工控机发展趋势分析
1、DCS(集散控制系统)的发展趋势

虽然以现场总线为基础的FCS发展很快，并将最终取代传统的DCS，但Fcs发展有很多工作要做，如统一标准，仪表智能化等。另外传统控制系统的维护和改造还需要DCS，因此FCS完全取代传统的DCS还需要一个较长的过程。

当前工控机仍以大系统、分散对象、连续生产过程(如：冶金、石化、电力)为主，采用分布式系统结构的分散型控制系统仍在发展。由于开放结构和集成技术的发展，促使大型分散型控制系统销售增加。

1）向综合方向发展：由于标准化数据通信线路和通信网络的发展，将各种单(多)回路调节器、PLC、工业比、NC等工控设备构成大系统，以满足工厂自动化要求，并适应开放化的大趋势。

2）向智能化方向发展：由于数据库系统、推理机能等的发展，尤其是知识库系统(KBS)和专家系统(ES)的应用，如自学习控制、远距离诊断和自寻优等，人工智能会在DCS各级实现。和FF现场总线类似，以微处理器为基础的智能设备，如智能I/O智能PID控制、智能传感器、变送器、执行器、智能人接口及可编程调节器相继出现。

3）工业PC化：由于巩组成此S成为一大趋势，PC作为DCS的操作站或节点机已经很普遍.PC—PLC、PC—S，19、Pc—Nc等就是Pc—Dcs先驱。

4）专业化：DCS为更适合各相应领域的应用，就要进一步了解这个专业的工艺和应用要求，以逐步形成如核电站此S，变电钻DGS、玻璃DCS及水泥DCS等。

2、数控装置的发展趋势

80年代以来，为适应FMC、FMS、CAM、CIMS的发展需要，数控装置采用大规模、超大规模集成电路，提高了柔性，功能和效率。

1）PC化：由于大规模集成电路制造技术的高度发展，PC硬件结构做得更小，CPU的运行速度越来越高，存储容量很大。PC机大批量生产，成本大大降低，可靠性不断提高。PC机的开放性，Windows的应用，更多的技术人员的应用和软件开发，使PC机的软件极为丰富。PC机功能已经很强，CAD/CAM的软件已大量由小型机，工作站向PC机移植，三维图形显示工艺数据已经在PC机上建立。因此，PC机已成为开发CNC系统的重要资源与途径。

2）交流伺服化：交流伺服系统恒功率范围已做到1：4，速度范围可达到1：1000，基本与直流伺服相当。交流伺服体积小，价格低，可靠性高，应用越来越广泛。

3）高功能的数控系统向综合自动化方向发展：为适应FMS、CIMS、无人工厂的要求，发展与机器人、自动化小车、自动诊断跟踪监视系统等的相互联合，发展控制与管理集成系统，已成为国际上数控系统的方向。

4）方便使用：改善人机接口，简化编程、操作面板使用符号键，尽量采用对话方式等，以方便用户使用。

5）柔性化和系统化：目前数控系统均采用模块结构，其功能覆盖面大，从三轴两联动的机床到多达24轴以上的柔性加工单元。

6）高精度：提高加工精度，高分1辨率旋转编码器必不可少。为在超精密加工领域能实现0.O01um的精度，必须开发超高分辨率的编码器，O.0001um最小设定单位的NC装置。为在加工中即使负荷变动伺服系统的特性也保持不变，还需采用控制和鲁棒(Robust)控制。在伺服系统的控制中，用高速微处理器，采用基于现代控制论前馈控制、二自由度控制、学习控制等。其数字控制系统的跟踪误差不超过2um。

7）机械智能化：它在NC领域内是一种新技术，所谓机械智能化功能，是指机械自身可补偿温度、机械负荷等引起的机械变形的功能。这就需要检测主轴负荷、主轴及机座变形的传感器和处理传感器输出信号的电路。

8）诊断维修智能化：故障的诊断与维修是NC的重要技术。基于AI专家系统的故障诊断已存在，现在主要是建立用于诊断故障的数据库。把NC装置通过internet和Internet与中央计算机相连接，使其具有远距离诊断的功能。

进一步的发展是预维修系统，即在故障将要发生前把将要发生故障的部件更换下来的系统，它需要通过智能传感器、高速PMC及大型数据库来实现。

工控机自从上世纪90年代进入中国大陆市场以来，至今已有20年余。期间工控机市场的发展，并不能算是一帆风顺，开拓、尝试、接受、认可、批评、前进等不同声音始终不绝于耳。伴随着计算机技术和自动化技术日新月异的发展，中国经济社会整体自动化、信息化水平的进程也正在加快。而作为计算机技术和自动化技术相融合的一种产品，近年工控机自身已经取得长足的技术进步，在大陆市场的应用也呈现出了新的局面，具体表现在以下四个方面：

第一、从工控机产品的技术发展来讲，“嵌入式系统”“无风扇结构”“机箱散热”“固态硬盘”“箱式”“平板式”等新技术、新产品的应用，适应了自动化产品“小型化”“智能化”“低功耗”的发展趋势，已经大大提高了工控机的系统稳定性，也降低了制造和应用成本；

第二、从工控机产品的形态来讲，工控机产品的定义范畴日益扩大，甚至与商用PC、商用工作站等其它计算机产品之间的概念区隔逐渐模糊；工控机产品除了传统的4U机架式工控机之外，箱式、面板式、单板电脑、嵌入式、便携式、行业专用电脑等其它工控机产品形式也得到了许多客户的接受认可和大量市场应用；

第三、从工控机产品的销售渠道模式来讲，一些供应商变更了原有的销售渠道及模式，调整了直销分销的销售策略侧重，也变革了原装整机、组装整机、板卡的出货配额。这些调整变革的背后，是各家供应商为适应市场发展的新形势、提高客户满意度、抢占市场份额的深层考虑和市场反应行为；

第四、从工控机下游应用行业来看，一些工控机传统的优势应用行业正在遭遇商用PC、商用工作站的挑战，大有没落甚至被取代的趋势；而一些新兴的应用市场却不断涌现，且呈现快速增长的趋势。

造成工控机故障的外部原因分析：

一、空气中的可吸入颗粒物多：工厂内的原料大多需要粉料进行加工，加上外界空气流动大、沙尘多，工控机内容易集积大量粘糊状积尘，造成工控机内局部温度过高，带来硬件损坏。这种情况多发于CPU、电源、硬盘、显卡等散热风扇周围。积尘较轻的地方，在正常生产允许的情况下，可以采用定时吹尘。积尘较严重的地方，可以工控机箱透风处安置滤尘纱布，需要做定期清理。

二、供电电压波动大、易停电：现在工业的发展和生活水平的提高，对电量的需求量也日益增大，一些比较偏僻的地区容易出现供电不足的现象，电压不稳。造成工控系统经常重新启动，系统重要的日志文件容易丢失而导致无法正常启动。因此工控机工作环境电源的稳定关系到工控机工作正常与否。需要采用稳压电源和UPS不间断电源进行保护，具体设备选型，要依负载功率大小、需保持工作时间多少来定。

三、环境湿度不适宜：工控机是由许多电子元件的集成电路构成，其绝缘性能跟环境湿度有很大关系。湿度过大，很容易造成电路板短路而烧毁;湿度过小，容易产生静电，也会击穿部分电子元件。因此，湿度过大、过小，都会给工控机带来潜在的威胁。静电防护问题上要求我们工控机上必须要有良好的仪表接地。

四、地面震感大：许多工厂生产中需要电机产生拖动、震动等物理性位移动作，不仅带来巨大的噪音，机器工作时带来的震动会给工控机磁盘、光驱、软驱带来巨大的损害。磁盘生产的工艺越来越高。在自动化控制系统中的大量数据交换中，长时间、高速度运转的磁盘，容易因磁盘震动，导致磁盘读写能力下降，磁头定位缓慢，甚至造成磁盘损坏;因此减少工控机环境震感，有利于保护磁盘。