工控機在高速公路的應用現狀及發展趨勢

[前言] 
　　征對目前如火如荼的ITS（Intelligent Transportation System智能交通系統）,本文通過詳細介紹工控機的發展現狀及結構特點，結合在公路機電工程中的應用情況及發展趨勢，旨在讓更多的業主和集成商能進一步了解工控產品，以選擇更適用、更好用的產品，使系統的使用、維護、管理發揮更大的作用，創造出更高的效率。
　　[定義] 
　　工控機即工業控制計算機，是一種采用總線結構，對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的工具總稱。具有重要的計算機屬性和特征如具有計算機CPU、硬盤、內存、外設及接口、并有實時的操作系統，控制網絡和協議，計算能力，友好的人機界面。
　　[分類]
　　1983年工控機被列入國家計算機系列型譜及發展規劃，當前我國工控機的主要類別有：IPC(PC總線工業電腦簡稱工業PC)、 PLC（可編程控制系統）、DCS（分散型控制系統）、FCS（現場總線系統）及CNC（數控系統）五種。據IDC統計2000年國內各自的市場比例對比見附表一：
　　　　由于IPC（工業PC）可充分利用計算機技術的進步，便于更新換代，所運行的軟件與普通PC完全一樣，便于軟件的開發和調試，所以是目前發展應用最快的機型，其它的各種類型的工控機在早期的公路收費系統中有應用，但現在已不再采用。
　　[IPC結構] 
　　IPC：即基于PC總線的工業電腦。據2000年IDC統計目前PC機已占到通用計算機的95％以上，因其價格低、質量高、產量大、軟、硬件資源豐富，已被廣大的技術人員所熟悉和認可，這正是工業電腦熱的基礎。其主要的組成部份為工業機箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成如CPU卡、I／O卡等。并采取全鋼機殼、機卡壓條過濾網，雙正壓風扇等設計及EMC（electro magnetic compatibility）技術以解決工業現場包括高速公路現場的電磁干擾、震動、灰塵、高／低溫等問題。
　　[IPC特點] 
　　1) 可靠性：工業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) 實時性，工業PC對工業生產過程進行實時在線檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應，及時進行采集和輸出調節，（看門狗功能這是普通PC所不具有的）遇險自復位，保證系統的正常運行。
　　3) 擴充性，工業PC由于采用底板＋CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，最多可擴充20個板卡，能與工業現場的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監控系統、車輛檢測儀等相連，以完成各種任務。
　　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，多種語言匯編，多任務操作系統。