工业控制计算机简介

一、工业控制计算机系统硬件组成的一般形式
在工业环境中使用的计算机控制系统，除去被控对象、检测仪表和执行机构外，其余部分称做“工业控制计算机”，简称“工业控制机”或“工控机”。
计算机基本系统包括主机和外围设备，其中：
主机——是由中央处理器 (CPU) 和存储器组成，它是控制系统的核心。
外围设备——常用的外围设备可按功能分为输入设备、输出设备、外存储器和通信设备等等。
二、工业控制机分类
1．可编程序控制器简称PLC
PLC的特点是： 1) 工作可靠；
2) 可与工业现场信号直接连接；
3) 积木式组合；
4) 编程操作容易；
5) 易于安装及维修。

图1 S7-200系列PLC
2 ．单回路调节器
单回路调节器的主要特点是：
1)  实现了仪表和微机一体化；
2)  具有丰富的运算和控制功能；
3)  有专用的系统组态器；
4)  人—机接口灵活；
5)  便与级间通信；
6)  有继电保护和自诊断功能。

图2 单回路调节器
3．总线式工业控制机
       总线式工业控制机即是依赖于某种标准总线，按工业化标准设计，包括主机在内的各种I/O接口功能模板而组成的计算机。

图3 总线式工业控制机
4．分布式计算机控制系统
分布式计算机控制系统也称为集散型计算机控制系统，简称为集散控制系统 (DCS) 。
5．单片微计算机
       单片微计算机是将CPU、RAM、ROM、定时/计数、多功能I/O(并行、串行、A/D)、通信控制器，甚至图形控制器、高级语言、操作系统等都集成在一块大规模集成电路芯片上。
三、STD总线工业控制计算机
1．STD总线简述
       STD总线是一个通用工业控制的8位微型机总线，它定义了8位微处理器总线标准，可容纳各种8位通用微处理器。
2．STD总线的技术特点
(1)  小板结构，高度的模板化。
(2)  严格的标准化，广泛的兼容性。
(3)  面向I/O的设计，适合工业控制应用
(4)  高可靠性
3．STD总线工业控制计算机
      STD总线工业控制计算机就是由某种型号CPU芯片构成的主机板和按要求配置的I/O功能模板共同插在带有总线板的机箱内，再配上相应的电源而组成。
(1) Z80系列
(2)  单片机系列
(3)  8088系列
4．STD总线工业控制机的功能模板
(1) 人—机接口模板
(2) 输入—输出接口模板
(3) 串行通信接口和工业局域网络功能模板
应用案例：为提高水质监测能力建立了废水在线监测系统，系统建成一个由污水排放监测子站、监测中心站和管理中心（城市环保局）组成的城市废水监测网络系统。该系统可实现对企业废水和城市污水的自动采样、流量的在线监测和主要污染因子的在线监测；实时掌握企业及城市污水排放情况及污染物排放总量，实现监测数据自动传输；由监测中心站的计算机控制中心进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至城市环保局，由城市环保局对企业进行监督管理。

图4  工业废水监测系统框图