论工控机在高速公路交通机电工程中的现状与展望

王 平

(贵州陆通公路工程监理有限责任公司)

1 工控机的内涵和组成

工控机是工业控制计算机的简称，工控机目前被广泛的运用在工业控制中。工控机是指一种采用总线结构控制生产过程、机电设备以及工艺装备的工具的总体称呼。工控机具有明显的并且非常重要的计算机属性以及特征。比如工控机具有硬盘、CPU、内存以及接口，同时工控机还具有计算能力、控制网络和协议、操作系统以及友好的人机界面等。工控机是一种非常特殊的产品，可以为各行各业提供非常可靠以及智能化的计算机。典型的工控机由加固型工业机箱、工业电源、主机板、显示板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各类输入/输出接口模块、显示器、键盘、鼠标、打印机等组成。见图1。

图1 工控机的硬件组成

2 工控机的类型和特点

2.1 工控机的类型

目前工控机的主要类别有:IPC、PLC、DCS、FCS 及CNC五种。

IPC:基于PC 总线的工业电脑，该类工控机的重要特点是在恶劣的条件下能够进行快速的诊断以及维护。

PLC:可编程逻辑控制器，PLC 的主要特征是编程简单、具备很高的可靠性、方便组装，并且具有非常强的抗干扰能力，目前可编程逻辑控制器被广泛的运用在工业控制的各个行业，对机电一体化的推进起到了非常大的作用。

DCS:DCS 是指分散型控制系统，该系统的主要特点是具有合理的软硬件配置以及易于扩展的能力，该系统能够被广泛的运用在各种电站的分散型控制中。

FCS:现场总线系统，是全数字串行、双向通信系统，FCS具有非常广阔的运用前景，目前有很多家国外非常有实力的企业在进行产品的竞争和开发。

CNC:数控系统，该系统在传输行业、自动控制行业、机械制造行业、信息处理行业、传感器行业以及加工行业得到了非常广泛的运用。

因为IPC 可以对计算机的先进技术进行充分的利用，能够很便利的进行更新换代，并且其运用的软件是完全不同于普通的PC 的，能够促进软件的开发以及调试，因而是目前运用最为广泛并且运用最快的一种工控机型式，其它的各种类型的工控机在早期的公路收费系统中有应用，但现在已不再采用。

2.2 IPC 特点

(1)可靠性:在震动、腐蚀、低温、烟雾、潮湿以及粉尘的条件下，IPC 具有可维护性能以及快速诊断功能。

(2)实时性，能够对工业现场进行实时检测机控制，能够快速的反映出现场的工作情况，对现场发生的任何变化能够快速的相应，还可以非常及时的进行信息才急以及输出功能的调节。在运行中，如果遇到特殊情况或者危险时，可以能够进行自行复位，对整个系统的生产运转进行有效的保证。

(3)扩充性，IPC 的主要结构是CPU 卡加底板，使其具有强大的输出以及输入功能，并且能够对工业现场的各种设备以及系统进行有效的连接，包括高速公路中的视频监控系统以及车辆检测仪器等，从而对多种任务进行完成。

(4)兼容性，该类型工控机可以同时对ISA、PCI 及PICMG 资源进行利用，并且能够对多种操作系统进行支持。

3 工控机在高速公路机电工程中的运用与展望

3.1 工控机在高速公路收费系统中的运用与展望

根据对高速公路收费系统的研究，可以得知高速公路收费系统主要经历了三个时期，也就是手工收费时期、计算机收费时期以及不停车收费时期。开始运用工控机的时期是第二个时期，在该阶段运用的工控机的类型是通用型的标准主机，该类机型的主要特征是具有比较大的体积，比如研祥的IPC－810 研华的IPC－610 整机，高为177 mm，宽度为482 mm，深度为452 mm，体积较大。该机可以同时扩充十四个卡以及多种外部设备，包括4 个PCI、8 个ISA 以及2 个PCISA 卡，外部设备主要包括车辆检测仪、车辆显示仪、收费票据打印机、通行券读写机、报警设备以及信号灯等。但是由于通常高速公路收费亭的体积以及面积都比较小，但是工控机的体积比较大，所以只有运用体积比较小的IPC 机箱才行，如研祥的IPC－6806，不仅其体积大大的减小了，而且还对资源的利用率进行了进一步的提高。

3.2 工控机在高速公路监控系统中的运用与展望

在高速公路机电系统中，主要机电系统为监控系统以及收费系统。对于监控系统，在运用CCTV 进行监控的期间，只是运用其进行录像以及监视，主要还是靠人进行操作。随着技术的不断发展，其间使用的工业IPC 类型也是从大(IPC－810)到小(IPC－6806)，但此时期的监控只是限于收费站(亭)的监控与整条高速公路的其它监控或信息系统并未连成一体。所以，今后高速公路机电系统中，工控机的运用机型将会逐渐的小型化，并且最终会实现一体化发展。

4 结 语

综上所述，将工控机运用在高速公路机电工程中，可以有效的提高工作效率和精度，能够促进高速公路智能化的不断发展。随着科学技术的不断发展，工控机在高速公路机电工程中的运用将会越来越完善和系统。

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