王 平

(貴州陸通公路工程監(jiān)理有限責任公司)

1 工控機的內(nèi)涵和組成

工控機是工業(yè)控制計算機的簡稱，工控機目前被廣泛的運用在工業(yè)控制中。工控機是指一種采用總線結(jié)構控制生產(chǎn)過程、機電設備以及工藝裝備的工具的總體稱呼。工控機具有明顯的并且非常重要的計算機屬性以及特征。比如工控機具有硬盤、CPU、內(nèi)存以及接口，同時工控機還具有計算能力、控制網(wǎng)絡和協(xié)議、操作系統(tǒng)以及友好的人機界面等。工控機是一種非常特殊的產(chǎn)品，可以為各行各業(yè)提供非常可靠以及智能化的計算機。典型的工控機由加固型工業(yè)機箱、工業(yè)電源、主機板、顯示板、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、各類輸入/輸出接口模塊、顯示器、鍵盤、鼠標、打印機等組成。見圖1。

圖1 工控機的硬件組成

2 工控機的類型和特點

2.1 工控機的類型

目前工控機的主要類別有:IPC、PLC、DCS、FCS 及CNC五種。

IPC:基于PC 總線的工業(yè)電腦，該類工控機的重要特點是在惡劣的條件下能夠進行快速的診斷以及維護。

PLC:可編程邏輯控制器，PLC 的主要特征是編程簡單、具備很高的可靠性、方便組裝，并且具有非常強的抗干擾能力，目前可編程邏輯控制器被廣泛的運用在工業(yè)控制的各個行業(yè)，對機電一體化的推進起到了非常大的作用。

DCS:DCS 是指分散型控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要特點是具有合理的軟硬件配置以及易于擴展的能力，該系統(tǒng)能夠被廣泛的運用在各種電站的分散型控制中。

FCS:現(xiàn)場總線系統(tǒng)，是全數(shù)字串行、雙向通信系統(tǒng)，F(xiàn)CS具有非常廣闊的運用前景，目前有很多家國外非常有實力的企業(yè)在進行產(chǎn)品的競爭和開發(fā)。

CNC:數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)在傳輸行業(yè)、自動控制行業(yè)、機械制造行業(yè)、信息處理行業(yè)、傳感器行業(yè)以及加工行業(yè)得到了非常廣泛的運用。

因為IPC 可以對計算機的先進技術進行充分的利用，能夠很便利的進行更新?lián)Q代，并且其運用的軟件是完全不同于普通的PC 的，能夠促進軟件的開發(fā)以及調(diào)試，因而是目前運用最為廣泛并且運用最快的一種工控機型式，其它的各種類型的工控機在早期的公路收費系統(tǒng)中有應用，但現(xiàn)在已不再采用。

2.2 IPC 特點

(1)可靠性:在震動、腐蝕、低溫、煙霧、潮濕以及粉塵的條件下，IPC 具有可維護性能以及快速診斷功能。

(2)實時性，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場進行實時檢測機控制，能夠快速的反映出現(xiàn)場的工作情況，對現(xiàn)場發(fā)生的任何變化能夠快速的相應，還可以非常及時的進行信息才急以及輸出功能的調(diào)節(jié)。在運行中，如果遇到特殊情況或者危險時，可以能夠進行自行復位，對整個系統(tǒng)的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)進行有效的保證。

(3)擴充性，IPC 的主要結(jié)構是CPU 卡加底板，使其具有強大的輸出以及輸入功能，并且能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場的各種設備以及系統(tǒng)進行有效的連接，包括高速公路中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及車輛檢測儀器等，從而對多種任務進行完成。

(4)兼容性，該類型工控機可以同時對ISA、PCI 及PICMG 資源進行利用，并且能夠?qū)Χ喾N操作系統(tǒng)進行支持。

3 工控機在高速公路機電工程中的運用與展望

3.1 工控機在高速公路收費系統(tǒng)中的運用與展望

根據(jù)對高速公路收費系統(tǒng)的研究，可以得知高速公路收費系統(tǒng)主要經(jīng)歷了三個時期，也就是手工收費時期、計算機收費時期以及不停車收費時期。開始運用工控機的時期是第二個時期，在該階段運用的工控機的類型是通用型的標準主機，該類機型的主要特征是具有比較大的體積，比如研祥的IPC－810 研華的IPC－610 整機，高為177 mm，寬度為482 mm，深度為452 mm，體積較大。該機可以同時擴充十四個卡以及多種外部設備，包括4 個PCI、8 個ISA 以及2 個PCISA 卡，外部設備主要包括車輛檢測儀、車輛顯示儀、收費票據(jù)打印機、通行券讀寫機、報警設備以及信號燈等。但是由于通常高速公路收費亭的體積以及面積都比較小，但是工控機的體積比較大，所以只有運用體積比較小的IPC 機箱才行，如研祥的IPC－6806，不僅其體積大大的減小了，而且還對資源的利用率進行了進一步的提高。

3.2 工控機在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的運用與展望

在高速公路機電系統(tǒng)中，主要機電系統(tǒng)為監(jiān)控系統(tǒng)以及收費系統(tǒng)。對于監(jiān)控系統(tǒng)，在運用CCTV 進行監(jiān)控的期間，只是運用其進行錄像以及監(jiān)視，主要還是靠人進行操作。隨著技術的不斷發(fā)展，其間使用的工業(yè)IPC 類型也是從大(IPC－810)到小(IPC－6806)，但此時期的監(jiān)控只是限于收費站(亭)的監(jiān)控與整條高速公路的其它監(jiān)控或信息系統(tǒng)并未連成一體。所以，今后高速公路機電系統(tǒng)中，工控機的運用機型將會逐漸的小型化，并且最終會實現(xiàn)一體化發(fā)展。

4 結(jié) 語

綜上所述，將工控機運用在高速公路機電工程中，可以有效的提高工作效率和精度，能夠促進高速公路智能化的不斷發(fā)展。隨著科學技術的不斷發(fā)展，工控機在高速公路機電工程中的運用將會越來越完善和系統(tǒng)。

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