工控機(jī)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物错忱，不僅是計(jì)算機(jī)的重要門類,而且是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)挂据、高產(chǎn)以清、低耗，提高工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)手段崎逃。發(fā)展工控機(jī)對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化掷倔、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)信息化和振興經(jīng)濟(jì)有重要意義。本文從工控機(jī)市場(chǎng)个绍、金融危機(jī)影響等方面深入剖析其行業(yè)現(xiàn)狀今魔，闡述了工控機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

    工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)障贸，英文簡(jiǎn)稱IPC(Industrial Personal Computer)错森，是一種采用總線結(jié)構(gòu)痛但，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程及機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制的工具總稱东种。工控機(jī)具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征乖靠，如具有計(jì)算機(jī)CPU、硬盤撮译、內(nèi)存萤忘、外設(shè)及接口，并有操作系統(tǒng)龄羽、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議悔邀、計(jì)算能力、友好的人機(jī)界面砂姥。

    工控機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀
 
    工控機(jī)市場(chǎng)分布

    目前國(guó)內(nèi)的工控機(jī)供應(yīng)渠道主要來(lái)源于中國(guó)臺(tái)灣及內(nèi)地的廠商删舀，國(guó)外的產(chǎn)品(例如RADISYS、ROCKWELL掠记、INTEL等)經(jīng)過(guò)幾年的市場(chǎng)拼殺后梭狱，由于成本高、價(jià)格高傍菇、服務(wù)難猾瘸，現(xiàn)已完全退出國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。目前丢习，國(guó)內(nèi)的IT業(yè)研發(fā)牵触、加工技術(shù)力量不斷提升；各類芯片和各類器件咐低、生產(chǎn)設(shè)備在國(guó)際市場(chǎng)基本可平等選購(gòu)荒吏；軟件資源的可移植性可節(jié)省大量的人力、物力渊鞋。在這些有利條件下绰更，國(guó)內(nèi)一些廠商抓住機(jī)會(huì)快速崛起，利用本土綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)逐步將國(guó)外品牌擠出國(guó)內(nèi)工控市場(chǎng)锡宋。某些企業(yè)以每年超過(guò)100％的資產(chǎn)增長(zhǎng)速度儡湾，鼎立于國(guó)內(nèi)的工控市場(chǎng)，而且已成功打入國(guó)際工控市場(chǎng)≈戳現(xiàn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要工控機(jī)廠商有臺(tái)灣的研華徐钠、磐儀、大眾和大陸的研祥蚤就、華北寥伍、康拓等。

    研祥等單位IPC產(chǎn)品的發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁闰厨；盛博的嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)撼腹，成為西門子瘪棱、阿爾斯通等歐洲公司的配套產(chǎn)品；航天測(cè)控公司的VXI瓦腋、PXI產(chǎn)品已成為國(guó)防工業(yè)中地面測(cè)控產(chǎn)品窒兼；康拓公司的新一代CompactPCI、PXI系列產(chǎn)品也開(kāi)發(fā)成功妙旅，并成功地推出了基于APCI军裂、PXI總線產(chǎn)品的KT8000自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，引領(lǐng)了航天器地面測(cè)控的新潮流战覆。在我國(guó)臺(tái)灣的同行中威沙，除了研華、磐儀等之外柬乓，凌華科技集團(tuán)的CompactPCI攘活、PXI系列產(chǎn)品也頻頻出現(xiàn)在市場(chǎng)中。

    工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊辆童，屬于中間產(chǎn)品，是為其他各行業(yè)提供可靠惠赫、嵌入式把鉴、智能化的工業(yè)計(jì)算機(jī)。隨著社會(huì)信息化的不斷深入儿咱，關(guān)鍵性行業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)將越來(lái)越多地依靠工控機(jī)庭砍，而以IPC為基礎(chǔ)的低成本工業(yè)控制自動(dòng)化正在成為主流，本土工控機(jī)廠商所受到的重視程度也越來(lái)越高混埠。隨著電力怠缸、冶金、石化钳宪、環(huán)保揭北、交通、建筑等行業(yè)的迅速發(fā)展吏颖，從數(shù)字家庭用的機(jī)頂盒搔体、數(shù)字電視，到銀行柜員機(jī)综俄、高速公路收費(fèi)系統(tǒng)竿赂、加油站管理、制造業(yè)生產(chǎn)線控制制沦，金融宅谁、政府、國(guó)防等行業(yè)信息化需求不斷增加榛青，對(duì)工控機(jī)的需求很大记浸，工控機(jī)市場(chǎng)發(fā)展前景十分廣闊惯醇。

    近年來(lái)，國(guó)際上FCS罚迹、DCS牧僻、PLC、IPC异这、NC以及各類嵌入式控制裝置正處在快速發(fā)展之中臊整，市場(chǎng)規(guī)模以每年10％～15％的速度增長(zhǎng)，而我國(guó)的發(fā)展速度更居于世界前列愤售，目前我國(guó)工控機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模約200億元蛔琅。

    世界金融危機(jī)對(duì)工控機(jī)行業(yè)的影響

    從2007年2月次貸危機(jī)開(kāi)始的第一波，到始于2008年9月的次貸危機(jī)深化峻呛，金融危機(jī)開(kāi)始向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移罗售，經(jīng)濟(jì)衰退的跡象出現(xiàn)第二波，危機(jī)在不斷加深钩述。如果說(shuō)金融危機(jī)第一波沖擊的是房地產(chǎn)寨躁、金融行業(yè)或者虛擬經(jīng)濟(jì)，對(duì)我國(guó)工控機(jī)行業(yè)影響不大牙勘，可以置身事外的話职恳，第二波的到來(lái)則將金融危機(jī)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)危機(jī)，其沖擊向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)展開(kāi)方面，各實(shí)體行業(yè)或多或少都受到了影響放钦，工控機(jī)行業(yè)也無(wú)法獨(dú)善其身了。

    首先恭金，由于生產(chǎn)要素和資源價(jià)格的大幅上漲使得位居上游的原廠商成本大增操禀，因而也就不可能支持其采取通過(guò)適度的讓利優(yōu)惠以增加或維持市場(chǎng)占有率的策略，甚至横腿，原廠商將會(huì)通過(guò)不斷提高供貨價(jià)格以減少其自身銷售利潤(rùn)的損失或至少維持原有利潤(rùn)不會(huì)下降颓屑，同時(shí)位居下游的最終客戶也因?yàn)橥瑯拥脑虮黄冉祪r(jià)銷售，這樣灰深，就把中間的利潤(rùn)空間及生存空間擠得所剩無(wú)幾玛呐。

    其次，宏觀調(diào)控帶來(lái)的緊縮貨幣政策導(dǎo)致了市場(chǎng)資金供給量的大幅下降和資金成本的大幅飆升蟋晾，這已經(jīng)不單單是擠壓企業(yè)利潤(rùn)空間的問(wèn)題冻咆，更加上升到了危及企業(yè)生存安全的高度。相當(dāng)數(shù)量的希望在此環(huán)節(jié)中生存下來(lái)的制造企業(yè)都不得不想辦法壓縮應(yīng)收賬款策哈，適量擴(kuò)大應(yīng)付賬款炮家。最重要的是，隨著全球通脹而來(lái)的全球經(jīng)濟(jì)衰退初現(xiàn)端倪泪缨，相應(yīng)地全球消費(fèi)也都出現(xiàn)了較為明顯的抑制媚瘫，而這些都大大加劇了生產(chǎn)制造企業(yè)的生存困境呛营，呈現(xiàn)的現(xiàn)象就是由于銷售路徑的變窄變細(xì)帶來(lái)了道路堵塞的狀況，于是競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步加劇逢痕。在這樣的大環(huán)境下嘲谚，再加之近些年中國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)界總結(jié)出來(lái)的有中國(guó)特色的“餓狼現(xiàn)象”的普遍存在，工控行業(yè)也就不可避免地陷入了同質(zhì)化的惡劣競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)之中钳枕。

    工控機(jī)行業(yè)服務(wù)于紡織缴渊、建筑、汽車鱼炒、造船衔沼、印刷、石化等多個(gè)行業(yè)昔瞧，隨著這些行業(yè)在金融危機(jī)中受到波及指蚁，工控機(jī)行業(yè)也或多或少受到了影響。

    工控機(jī)行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
 PC技術(shù)推動(dòng)了工控機(jī)技術(shù)的發(fā)展

    工控機(jī)是嵌入在工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部自晰，在工業(yè)極端環(huán)境里能夠連續(xù)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠工作的工業(yè)型計(jì)算機(jī)凝化。隨著Intel CPU和Microsoft DOS/WINDOWS架構(gòu)演變成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，ISA/PCI總線加固型工業(yè)PC（IPC）開(kāi)始向工業(yè)領(lǐng)域滲透酬荞。IPC雖然經(jīng)過(guò)了工業(yè)化改造（如取消了大母板搓劫，采用無(wú)源背板、插卡式模板袜蚕，工業(yè)電源糟把，全鋼密封機(jī)箱微正壓散熱绢涡，溫度自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)整等）消弧，但其本質(zhì)上仍然不是工業(yè)型PC，不能從根本上解決大母板水平放置搀尊、抗震動(dòng)沖擊能力差室域、元器件失效率高、平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）長(zhǎng)针容、維護(hù)困難等問(wèn)題杜域，難以滿足工業(yè)控制任務(wù)的苛刻要求。為了滿足市場(chǎng)對(duì)工業(yè)型計(jì)算機(jī)的要求补蛋，除了VME總線工控機(jī)外唁谣，產(chǎn)生了一系列基于PC的、與ISA/PCI總線標(biāo)準(zhǔn)兼容的嵌入式工控機(jī)为毛，其中比較有代表性的是CompactPCI/PXI總線溪惶、AT96總線、STD總線和STD32總線工業(yè)控制機(jī)芦格。

    各種總線工控機(jī)向高性能终距、高可靠方向發(fā)展

    STD總線工控機(jī)采用單片計(jì)算機(jī)（Computer-on-a-chip）技術(shù)尊捞，可以繼續(xù)提升“ALL-IN-ONE”CPU板的性能，而不受小板尺寸限制宏怔。在386檔次上奏路，MCG、Systek臊诊、Winsystems和北京康拓等公司都推出了386EX “ALL-IN-ONE”CPU板鸽粉。目前，STD總線工控機(jī)已經(jīng)升級(jí)到486DX妨猩，可以滿足大多數(shù)應(yīng)用要求潜叛。1990年9月，STD32 MG公布STD32規(guī)范1.0版壶硅。STD32具有32 bit數(shù)據(jù)寬度威兜，32 bit尋址能力，是工業(yè)型的高端計(jì)算機(jī)庐椒。STD32總線兼容STD-80規(guī)范椒舵，產(chǎn)品可以互操作。STD32總線在保留簡(jiǎn)單控制總線特點(diǎn)的同時(shí)约谈，采用了今天的先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)OEM產(chǎn)品笔宿，如80486和Pentium系列處理器技術(shù)。

    VME(Versa Model Eurocard)總線是由Motorola公司1981年推出的第一代32位工業(yè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)總線填篱，其主要特點(diǎn)是其信號(hào)線模仿Motorola公司生產(chǎn)的68000系列單片機(jī)信號(hào)線徙掠，由于其應(yīng)用的廣泛性被IEEE收為標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE 1014-1987革陋，其標(biāo)準(zhǔn)文件為VMEbus specification Rev C.1乌窿。1995年，VME總線的新一代架構(gòu)VME64脫穎而出锦钓。相對(duì)于傳統(tǒng)的VME系統(tǒng)庙炮，VME64加大了傳輸帶寬，拓展了地址空間并方便了板卡插拔求驳。它將6U板的數(shù)據(jù)線寬和地址范圍擴(kuò)展到了64 bit种司，給3U板提供了32 bit和40 bit地址模塊，傳輸帶寬達(dá)到了80 Mb/s粥谐，增加了總線鎖定周期娶得，增加了第一插槽探測(cè)功能，加入了對(duì)熱插拔的支持漾群。VME64擴(kuò)展集是1997通過(guò)的新標(biāo)準(zhǔn)懊湾，它又被稱為VME64x。它增加了一個(gè)160管腳連接器系列(按5行排列)，還在P1/J1和P2/J2之間加入了一個(gè)P0/J0 連接器士鸥，另外新增設(shè)了一個(gè)3.3 V電源管腳闲孤。該系統(tǒng)新增的兩個(gè)邊緣總線循環(huán)則把數(shù)據(jù)速率提高到160 Mb/s。此外烤礁，還增加了EMC前置面板和ESD功能讼积。VME320最大的改進(jìn)是采用了星型互連的方法來(lái)達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸加速的目的。它采用了一種叫做2eSST的協(xié)議脚仔，這是一種信源同步傳輸協(xié)議勤众，可將理論數(shù)據(jù)速率提高到320 Mb/s。SBS公司推出的VXS標(biāo)準(zhǔn)和VITA(VME國(guó)際貿(mào)易協(xié)會(huì))開(kāi)發(fā)的VPX標(biāo)準(zhǔn)鲤脏。VXS為引用交換結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件们颜，而VPX則將開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)信號(hào)速率提升到了6.25 Gb/s。與此同時(shí)猎醇，許多VME總線背板開(kāi)始使用PMC（PCI Mezzanine Card）插槽窥突，以便能直接使用PCI板卡。制造商們還吸取了PCI板卡的構(gòu)造因素硫嘶，以使VME板卡跟上行業(yè)的步伐阻问。

    PCI-Express是最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，它原來(lái)的名稱為“3GIO”纤厨，是由Intel提出的族逻。很明顯英特爾的意思是它代表著下一代I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。認(rèn)證發(fā)布后改名為“PCI-Express”守镰。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)將全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP崎络，最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。它的主要優(yōu)勢(shì)就是數(shù)據(jù)傳輸速率高猖右，目前最高可達(dá)到10 GB/s颗酷，而且還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿ΑCI Express也有多種規(guī)格秒聪，從PCI Express 1X到PCI Express 16X舵素，能滿足現(xiàn)在和將來(lái)一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的低速設(shè)備和高速設(shè)備的需求梨伸。當(dāng)然跷焚，要實(shí)現(xiàn)全面取代PCI和AGP也需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程，就像當(dāng)初PCI取代ISA一樣痪罐，都會(huì)有個(gè)過(guò)渡的過(guò)程逸萄。

    CompactPCI/PXI總線有替代VME/VXI總線趨勢(shì)

    VME/VXI總線繼續(xù)在軍事設(shè)備和大型測(cè)試系統(tǒng)方面占有一定的市場(chǎng)份額，但已經(jīng)受到CompactPCI/PXI產(chǎn)品的強(qiáng)有力沖擊竭鞍。標(biāo)準(zhǔn)AT96總線工控機(jī)在軍事裝備和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得到進(jìn)一步應(yīng)用板惑。隨著CompactPCI總線冗余設(shè)計(jì)技術(shù)、熱插拔技術(shù)、自診斷技術(shù)的成熟冯乘，構(gòu)造高可用性系統(tǒng)的簡(jiǎn)化洽胶，CompactPCI/PXI總線工控機(jī)技術(shù)將得到迅速普及和廣泛應(yīng)用，成為國(guó)內(nèi)繼STD總線工控機(jī)裆馒、IPC工控機(jī)之后最具普及前景的新一代高性能工控機(jī)姊氓。

    加固性ISA/PCI總線工控機(jī)仍然占有一定的市場(chǎng)份額

    現(xiàn)在工業(yè)控制機(jī)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，過(guò)去專用的封閉式的架構(gòu)迅速被PC技術(shù)的開(kāi)放式架構(gòu)所取代喷好，其中最重要的原因之一就是軟件的兼容性翔横。工業(yè)控制機(jī)用戶過(guò)去和現(xiàn)在都希望使用與所熟悉的桌面PC機(jī)相同的操作系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)工具，這就導(dǎo)致了開(kāi)放式桌面PC在工業(yè)環(huán)境中的直接應(yīng)用梗搅。然而禾唁，桌面PC機(jī)技術(shù)是面向商用機(jī)市場(chǎng)的，而不是相對(duì)比較小的工業(yè)計(jì)算機(jī)市場(chǎng)无切，它不具備工業(yè)級(jí)性能穗狞。由桌面PC技術(shù)衍生的ISA總線加固型計(jì)算機(jī)在工業(yè)上得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。

    1992年6月客净，Intel公司開(kāi)發(fā)了快速的開(kāi)放式PCI總線規(guī)范耍缩，作為局部和低層次的內(nèi)部處理器總線。在兩年之內(nèi)幾乎每個(gè)處理器制造商都將PCI作為計(jì)算機(jī)內(nèi)部芯片級(jí)互連總線舌多，而且自然地發(fā)展成了板級(jí)互連總線交印。1995年6月PCI SIG正式公布了PCI 局部總線規(guī)范2.1版，同時(shí)PICMG推出了第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PCI/ISA無(wú)源背板總線標(biāo)準(zhǔn)盘秕，這樣丘梭，加固型PCI/ISA總線工控機(jī)問(wèn)世了。目前抢熟，PCI/ISA工控機(jī)主要制造商有：Texas Microsystems柄叹、 Teknor Industrial Computers、Industrial Computer Source匾蛆、Trenton Terminals漓客、I-Bus以及研華（ADVANTEC）、磐儀（Arbor）切油、大眾蝙斜、北京康拓等公司。

    雖然加固型工控機(jī)對(duì)基于大母板的桌面機(jī)進(jìn)行了工業(yè)化改造澎胡，但其背板技術(shù)仍然存在許多缺點(diǎn)：不良的熱設(shè)計(jì)孕荠、不良的連接方式、不標(biāo)準(zhǔn)的模板尺寸等攻谁。雖然可維護(hù)性和可靠性得到了改進(jìn)稚伍，但仍然不能滿足工業(yè)控制要求。目前PCI/ISA工控機(jī)主要做控制系統(tǒng)的檢測(cè)和管理機(jī)使用。

    工控機(jī)向綠色環(huán)保發(fā)展

    研祥智能股份推出了綠色健康工控機(jī)个曙，以其樸素別致的外觀锈嫩，優(yōu)越的防輻射、防電磁干擾垦搬、防震動(dòng)性能祠挫，在業(yè)內(nèi)刮起一陣綠色健康的旋風(fēng)。

    綠色工控機(jī)從主板到配套的機(jī)箱在內(nèi)的每一個(gè)細(xì)節(jié)上精心設(shè)計(jì)悼沿，從電路設(shè)計(jì)等舔、PCB CAD設(shè)計(jì)、BIOS功能到機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等軟摊咨、硬件各方面都充分考慮可靠性恤诀、防電磁輻射、抗電磁干擾氏长、防震動(dòng)碑肚、電磁兼容、節(jié)能壳荣、靜音尔芯、抗菌、環(huán)保等吟钻。在工控機(jī)個(gè)性基礎(chǔ)上拓嗽，增加了工控機(jī)的人性化，包括保護(hù)使用者的健康溶豌、保護(hù)工控機(jī)的健康和保護(hù)環(huán)境尖初，在保證工控機(jī)自身健康方面，力求達(dá)到高品質(zhì)桶淡、長(zhǎng)壽命和本身材質(zhì)的無(wú)害性纯末。(朱 輝)

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