工控機(jī)在高速公路的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

[前言] 
　　征對目前如火如荼的ITS（Intelligent Transportation System智能交通系統(tǒng)）,本文通過詳細(xì)介紹工控機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合在公路機(jī)電工程中的應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢，旨在讓更多的業(yè)主和集成商能進(jìn)一步了解工控產(chǎn)品，以選擇更適用、更好用的產(chǎn)品，使系統(tǒng)的使用、維護(hù)、管理發(fā)揮更大的作用，創(chuàng)造出更高的效率。
　　[定義] 
　　工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的工具總稱。具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征如具有計(jì)算機(jī)CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口、并有實(shí)時的操作系統(tǒng)，控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議，計(jì)算能力，友好的人機(jī)界面。
　　[分類]
　　1983年工控機(jī)被列入國家計(jì)算機(jī)系列型譜及發(fā)展規(guī)劃，當(dāng)前我國工控機(jī)的主要類別有：IPC(PC總線工業(yè)電腦簡稱工業(yè)PC)、 PLC（可編程控制系統(tǒng)）、DCS（分散型控制系統(tǒng)）、FCS（現(xiàn)場總線系統(tǒng)）及CNC（數(shù)控系統(tǒng)）五種。據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)2000年國內(nèi)各自的市場比例對比見附表一：
　　　　由于IPC（工業(yè)PC）可充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，便于更新?lián)Q代，所運(yùn)行的軟件與普通PC完全一樣，便于軟件的開發(fā)和調(diào)試，所以是目前發(fā)展應(yīng)用最快的機(jī)型，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。
　　[IPC結(jié)構(gòu)] 
　　IPC：即基于PC總線的工業(yè)電腦。據(jù)2000年IDC統(tǒng)計(jì)目前PC機(jī)已占到通用計(jì)算機(jī)的95％以上，因其價格低、質(zhì)量高、產(chǎn)量大、軟、硬件資源豐富，已被廣大的技術(shù)人員所熟悉和認(rèn)可，這正是工業(yè)電腦熱的基礎(chǔ)。其主要的組成部份為工業(yè)機(jī)箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成如CPU卡、I／O卡等。并采取全鋼機(jī)殼、機(jī)卡壓條過濾網(wǎng)，雙正壓風(fēng)扇等設(shè)計(jì)及EMC（electro magnetic compatibility）技術(shù)以解決工業(yè)現(xiàn)場包括高速公路現(xiàn)場的電磁干擾、震動、灰塵、高／低溫等問題。
　　[IPC特點(diǎn)] 
　　1) 可靠性：工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高／低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護(hù)性，其MTTR （Mean Time to Repair）一般為5min，MTTF 10萬小時以上，而普通PC的MTTF僅為10000～15000小時。
　　 2) 實(shí)時性，工業(yè)PC對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時在線檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應(yīng)，及時進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié)，（看門狗功能這是普通PC所不具有的）遇險自復(fù)位，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
　　3) 擴(kuò)充性，工業(yè)PC由于采用底板＋CPU卡結(jié)構(gòu)，因而具有很強(qiáng)的輸入輸出功能，最多可擴(kuò)充20個板卡，能與工業(yè)現(xiàn)場的各種外設(shè)、板卡如與道控制器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛檢測儀等相連，以完成各種任務(wù)。
　　4) 兼容性，能同時利用ISA與PCI及PICMG資源，并支持各種操作系統(tǒng)，多種語言匯編，多任務(wù)操作系統(tǒng)。