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PC总线工业控制机

    IBM公司的PC总线微机最初是为了个人或办公室使用而设计的,它早期主要用于文字处理、或一些简单的办公室事务处理。早期产品基于一块大底板结构,加上几个I/O扩充槽。大底板上具有8088处理器,加上一些存储器,控制逻辑电路等。加入I/O扩充槽的目的是为了外接一些打印机、显示器、内存扩充和软盘驱动器接口卡等。

    随着微处理器的更新换代,为了充分利用16位机如Intel80286等的性能,通过在原PC总线的基础上增加一个36引脚的扩展插座,形成了AT总线。这种结构也称为ISA(Industry Standard Architecture)工业标准结构。

    PC/AT总线的IBM兼容计算机由于价格低廉,使用灵活,软件资源非常丰富,因而用户众多,在国内更是主要流行机种之一。一些公司研制了与PC/AT总线兼容的诸如数据采集、数字量、模拟量I/O等模板,在实验室或一些过程闭环控制系统中使用。但是未经改进的PC/AT总线微机,其设计组装形式不适于在恶劣工业环境下长期运行。比如,PC/AT总线模板的尺寸不统一、没有严格规定的模板导轨和其他固定措施,抗振动能力差;大底板结构功耗大,没有强有力的散热措施,不利于长期连续运行;I/O扩充槽少(5~8个),不能满足许多工业现场的需要。

    为克服上述缺点,使PC/AT总线微机适用于工业现场控制,近几年来许多公司推出了PC/AT总线工业控制机,一般对原有微机作了以下几方面的改进:

    (1)机械结构加固,使微机的抗振性好。

    (2)采用标准模板结构。改进整机结构,用CPU模板取代原有的大底板,使硬件构成积木化,便于维修更换,也便于用户组织硬件系统。

    (3)加上带过滤器的强力通风系统,加强散热,增加系统抵抗粉尘的能力。

    (4)采用电子软盘取代普通的软磁盘,使之能适于在恶劣的工业环境下工作。

    (5)根据工业控制的特点,常采用实时多任务操作系统。

    采用PC总线工业控制机有许多优点,尤其是支持软件特别丰富,各种软件包不计其数,这可大大减少软件开发的工作量,而且PC机联网方便,容易构成多微机控制与管理一体化的综合系统、分级计算机控制系统和集散控制系统。

    表1给出了三种常用工业控制计算机的性能比较关系。

表1 三种常用工业控制计算机的性能比较

计算机机型
比较项目

PC计算机

单片微型计算机

可编程序控制器(PLC

总线工控机

控制系统的设计

一般不用作工业控制(标准化设计)

自行设计(非标准化)

标准化接口配置相关接口模板

标准化接口配置相关接口模板

系统功能

数据、图象、文字处理

简单的逻辑控制和模拟量控制

逻辑控制为主,也可配置模拟量模板

逻辑控制和模拟量控制功能

硬件设计

无须设计(标准化整机,可扩展)

复杂

简单

简单

程序语言

多种语言

汇编语言

梯形图

多种语言

软件开发

复杂

复杂

简单

较复杂

运行速度

较慢

很快

带负载能力

抗干扰能力

成本

较高

很低

较高

很高

适用场合

实验室环境的信号采集及控制

家用电气、智能仪器、单机简单控制

逻辑控制为主的工业现场控制

较大规模的工业现场控制


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