論工控機(jī)在高速公路交通機(jī)電工程中的現(xiàn)狀與展望

王 平

(貴州陸通公路工程監(jiān)理有限責(zé)任公司)

1 工控機(jī)的內(nèi)涵和組成

工控機(jī)是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的簡稱，工控機(jī)目前被廣泛的運(yùn)用在工業(yè)控制中。工控機(jī)是指一種采用總線結(jié)構(gòu)控制生產(chǎn)過程、機(jī)電設(shè)備以及工藝裝備的工具的總體稱呼。工控機(jī)具有明顯的并且非常重要的計(jì)算機(jī)屬性以及特征。比如工控機(jī)具有硬盤、CPU、內(nèi)存以及接口，同時(shí)工控機(jī)還具有計(jì)算能力、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、操作系統(tǒng)以及友好的人機(jī)界面等。工控機(jī)是一種非常特殊的產(chǎn)品，可以為各行各業(yè)提供非?？煽恳约爸悄芑挠?jì)算機(jī)。典型的工控機(jī)由加固型工業(yè)機(jī)箱、工業(yè)電源、主機(jī)板、顯示板、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、各類輸入/輸出接口模塊、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)等組成。見圖1。

圖1 工控機(jī)的硬件組成

2 工控機(jī)的類型和特點(diǎn)

2.1 工控機(jī)的類型

目前工控機(jī)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(jī)的重要特點(diǎn)是在惡劣的條件下能夠進(jìn)行快速的診斷以及維護(hù)。

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(qiáng)的抗干擾能力，目前可編程邏輯控制器被廣泛的運(yùn)用在工業(yè)控制的各個(gè)行業(yè)，對(duì)機(jī)電一體化的推進(jìn)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(diǎn)是具有合理的軟硬件配置以及易于擴(kuò)展的能力，該系統(tǒng)能夠被廣泛的運(yùn)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(yùn)用前景，目前有很多家國外非常有實(shí)力的企業(yè)在進(jìn)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(dòng)控制行業(yè)、機(jī)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(yùn)用。

因?yàn)镮PC 可以對(duì)計(jì)算機(jī)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行充分的利用，能夠很便利的進(jìn)行更新?lián)Q代，并且其運(yùn)用的軟件是完全不同于普通的PC 的，能夠促進(jìn)軟件的開發(fā)以及調(diào)試，因而是目前運(yùn)用最為廣泛并且運(yùn)用最快的一種工控機(jī)型式，其它的各種類型的工控機(jī)在早期的公路收費(fèi)系統(tǒng)中有應(yīng)用，但現(xiàn)在已不再采用。

2.2 IPC 特點(diǎn)

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

(2)實(shí)時(shí)性，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測機(jī)控制，能夠快速的反映出現(xiàn)場的工作情況，對(duì)現(xiàn)場發(fā)生的任何變化能夠快速的相應(yīng)，還可以非常及時(shí)的進(jìn)行信息才急以及輸出功能的調(diào)節(jié)。在運(yùn)行中，如果遇到特殊情況或者危險(xiǎn)時(shí)，可以能夠進(jìn)行自行復(fù)位，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行有效的保證。

(3)擴(kuò)充性，IPC 的主要結(jié)構(gòu)是CPU 卡加底板，使其具有強(qiáng)大的輸出以及輸入功能，并且能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場的各種設(shè)備以及系統(tǒng)進(jìn)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(duì)多種任務(wù)進(jìn)行完成。

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

3 工控機(jī)在高速公路機(jī)電工程中的運(yùn)用與展望

3.1 工控機(jī)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的運(yùn)用與展望

根據(jù)對(duì)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的研究，可以得知高速公路收費(fèi)系統(tǒng)主要經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期，也就是手工收費(fèi)時(shí)期、計(jì)算機(jī)收費(fèi)時(shí)期以及不停車收費(fèi)時(shí)期。開始運(yùn)用工控機(jī)的時(shí)期是第二個(gè)時(shí)期，在該階段運(yùn)用的工控機(jī)的類型是通用型的標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)，該類機(jī)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(jī)，高為177 mm，寬度為482 mm，深度為452 mm，體積較大。該機(jī)可以同時(shí)擴(kuò)充十四個(gè)卡以及多種外部設(shè)備，包括4 個(gè)PCI、8 個(gè)ISA 以及2 個(gè)PCISA 卡，外部設(shè)備主要包括車輛檢測儀、車輛顯示儀、收費(fèi)票據(jù)打印機(jī)、通行券讀寫機(jī)、報(bào)警設(shè)備以及信號(hào)燈等。但是由于通常高速公路收費(fèi)亭的體積以及面積都比較小，但是工控機(jī)的體積比較大，所以只有運(yùn)用體積比較小的IPC 機(jī)箱才行，如研祥的IPC－6806，不僅其體積大大的減小了，而且還對(duì)資源的利用率進(jìn)行了進(jìn)一步的提高。

3.2 工控機(jī)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的運(yùn)用與展望

在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中，主要機(jī)電系統(tǒng)為監(jiān)控系統(tǒng)以及收費(fèi)系統(tǒng)。對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)，在運(yùn)用CCTV 進(jìn)行監(jiān)控的期間，只是運(yùn)用其進(jìn)行錄像以及監(jiān)視，主要還是靠人進(jìn)行操作。隨著技術(shù)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(shí)期的監(jiān)控只是限于收費(fèi)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(jī)電系統(tǒng)中，工控機(jī)的運(yùn)用機(jī)型將會(huì)逐漸的小型化，并且最終會(huì)實(shí)現(xiàn)一體化發(fā)展。

4 結(jié) 語

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

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