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第 10 讲 工控机与 PLC 10．1 工控机技术 10．2 PLC 技术 10．1 工控机技术 第10讲 工控机与PLC 10．1 工控机技术 中国工控机技术的发展经历了20世纪80年代的第一代STD总线工控机，90年代的第 二代IPC工控机，现在进入了第三代CompactPCI总线工控机时期，每个时期大约持续 15年左右的时间。STD总线工控机解决了当时计算机的工业应用问题，IPC工控机解决 了低成本和PC兼容性问题，CompactPCI总线工控机解决的是可靠性和可维护性问题。 10．1 工控机技术 一．STD 工控机 第一代工控机技术起源于20世纪80年代初期，盛行于80年代末和90年代初期，到90 年代末期逐渐淡出工控机市场，其标志性产品是STD总线工控机。STD总线最早是由美 国Pro-Log公司和Mostek公司作为工业标准而制定的8位工业I/O总线，随后发展成16位 总线，统称为STD80，后被国际标准化组织吸收，成为IEEE961标准。国际上主要的STD 总线工控机制造商有Pro-Log、Winsystems、Ziatech等，国内企业主要有北京康拓公司 和北京工业大学等。STD总线工控机是机笼式安装结构，具有标准化、开放式、模块化、 组合化、尺寸小、成本低、PC兼容等特点，并且设计、开发、调试简单，得到了当时 急需用廉价而可靠的计算机来改造和提升传统产业的中小企业的广泛欢迎和采用，国内 的总安装容量接近20万套，在中国工控机发展史上留下了辉煌的一页。PCDOS软件的 兼容性使STD总线得以发展，也由于运行PCWindows软件的局限性使STD总线被淘汰出 局，而取而代之的是与PC完全兼容的IPC工控机。 虽然同时期发展起来的还有VME总线和Multiplus总线等，但它们在中国始终都没 有形成气候，安装数量、应用范围和影响力都比STD总线小得多。 10．1 工控机技术 二．IPC 工控机 现代工业控制系统的主要特征是结构网络化、现场设备智能化和控制功能现场化。 IPC(Industral Personal Computer)的软硬件与PC机兼容，拥有丰富的软硬件资源及用 户资源。采用IPC作成工业控制系统的操作站或工作站，可方便地完成诸如工厂或企业 中的数据采集、过程控制、能源与质量管理等任务。新一代的分布式集散控制系统，也 普遍使用PC作为系统内的节点机。 1．PC总线标准规范 总线是计算机内部信息交换的高速公路，在一定程度上决定了整机的性能。上世纪 80年代所采用的是STD总线工控机，90年代开始逐渐被ISA和PCI总线的工控机取代。 IPC是基于PC总线的工业控制计算机。PC总线主要包括：ISA总线、EISA总线、 VESA(VL-BUS)和PCI总线，新型的CompactPCI总线工控机已经进入应用阶段。 （1）ISA总线和EISA总线标准 工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)，即ISA总线，又称为AT 总线，它是在XT总线基础上又增加了一个36脚的扩展槽。扩充设计的16位总线，其寻 址空间最大为16MB，操作速度为8MHz，数据传输率为16Mbps。ISA总线结构的模板 种类最多，技术成熟，性能稳定，基本上能满足多数测控系统的应用需求。 10．1 工控机技术 1988年9月，由Compaq、AST等九家PC生产厂商联合推出一种与ISA兼容的总线标 准，称为增强的工业标准体系结构(EISA，Extended Industry Standard Architeture)总 线，它是在ISA总线基础上发展起来的，与ISA总线兼容，并在许多方面参考了 MCA(Micro Channel Architecture，32位微通道设计)，适应32位微处理器，支持总线主 控，使外设扩展卡可以扩展总线，支持猝发式传输访问，数据传输率可达33Mbps。EISA 总线适合于数据传输速率更高及传输量更大的应用场合，如高速图形处理、LAN管理和 文件服务应用软件等。 （2）PCI总线 1991年下半年，Intel公司首先提出PCI(Peripheral Component Interconnect，外部 设备连接)总线的概念，并于1993年联合IBM等公司推出新型局部总线标准—PCI总线。 PCI总线是外部设备互连总线，与VESA(Video Electronic Standard Association，视 频电子标准委员会)总线一样都是局部总线的设计。运行在33MHz时钟脉冲下的PCI最大 数据传输率可达132Mbps，地址/数据复用总线宽度32位。扩展到64位的PCI最大数据传 输率可达267Mbps，以满足多种高速外围设备的需要，如高清晰度电视(HDTV，High