未來工控一體機在工業4.0自動控制系統中的發展趨勢

   為什么自動控制系統更傾向于使用工控機呢？在很多行業中都需要使用到嵌入式工控機產品，那什么是工控機？其實工控機就是工業平板電腦，工控一體機是為工業生產控制而設計的專業的計算機，用于對工業生產過程中的機器設備、生產流程、數據參數等進行監測與控制的。因此，相對于個人PC機和服務器，工控機的工作環境是非常惡劣的，對數據的安全性要求是非常高的。

   近幾年工業自動化和工業機器人的發展非常迅速，而在機械設備和機器人的自動控制系統上存在兩種解決方案：一種是采用基于PC的控制系統；一種是采用基于工控機的控制系統。但是在實際應用中，基于工控機的解決方案更有實用性。雖然在發展過程中，基于PC的控制系統的確給機械設備和機器人的自動控制帶來了巨大的改變，但是在實際應用中經過反復比較驗證，相對于工控機控制系統，確實存在很多的劣勢和不足。那么為什么在現實的控制中，基于PC的控制系統為少見呢？為什么自動控制系統更傾向于使用工控機呢?

   因為，基于PC的控制系統相較于專用控制器來說比較脆弱，在遇到碰撞或是其他毀壞時更容易損傷。而且，運用基于PC的控制系統會使控制系統的啟動變得較為復雜，在節約成本方面也很難做的很好。同時，系統的安全性不足也是其中一個需要考慮的重要因素。所以很多時候我們都將基于PC的控制系統認為是一個效率低下、存在安全隱患的控制系統，這樣就促使了制造商們更多的選擇了專用控制器。

   當安全管理軟件嵌入在工控一體機中的時候，它的基本功能就是維持系統的正常運行。但是可能有一些我們難以預測的風險在其中，例如，當有病毒侵入控制軟件中或是將防火墻重置，這都有可能使系統的一些基本功能失效、癱瘓。

   過程控制系統對于控制程序的中斷要比機器的操作更為靈敏一些，而且系統癱瘓更容易造成停產，所以保障系統的穩定性就成了關鍵因素。假如一個機器人控制系統出現了故障，那么我們至多就是使該機器人的生產線停掉，但是如果是過程控制系統出現了故障，那么可能會造成整個生產線停工，而且將會帶來一系列嚴重的后果。

   但是現在工控機的硬件系統現在已經做的非常穩定了，他們已經能夠適應強震、高溫等惡劣的工業現場環境，他們和傳統的PLC控制系統一樣穩定可靠。很多人都將工業計算機與windows系統聯系在一起，認為他們害怕受到碰撞，容易出現故障。但是工業計算機支持的是Linux、windows或是其他的系統，如現在很流行的安卓系統。而且他們的可靠性也提高了很多：系統具有實時監控功能，有一部分用戶還將FPGAs和高性能的數據處理機聯合使用，將實時控制系統運行在FPGA上。

   當然，對于控制的合理性的的研究依然在繼續，特別是在需要備用系統的控制領域。對于那些需要從一個系統無緩沖的切換到另一個系統的場合，基于PC的控制器就顯現出了更大的優勢。用一個DCS系統，一個單環控制器、一些基于PLC的控制系統，控制程序與軟件控制是相對獨立的，所以運用工控機的控制就比直接的程序控制顯得更為簡單、操作更為方便。

   在未來面向工業4.0系統的新型工控機，將RFID,圖像分析，激光感應，紅外線等多種傳感裝置通過嵌入式和機械裝置相結合，把智能制造系統各個環節的機械動作信號和控制程序運行信號以及圖像，聲波，電流，溫度，節拍等信號發送至工控機，由信號解調模塊轉化成數字信號發送至CPU模塊進行分析處理后,轉化成"人機料測法環"各項產品和流程的多維度數據。然后由信號調制模塊轉換成模擬信號經數據傳送端口發送至ERP或其他企業管理系統的客戶端。前海高樂工控一體機在滿足了工業4.0時代數字化企業平臺對網絡通信，數據處理及應用系統安裝運行的需求，同時在主板模塊上預留了XMC接口及PMC接口，為設備的升級擴容提供了足夠空間。