工业控制机的组成结构与特点课件

2023/10/41第2章

工业控制机的组成结构与特点

深圳研祥工控机2023/7/281第2章

工业控制机的组成结构与特点2023/10/42组成：硬件和软件硬件：主机板、内部总线和外部总线、人机接口、系统支持板、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。软件：系统软件、支撑软件和应用软件。工业控制机（IPC）的组成2023/7/282组成：硬件和软件工业控制机（IPC）的组2023/10/43工业控制机（IPC）的特点可靠性高（平均无故障工作时间）实时性好（实时控制与监测）环境适应性强（抗干扰，共模、串模、振动、腐蚀、防尘、温度/湿度）过程输入和输出配套较好（模拟量；开关量、脉冲量、频率量）系统扩充性好（标准——便于移植和互换）控制软件包功能强（组态软件）系统通信功能强（串行通信、网络通信）后备措施齐全（供电后备、存储器信息保护、手动/自动操作后备、紧急事故切换装置）具有冗余性（双机工作及冗余系统——不间断运行）2023/7/283工业控制机（IPC）的特点可靠性高（平均2023/10/44工控机与普通计算机相比必须具有以下特点：工控机与普通计算机相比必须具有以下特点：

1）机箱采用钢结构，有较高的防磁、防尘、防腐蚀、防冲击的能力。

2）机箱内有专用底板，底板上有PCI和ISA插槽。

3）机箱内有专门电源，电源有较强的抗干扰能力。

4）要求具有连续长时间工作能力。

5)一般采用便于安装的标准机箱（4U标准机箱较为常见）2023/7/284工控机与普通计算机相比必须具有以下特点：2023/10/45IPC的主要结构：1、全钢机箱IPC的全钢机箱是按标准设计的，抗冲击、抗振动、抗电磁干扰，内部可安装同PC-bus兼容的无源底板。2、无源底板无源底板的插槽由ISA和PCI总线的多个插槽组成，ISA或PCI插槽的数量和位置根据需要有一定选择，该板为四层结构，中间两层分别为地层和电源层，这种结构方式可以减弱板上逻辑信号的相互干扰和降低电源阻抗。底板可插接各种板卡，包括CPU卡、显示卡、控制卡、I/O卡等。3、工业电源为AT开关电源，平均无故障运行时间达到250，000小时。4、CPU卡IPC的CPU卡有多种，根据尺寸可分为长卡和半长卡，根据处理器可分为各种主板，用户可视自己的需要任意选配。其主要特点是：工作温度0-600C；装有“看门狗”计时器；低功耗，最大时为5V/2.5A。5、其他配件：2023/7/285IPC的主要结构：1、全钢机箱2023/10/46工控机主要部件底板CPU卡CPU卡电源冗余电源机箱上架机箱2023/7/286工控机主要部件底板CPU卡CPU卡电源冗2023/10/47RocketPortINFINITY智能型多串口卡

RocketModem多路Modem卡

2023/7/287RocketPortINFINITY智2023/10/48工控机主要组成形式工业平板电脑工业平板电脑一体化工作站台式工控机XE-4U工业计算机AE-1U工业计算机2023/7/288工控机主要组成形式工业平板电脑工业平板电2023/10/49RAC-MIL15加固便携机

AE-2U工业计算机2023/7/289RAC-MIL15加固便携机AE-2U2023/10/410英国CCT公司发布支持最新INTEL四核至强处理器的6UCPCI单板计算机基于45纳米技术和INTEL微架构类型的两种新CPU最大支持64GBDDR3-1066ECC内存，2个万兆以太网端口，数个SAS和ATA300接口，2023/7/2810英国CCT公司发布支持最新INTEL2023/10/411组态软件西门子WinCC组态王FIX日本横河CentumTDCMCGSHollysys和利时2023/7/2811组态软件西门子WinCC2023/10/412控制系统2023/7/2812控制系统2023/10/413总线式工控机

总线式工控机采用标准并行底板总线，其特点是能以简单的硬件支持高速的数据传送和处理，且使系统具有标准化、模块化、组合化的开放式结构，能适应各种不同的控制对象，应用极为广泛。2023/7/2813总线式工控机总线式2023/10/414总线

总线就是一组信号线的集合，它定义了引线的信号、电气、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及个同的计算机之间建立信号联系，进行信号传送即通信。

内部总线

内部总线就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线．它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽。

外部总线

外部总线是计算机与计算机之间或计算机与其它智能设备之间进行通信的连线。2023/7/2814总线总线就是一组信2023/10/415PCI总线结构示意图2023/7/2815PCI总线结构示意图2023/10/416总线式工控机（分类）按照所采用的总线标准类型可将工业控制机分成四类：1、PC总线工控机：有ISA总线、VESA局部总线、PCI总线、PC104总线等几种类型工控机，主机CPU类型有80386、80486、PENTIUM等。2、STD总线工控机：采用STD总线，主机CPU类型80386、80486、PENTIUM等。3、VME总线工控机：采用VME总线，主机CPU类型以MOTOROLA公司的为主。4、多总线工控机：采用MULTIbus总线，以INTEL工控机为代表，主机CPU类型有80386、80486、PENTIUM等。2023/7/2816总线式工控机（分类）按照所采用的总线标2023/10/417

PC总线标准

XT线（书上的PC总线）：62线，16位，数据传输率2.38MbpsISA(AT)总线：对XT总线的扩充，98线，16位，寻址空间16MB，数据传输率16MbpsEISA总线：对ISA总线的扩充，32位，98+98线，数据传输率32MbpsVESA总线：局部总线标准，是ISA总线的扩展，适应多媒体技术，数据交换由CPU总线直接进行，运行速度为66MHz或更高，最大数据传输率为132Mbps。

PCI总线：在CPU和外设间插入协调数据传输的管理层，提供一致的总线接口，形成了开放的局部总线标准，而不依赖于CPU芯片。工作频率33MHz，PCI总线的数据宽度为32位和64两种，数据传输率分别为133Mbps和266Mbps，PCIExpress数据传输率可以达到8Gbps。2023/7/2817PC总线标准2023/10/418基于PC总线的工业控制机常见类型

ISA总线工控机

PCI总线工控机

PC104总线工控机：总线与ISA兼容的基础上缩小模板尺寸，降低功耗，满足嵌入式系统的要求。有10