機將突破現有的技術結構,其系統結構將更加開放、集成、功能模塊化、機器智能等,為整個工業4.0下的智能系統建設提供重要支持。