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自動(dòng)化企業(yè)論道:工控機(jī)與嵌入式技術(shù)發(fā)展

2025China.cn   2009年10月19日

        當(dāng)前工控機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的最新發(fā)展情況
    
        IPC產(chǎn)業(yè)在歷經(jīng)超過(guò)10年的好光景后,現(xiàn)在逐漸可以感受到市場(chǎng)日趨飽和的壓力。未來(lái)發(fā)展的潛力在于。新IPC的覺(jué)醒”。大部分人對(duì)IPC的刻板印象就是。工業(yè)環(huán)境專(zhuān)用的計(jì)算機(jī)”,我們這里要提出一個(gè)巔覆傳統(tǒng)的概念,重新定義IPC一從工業(yè)計(jì)算機(jī)(Industrial PC)轉(zhuǎn)換為行業(yè)計(jì)算機(jī)(Industry PC)。即針對(duì)不同行業(yè)衍生不同的行業(yè)專(zhuān)用計(jì)算機(jī),目標(biāo)市場(chǎng)從以往局限在工業(yè)范疇卻又定位不清的領(lǐng)域,延伸出深遠(yuǎn)而有標(biāo)的性的新市場(chǎng)。 

——新漢—林憲明 


        近年來(lái),信息化的趨勢(shì)銳不可檔,故工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManUfacture Executive Systom)的理念已逐漸被業(yè)內(nèi)人士所接受并且付諸實(shí)踐,最主要的原因?yàn)?,?shí)行MES的好處實(shí)在是太多,最終目的都在于提升企業(yè)本身的競(jìng)爭(zhēng)力,唯有不斷地提升競(jìng)爭(zhēng)力,企業(yè)方能在眾多的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中脫穎而出!在工業(yè)信息化或是機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化中,底層控制多采用PLC,而在負(fù)責(zé)通訊或是數(shù)據(jù)收集的上位機(jī)的選擇上,更多的用戶(hù)喜歡用工控機(jī)。由于PC技術(shù)的進(jìn)步,工控機(jī)的功能也得到了發(fā)展,在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用普及率也迅速提升。隨著科技的不斷發(fā)展,相信工控機(jī)必將因其卓越的性能而成為工業(yè)自動(dòng)化的主流控制系統(tǒng)。從市場(chǎng)反應(yīng)的情況可以看出,在工控機(jī)和傳統(tǒng)控制器的選擇上,已經(jīng)有越來(lái)越多的終端用戶(hù)愿意使用性能更優(yōu)的工控機(jī)系統(tǒng)。

——研華—徐培謬

        隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展,工控機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展完善,開(kāi)始走出工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用局限,逐漸成為企業(yè)信息化、社區(qū)信息化、家庭信息的生力軍,工業(yè)控制機(jī)的市場(chǎng)開(kāi)始了更加廣闊的發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用很廣,產(chǎn)品差異化大等特點(diǎn)注定了它成為當(dāng)前最熱門(mén)最有發(fā)展前途的IT應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式產(chǎn)品主要分布在消費(fèi)類(lèi)電子,通信、醫(yī)療和安全等行業(yè),在過(guò)去的二十年中,嵌入式技術(shù)在通信領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和長(zhǎng)足發(fā)展,現(xiàn)在嵌入式技術(shù)逐漸滲入到工控領(lǐng)域,而且在這個(gè)領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間。

——華北工控一向仁濤

        當(dāng)然,從市場(chǎng)上的產(chǎn)品來(lái)看,生活中嵌入式產(chǎn)品隨處可見(jiàn),但也存在不少問(wèn)題,嵌入式產(chǎn)品種類(lèi)多,國(guó)內(nèi)一些企業(yè)忽略了知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù),出現(xiàn)了惡性競(jìng)爭(zhēng),從而會(huì)導(dǎo)致嵌入式技術(shù)發(fā)展緩慢。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展需要依靠核心技術(shù)和自主創(chuàng)新產(chǎn)品。因此,未來(lái)具備高可靠、多功能集成,高性能、低功耗,小體積,行業(yè)應(yīng)用個(gè)性化等特點(diǎn)的嵌入式智能產(chǎn)品才能在嵌入式市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟,與國(guó)外公司抗衡。
    
    如何看待未來(lái)CPCI技術(shù)的發(fā)展? 
     
        CPCI相關(guān)產(chǎn)品將會(huì)被更廣泛的使用在軍工,交通等環(huán)境嚴(yán)苛的場(chǎng)合,同時(shí)更會(huì)搭配嵌入式的技術(shù)應(yīng)用在主版及IO版的設(shè)計(jì)上。運(yùn)用穩(wěn)定的嵌入式技術(shù)及設(shè)計(jì),可使CPCI的系統(tǒng)更趨于穩(wěn)定。

—— 研華—徐培修

    關(guān)于未來(lái)CPCI技術(shù)的發(fā)展要從兩個(gè)方面來(lái)看:

        一方面,首先從工控機(jī)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看。工控機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了STD和IPC兩個(gè)階段已經(jīng)相對(duì)成熟,而作為第三代工控機(jī)技術(shù)CPCI將會(huì)繼續(xù)STD和IPC工控機(jī)時(shí)代后得到迅速發(fā)展,這是工控機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 
     
        CompactPCI總線(xiàn)工控機(jī)為核心的第三代工控機(jī)技術(shù)。相對(duì)于以往的STD和IPC,它具有開(kāi)放性、良好的散熱性、高穩(wěn)定性、高可靠性及可熱插拔等特點(diǎn),非常適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用,繼STD和IPC之后的第三代工控機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。采用模塊化的CompactPCI總線(xiàn)工控機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品,可以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、降低設(shè)計(jì)費(fèi)用、降低維護(hù)費(fèi)用、提升系統(tǒng)的整體性能。 
     
        另外一方面,隨著電信和Intcrnet應(yīng)用對(duì)品質(zhì)和可靠性要求日益提高,CPCI技術(shù)必然越來(lái)越受重視。高性能的CPCI技術(shù)也將在國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展和普及。 
     
        CPCI技術(shù)融合了電腦與工業(yè)設(shè)備諸多經(jīng)過(guò)廣泛驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn),是PCI總線(xiàn)技術(shù)和成熟的歐式卡組裝技術(shù)的組合。采用CPCI既能吸收PC機(jī)最新的技術(shù)成果,又具有滿(mǎn)足通信和工業(yè)實(shí)時(shí)應(yīng)用所必須的更堅(jiān)固、更可靠.模塊化,易使用,易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)、CTI等多種領(lǐng)域。CPCI技術(shù)能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行系統(tǒng)不斷電的條件下,拔出或者查人功能模塊而不破壞系統(tǒng)的正常工作。這一技術(shù)優(yōu)點(diǎn)正是許多工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)所追捧的。
    
    同時(shí)CPCI技術(shù)能縮短產(chǎn)品推上市場(chǎng)的時(shí)間。它能與傳統(tǒng)的桌面PCI系統(tǒng)完全兼容,在64位/66M總線(xiàn)接口下能提供每秒高達(dá)512M13的帶寬。它支持用在桌面PC和工作站上的完全一樣的接口芯片。使用CPCI能利用在桌面工作站上開(kāi)發(fā)的整個(gè)應(yīng)用,無(wú)需任何改變就能將其移到目標(biāo)環(huán)境,極大地提高了產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間。利用CPCI技術(shù)使得電信設(shè)備OEM能利用與桌面應(yīng)用系統(tǒng)同樣的先進(jìn)技術(shù),同時(shí)還具有針對(duì)桌面系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大量PCI芯片所帶來(lái)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和低成本特性。其產(chǎn)品成本上往往低于同等功能的VME產(chǎn)品,略高于通常的IPC產(chǎn)品。

 ——華北工控—向仁濤

 

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       最新推出的工控機(jī)產(chǎn)品有哪些特點(diǎn)? 
     
       新漢產(chǎn)品都是專(zhuān)注在特定的行業(yè)里,主要包括網(wǎng)絡(luò)安全,電信,交通行業(yè),多媒體行業(yè),電力行業(yè)。新漢產(chǎn)品一方面承襲了工控產(chǎn)品的特性,如寬壓、寬溫、防震等,另一方面做行業(yè)最適宜的專(zhuān)用產(chǎn)品。新漢推出的系列行業(yè)專(zhuān)用的無(wú)風(fēng)扇工控機(jī),以成熟的X86技術(shù)平臺(tái),先進(jìn)的無(wú)鳳扇設(shè)計(jì),使產(chǎn)品品質(zhì)更好,系統(tǒng)更穩(wěn)定,在講求高效率、低故障的行業(yè)來(lái)說(shuō),無(wú)疑更具有競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)新漢一直秉持‘產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向’來(lái)設(shè)計(jì),能夠精準(zhǔn)提供一次到位的產(chǎn)品,量身定制,隨需而動(dòng)。換而言之,新漢以垂直產(chǎn)業(yè)應(yīng)用為基礎(chǔ),為用戶(hù)提供最精準(zhǔn)到位的無(wú)風(fēng)扇工業(yè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。

——新漢—林憲明 


     
        我們可以看到新一代嵌入式工控機(jī)清楚的定位,透過(guò)低功耗系統(tǒng)的設(shè)計(jì),可將整臺(tái)嵌入式工控機(jī)的功耗設(shè)計(jì)在30W之內(nèi)。同時(shí),可導(dǎo)入整系統(tǒng)無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)概念,因?yàn)樯倭藱C(jī)械零件的緣故,可大幅的增加系統(tǒng)的可靠性。并且,將周邊的IO考慮到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用,譬如隔離的串口,以及雙網(wǎng)口的設(shè)計(jì),以利于工廠(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)。電源輸入設(shè)計(jì)采用直流電輸入,并且考慮到寬電源的輸入,可讓嵌入式工控機(jī)方便的應(yīng)用在供電24VDC的工廠(chǎng)、48VDC的機(jī)車(chē)上,甚至是l 10VDC的變電站內(nèi)。小體積的設(shè)計(jì)更是讓現(xiàn)場(chǎng)裝機(jī)人員贊不絕II,在很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的電控箱中,可以方便的安裝及布線(xiàn),搭配嵌入式的操作系統(tǒng)技術(shù),可以讓客戶(hù)自由開(kāi)發(fā)客制化的操作系統(tǒng),提升整機(jī)運(yùn)行的效率,大幅縮短開(kāi)發(fā)的時(shí)間。總而言之,嵌入式工控機(jī)設(shè)計(jì)上的著力點(diǎn)是把無(wú)風(fēng)扇嵌入式工業(yè)上所需要的規(guī)格以及開(kāi)放式的PC架構(gòu)功能等三大特點(diǎn)都集成在一個(gè)控制器里。

——研華一徐培修


     
        華北工控2009年的新品EMB-3650、EMB-4852,PCMB-6688等系列產(chǎn)品依靠獨(dú)特的創(chuàng)新面市后立即取得不俗的市場(chǎng)戰(zhàn)績(jī),完善的散熱方案、超低功耗、緊湊小巧的體積等特點(diǎn)深受客戶(hù)稱(chēng)贊。面向嵌入式應(yīng)用,這些創(chuàng)新產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了多功能集成的挑戰(zhàn),產(chǎn)品的抗干擾技術(shù)更強(qiáng),有利于在更好的兼容環(huán)境下運(yùn)行。

——華北工控—向仁濤


     
    工控機(jī)產(chǎn)品有哪些最新的典型應(yīng)用? 
     
        新漢無(wú)風(fēng)扇行業(yè)專(zhuān)用機(jī)繼機(jī)械和電力行業(yè)的成功,2009年在軌道交通和數(shù)字多媒體行業(yè)已經(jīng)擁有諸多成功案例,比如韓國(guó)首爾地鐵站信息導(dǎo)覽板,香港機(jī)場(chǎng)信息板,深圳某銀行電子看板,北京機(jī)場(chǎng)線(xiàn)信息播放和監(jiān)控等。列車(chē)行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)(列控系統(tǒng))、鐵路數(shù)字語(yǔ)音調(diào)度通信系統(tǒng)(話(huà)務(wù)系統(tǒng))、鐵路信號(hào)采集處理系統(tǒng)、地鐵車(chē)載流媒體播放與監(jiān)控系統(tǒng)、鐵路搗固車(chē)激光檢測(cè)系統(tǒng)、鐵路信號(hào)器材檢測(cè)系統(tǒng)。

—— 新漢—林憲明 


     
        在地域廣大的地區(qū)或是國(guó)家,如中國(guó)、美國(guó)或是歐洲地區(qū),因?yàn)楣芾聿槐憷脑?,常常?huì)造成能源的浪費(fèi),故在連鎖店的經(jīng)營(yíng)模式中,能源管理就成為很重要的一項(xiàng)課題,特別是在一些加盟的快餐店,超市或是小吃飲食店,若能對(duì)個(gè)別的店家做好能源管理的部分,整體就可省下可觀的電費(fèi),對(duì)于企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力也是很重要的一環(huán)。故在能源管理系統(tǒng)內(nèi),監(jiān)控整個(gè)工廠(chǎng)或是設(shè)備的發(fā)電情況就顯的很重要,除了管控每個(gè)設(shè)備所使用的發(fā)電量之外,也必須針對(duì)各個(gè)設(shè)備的用電量做有效的管控!進(jìn)而達(dá)到用電量最佳化的目標(biāo)。

 ——研華—徐培修


     
        圖1為研華工業(yè)自動(dòng)化替某連鎖企業(yè)所做的節(jié)能方案,該企業(yè)在全國(guó)具有三千多間店,分布在全國(guó)各地,業(yè)主對(duì)于龐大的電費(fèi)開(kāi)銷(xiāo)感到非常困擾,該企業(yè)在每間展店里都有冷暖氣設(shè)備,烤箱等耗電量甚大的設(shè)備。但是對(duì)于每間店的用電量實(shí)在是難以管控,某些店的店長(zhǎng)較負(fù)責(zé)任或是管理較健全,則用電量都可控制在合理的范圍內(nèi),但對(duì)于一些店家,確實(shí)也由于地域廣大的情況而造成了管理困難。

研華工業(yè)自動(dòng)化替某連鎖企業(yè)所做的節(jié)能方案

        故研華推出整體的節(jié)能設(shè)備方案。首先利用工業(yè)數(shù)據(jù)采集器(ADAM-5510)將每間店的溫度、濕度進(jìn)行管控,并對(duì)于每個(gè)設(shè)備所耗費(fèi)的電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并透過(guò)及時(shí)的內(nèi)部以太網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳達(dá)至現(xiàn)場(chǎng)的嵌入式工控機(jī)(UNO-2053E)。UNO一2053E為一臺(tái)帶有2個(gè)LAN,2個(gè)RS-232的嵌入式工控機(jī),其無(wú)風(fēng)扇、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的穩(wěn)定性,多通訊端口的工業(yè)特性,并且內(nèi)帶嵌入式的操作系統(tǒng)(xP embedded)以及功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)化組態(tài)軟件(WebAccess)嵌入版,成為客戶(hù)選擇此嵌入式工控機(jī)作為此應(yīng)用的最佳選擇,并透過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)(遠(yuǎn)程組態(tài))將這些寶貴的信息傳回至該企業(yè)的管理中心,進(jìn)而對(duì)每個(gè)分店進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析,而做出對(duì)于電量最佳使用的控制。若是發(fā)現(xiàn)該店在非營(yíng)業(yè)時(shí)間有異常的用電量,則也可透過(guò)遠(yuǎn)程組態(tài)下達(dá)控制指令將現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行管控的動(dòng)作。透過(guò)研華成套的解決方案,客戶(hù)的用電量總共節(jié)省了近40%。

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