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工控機發展趨勢分析
1、DCS(集散控制系統)的發展趨勢

雖然以現場總線為基礎的FCS發展很快，并將最終取代傳統的DCS，但Fcs發展有很多工作要做，如統一標準，儀表智能化等。另外傳統控制系統的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個較長的過程。

當前工控機仍以大系統、分散對象、連續生產過程(如：冶金、石化、電力)為主，采用分布式系統結構的分散型控制系統仍在發展。由于開放結構和集成技術的發展，促使大型分散型控制系統銷售增加。

1）向綜合方向發展：由于標準化數據通信線路和通信網絡的發展，將各種單(多)回路調節器、PLC、工業比、NC等工控設備構成大系統，以滿足工廠自動化要求，并適應開放化的大趨勢。

2）向智能化方向發展：由于數據庫系統、推理機能等的發展，尤其是知識庫系統(KBS)和專家系統(ES)的應用，如自學習控制、遠距離診斷和自尋優等，人工智能會在DCS各級實現。和FF現場總線類似，以微處理器為基礎的智能設備，如智能I/O智能PID控制、智能傳感器、變送器、執行器、智能人接口及可編程調節器相繼出現。

3）工業PC化：由于鞏組成此S成為一大趨勢，PC作為DCS的操作站或節點機已經很普遍.PC—PLC、PC—S，19、Pc—Nc等就是Pc—Dcs先驅。

4）專業化：DCS為更適合各相應領域的應用，就要進一步了解這個專業的工藝和應用要求，以逐步形成如核電站此S，變電鉆DGS、玻璃DCS及水泥DCS等。

2、數控裝置的發展趨勢

80年代以來，為適應FMC、FMS、CAM、CIMS的發展需要，數控裝置采用大規模、超大規模集成電路，提高了柔性，功能和效率。

1）PC化：由于大規模集成電路制造技術的高度發展，PC硬件結構做得更小，CPU的運行速度越來越高，存儲容量很大。PC機大批量生產，成本大大降低，可靠性不斷提高。PC機的開放性，Windows的應用，更多的技術人員的應用和軟件開發，使PC機的軟件極為豐富。PC機功能已經很強，CAD/CAM的軟件已大量由小型機，工作站向PC機移植，三維圖形顯示工藝數據已經在PC機上建立。因此，PC機已成為開發CNC系統的重要資源與途徑。

2）交流伺服化：交流伺服系統恒功率范圍已做到1：4，速度范圍可達到1：1000，基本與直流伺服相當。交流伺服體積小，價格低，可靠性高，應用越來越廣泛。

3）高功能的數控系統向綜合自動化方向發展：為適應FMS、CIMS、無人工廠的要求，發展與機器人、自動化小車、自動診斷跟蹤監視系統等的相互聯合，發展控制與管理集成系統，已成為國際上數控系統的方向。

4）方便使用：改善人機接口，簡化編程、操作面板使用符號鍵，盡量采用對話方式等，以方便用戶使用。

5）柔性化和系統化：目前數控系統均采用模塊結構，其功能覆蓋面大，從三軸兩聯動的機床到多達24軸以上的柔性加工單元。

6）高精度：提高加工精度，高分1辨率旋轉編碼器必不可少。為在超精密加工領域能實現0.O01um的精度，必須開發超高分辨率的編碼器，O.0001um最小設定單位的NC裝置。為在加工中即使負荷變動伺服系統的特性也保持不變，還需采用控制和魯棒(Robust)控制。在伺服系統的控制中，用高速微處理器，采用基于現代控制論前饋控制、二自由度控制、學習控制等。其數字控制系統的跟蹤誤差不超過2um。

7）機械智能化：它在NC領域內是一種新技術，所謂機械智能化功能，是指機械自身可補償溫度、機械負荷等引起的機械變形的功能。這就需要檢測主軸負荷、主軸及機座變形的傳感器和處理傳感器輸出信號的電路。

8）診斷維修智能化：故障的診斷與維修是NC的重要技術。基于AI專家系統的故障診斷已存在，現在主要是建立用于診斷故障的數據庫。把NC裝置通過internet和Internet與中央計算機相連接，使其具有遠距離診斷的功能。

進一步的發展是預維修系統，即在故障將要發生前把將要發生故障的部件更換下來的系統，它需要通過智能傳感器、高速PMC及大型數據庫來實現。

工控機自從上世紀90年代進入中國大陸市場以來，至今已有20年余。期間工控機市場的發展，并不能算是一帆風順，開拓、嘗試、接受、認可、批評、前進等不同聲音始終不絕于耳。伴隨著計算機技術和自動化技術日新月異的發展，中國經濟社會整體自動化、信息化水平的進程也正在加快。而作為計算機技術和自動化技術相融合的一種產品，近年工控機自身已經取得長足的技術進步，在大陸市場的應用也呈現出了新的局面，具體表現在以下四個方面：

第一、從工控機產品的技術發展來講，“嵌入式系統”“無風扇結構”“機箱散熱”“固態硬盤”“箱式”“平板式”等新技術、新產品的應用，適應了自動化產品“小型化”“智能化”“低功耗”的發展趨勢，已經大大提高了工控機的系統穩定性，也降低了制造和應用成本；

第二、從工控機產品的形態來講，工控機產品的定義范疇日益擴大，甚至與商用PC、商用工作站等其它計算機產品之間的概念區隔逐漸模糊；工控機產品除了傳統的4U機架式工控機之外，箱式、面板式、單板電腦、嵌入式、便攜式、行業專用電腦等其它工控機產品形式也得到了許多客戶的接受認可和大量市場應用；

第三、從工控機產品的銷售渠道模式來講，一些供應商變更了原有的銷售渠道及模式，調整了直銷分銷的銷售策略側重，也變革了原裝整機、組裝整機、板卡的出貨配額。這些調整變革的背后，是各家供應商為適應市場發展的新形勢、提高客戶滿意度、搶占市場份額的深層考慮和市場反應行為；

第四、從工控機下游應用行業來看，一些工控機傳統的優勢應用行業正在遭遇商用PC、商用工作站的挑戰，大有沒落甚至被取代的趨勢；而一些新興的應用市場卻不斷涌現，且呈現快速增長的趨勢。

造成工控機故障的外部原因分析：

一、空氣中的可吸入顆粒物多：工廠內的原料大多需要粉料進行加工，加上外界空氣流動大、沙塵多，工控機內容易集積大量粘糊狀積塵，造成工控機內局部溫度過高，帶來硬件損壞。這種情況多發于CPU、電源、硬盤、顯卡等散熱風扇周圍。積塵較輕的地方，在正常生產允許的情況下，可以采用定時吹塵。積塵較嚴重的地方，可以工控機箱透風處安置濾塵紗布，需要做定期清理。

二、供電電壓波動大、易停電：現在工業的發展和生活水平的提高，對電量的需求量也日益增大，一些比較偏僻的地區容易出現供電不足的現象，電壓不穩。造成工控系統經常重新啟動，系統重要的日志文件容易丟失而導致無法正常啟動。因此工控機工作環境電源的穩定關系到工控機工作正常與否。需要采用穩壓電源和UPS不間斷電源進行保護，具體設備選型，要依負載功率大小、需保持工作時間多少來定。

三、環境濕度不適宜：工控機是由許多電子元件的集成電路構成，其絕緣性能跟環境濕度有很大關系。濕度過大，很容易造成電路板短路而燒毀;濕度過小，容易產生靜電，也會擊穿部分電子元件。因此，濕度過大、過小，都會給工控機帶來潛在的威脅。靜電防護問題上要求我們工控機上必須要有良好的儀表接地。

四、地面震感大：許多工廠生產中需要電機產生拖動、震動等物理性位移動作，不僅帶來巨大的噪音，機器工作時帶來的震動會給工控機磁盤、光驅、軟驅帶來巨大的損害。磁盤生產的工藝越來越高。在自動化控制系統中的大量數據交換中，長時間、高速度運轉的磁盤，容易因磁盤震動，導致磁盤讀寫能力下降，磁頭定位緩慢，甚至造成磁盤損壞;因此減少工控機環境震感，有利于保護磁盤。