編者語：工控機是計算機技術與自動控製技術結合的產物
，不僅是計算機的重要門類,而且是實現工業生產自動化，實現優質、高產
、低耗
，提高工業企業經濟效益的重要技術手段。發展工控機對實現工業現代化
、促進產業信息化和振興經濟有重要意義。本文從工控機市場
、金融危機影響等方麵深入剖析其行業現狀，闡述了工控機技術發展趨勢。

   工控機即工業控製計算機，英文簡稱IPC(Industrial Personal Computer)，是一種采用總線結構，對生產過程及機電設備、工藝裝備進行檢測與控製的工具總稱。工控機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，並有操作係統

、控製網絡和協議、計算能力、友好的人機界麵。

   工控機行業的現狀

   工控機市場分布

   目前國內的工控機供應渠道主要來源於中國台灣及內地的廠商
，國外的產品(例如RADISYS、ROCKWELL
、INTEL等)經過幾年的市場拚殺後，由於成本高、價格高
、服務難，現已完全退出國內市場。目前，國內的IT業研發、加工技術力量不斷提升；各類芯片和各類器件、生產設備在國際市場基本可平等選購；軟件資源的可移植性可節省大量的人力
、物wu力li。在zai這zhe些xie有you利li條tiao件jian下xia
，國guo內nei一yi些xie廠chang商shang抓zhua住zhu機ji會hui快kuai速su崛jue起qi，利li用yong本ben土tu綜zong合he競jing爭zheng優you勢shi逐zhu步bu將jiang國guo外wai品pin牌pai擠ji出chu國guo內nei工gong控kong市shi場chang。某mou些xie企qi業ye以yi每mei年nian超chao過guo100％的資產增長速度，鼎立於國內的工控市場，而且已成功打入國際工控市場。現國內市場主要工控機廠商有台灣的研華、磐儀、大眾和大陸的研祥、華北
、康拓等。

   研祥等單位IPC產品的發展勢頭強勁

；盛博的嵌入式產品已經進入國際市場，成為西門子
、阿爾斯通等歐洲公司的配套產品；航天測控公司的VXI、PXI產品已成為國防工業中地麵測控產品；康拓公司的新一代CompactPCI
、PXI係列產品也開發成功
，並成功地推出了基於APCI、PXI總線產品的KT8000自動測試平台，引領了航天器地麵測控的新潮流。在我國台灣的同行中，除了研華
、磐儀等之外
，淩華科技集團的CompactPCI、PXI係列產品也頻頻出現在市場中。

   工控行業的產品和技術非常特殊，屬於中間產品
，是為其他各行業提供可靠
、嵌入式
、智能化的工業計算機。隨著社會信息化的不斷深入

，關鍵性行業的關鍵任務將越來越多地依靠工控機
，而以IPC為基礎的低成本工業控製自動化正在成為主流
，本土工控機廠商所受到的重視程度也越來越高。隨著電力、冶金、石化、環保、交通、建築等行業的迅速發展，從數字家庭用的機頂盒、數字電視，到銀行櫃員機、高速公路收費係統、加油站管理
、製造業生產線控製
，金融、政府、國防等行業信息化需求不斷增加
，對工控機的需求很大，工控機市場發展前景十分廣闊。

   近年來，國際上FCS、DCS、PLC、IPC、NC以及各類嵌入式控製裝置正處在快速發展之中，市場規模以每年10％～15％的速度增長，而我國的發展速度更居於世界前列
，目前我國工控機的市場規模約200億元。

   世界金融危機對工控機行業的影響

   從2007年2月次貸危機開始的第一波，到始於2008年9月(yue)的(de)次(ci)貸(dai)危(wei)機(ji)深(shen)化(hua)
，金(jin)融(rong)危(wei)機(ji)開(kai)始(shi)向(xiang)實(shi)體(ti)經(jing)濟(ji)轉(zhuan)移(yi)
，經(jing)濟(ji)衰(shuai)退(tui)的(de)跡(ji)象(xiang)出(chu)現(xian)第(di)二(er)波(bo)
，危(wei)機(ji)在(zai)不(bu)斷(duan)加(jia)深(shen)。如(ru)果(guo)說(shuo)金(jin)融(rong)危(wei)機(ji)第(di)一(yi)波(bo)衝(chong)擊(ji)的(de)是(shi)房(fang)地(di)產(chan)
、金(jin)融(rong)行(xing)業(ye)或(huo)者(zhe)虛(xu)擬(ni)經(jing)濟(ji)
，對(dui)我(wo)國(guo)工(gong)控(kong)機(ji)行(xing)業(ye)影(ying)響(xiang)不(bu)大(da)，可(ke)以(yi)置(zhi)身(shen)事(shi)外(wai)的(de)話(hua)
，第(di)二(er)波(bo)的(de)到(dao)來(lai)則(ze)將(jiang)金(jin)融(rong)危(wei)機(ji)轉(zhuan)化(hua)為(wei)經(jing)濟(ji)危(wei)機(ji)
，其(qi)衝(chong)擊(ji)向(xiang)實(shi)體(ti)經(jing)濟(ji)展(zhan)開(kai)，各(ge)實(shi)體(ti)行(xing)業(ye)或(huo)多(duo)或(huo)少(shao)都(dou)受(shou)到(dao)了(le)影(ying)響(xiang)
，工(gong)控(kong)機(ji)行(xing)業(ye)也(ye)無(wu)法(fa)獨(du)善(shan)其(qi)身(shen)了(le)。

   首shou先xian
，由you於yu生sheng產chan要yao素su和he資zi源yuan價jia格ge的de大da幅fu上shang漲zhang使shi得de位wei居ju上shang遊you的de原yuan廠chang商shang成cheng本ben大da增zeng，因yin而er也ye就jiu不bu可ke能neng支zhi持chi其qi采cai取qu通tong過guo適shi度du的de讓rang利li優you惠hui以yi增zeng加jia或huo維wei持chi市shi場chang占zhan有you率lv的de策ce略lve，甚shen至zhi，原yuan廠chang商shang將jiang會hui通tong過guo不bu斷duan提ti高gao供gong貨huo價jia格ge以yi減jian少shao其qi自zi身shen銷xiao售shou利li潤run的de損sun失shi或huo至zhi少shao維wei持chi原yuan有you利li潤run不bu會hui下xia降jiang，同tong時shi位wei居ju下xia遊you的de最zui終zhong客ke戶hu也ye因yin為wei同tong樣yang的de原yuan因yin被bei迫po降jiang價jia銷xiao售shou，這zhe樣yang，就jiu把ba中zhong間jian的de利li潤run空kong間jian及ji生sheng存cun空kong間jian擠ji得de所suo剩sheng無wu幾ji。

   其(qi)次(ci)，宏(hong)觀(guan)調(tiao)控(kong)帶(dai)來(lai)的(de)緊(jin)縮(suo)貨(huo)幣(bi)政(zheng)策(ce)導(dao)致(zhi)了(le)市(shi)場(chang)資(zi)金(jin)供(gong)給(gei)量(liang)的(de)大(da)幅(fu)下(xia)降(jiang)和(he)資(zi)金(jin)成(cheng)本(ben)的(de)大(da)幅(fu)飆(biao)升(sheng)，這(zhe)已(yi)經(jing)不(bu)單(dan)單(dan)是(shi)擠(ji)壓(ya)企(qi)業(ye)利(li)潤(run)空(kong)間(jian)的(de)問(wen)題(ti)
，更(geng)加(jia)上(shang)升(sheng)到(dao)了(le)危(wei)及(ji)企(qi)業(ye)生(sheng)存(cun)安(an)全(quan)的(de)高(gao)度(du)。相(xiang)當(dang)數(shu)量(liang)的(de)希(xi)望(wang)在(zai)此(ci)環(huan)節(jie)中(zhong)生(sheng)存(cun)下(xia)來(lai)的(de)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)都(dou)不(bu)得(de)不(bu)想(xiang)辦(ban)法(fa)壓(ya)縮(suo)應(ying)收(shou)賬(zhang)款(kuan)，適(shi)量(liang)擴(kuo)大(da)應(ying)付(fu)賬(zhang)款(kuan)。最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，隨(sui)著(zhe)全(quan)球(qiu)通(tong)脹(zhang)而(er)來(lai)的(de)全(quan)球(qiu)經(jing)濟(ji)衰(shuai)退(tui)初(chu)現(xian)端(duan)倪(ni)，相(xiang)應(ying)地(di)全(quan)球(qiu)消(xiao)費(fei)也(ye)都(dou)出(chu)現(xian)了(le)較(jiao)為(wei)明(ming)顯(xian)的(de)抑(yi)製(zhi)，而(er)這(zhe)些(xie)都(dou)大(da)大(da)加(jia)劇(ju)了(le)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)的(de)生(sheng)存(cun)困(kun)境(jing)，呈(cheng)現(xian)的(de)現(xian)象(xiang)就(jiu)是(shi)由(you)於(yu)銷(xiao)售(shou)路(lu)徑(jing)的(de)變(bian)窄(zhai)變(bian)細(xi)帶(dai)來(lai)了(le)道(dao)路(lu)堵(du)塞(sai)的(de)狀(zhuang)況(kuang)
，於(yu)是(shi)競(jing)爭(zheng)進(jin)一(yi)步(bu)加(jia)劇(ju)。在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)大(da)環(huan)境(jing)下(xia)，再(zai)加(jia)之(zhi)近(jin)些(xie)年(nian)中(zhong)國(guo)經(jing)濟(ji)學(xue)界(jie)總(zong)結(jie)出(chu)來(lai)的(de)有(you)中(zhong)國(guo)特(te)色(se)的(de)“餓狼現象”的普遍存在，工控行業也就不可避免地陷入了同質化的惡劣競爭狀態之中。

   工控機行業服務於紡織、建築
、汽車、造船、印刷
、石化等多個行業，隨著這些行業在金融危機中受到波及
，工控機行業也或多或少受到了影響。

   工控機行業技術發展趨勢

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   PC技術推動了工控機技術的發展

   工控機是嵌入在工業係統內部，在工業極端環境裏能夠連續長期穩定可靠工作的工業型計算機。隨著Intel CPU和Microsoft DOS/WINDOWS架構演變成事實上的標準，ISA/PCI總線加固型工業PC（IPC）開始向工業領域滲透。IPC雖然經過了工業化改造（如取消了大母板，采用無源背板

、插卡式模板，工業電源，全鋼密封機箱微正壓散熱，溫度自動檢測和調整等）
，但其本質上仍然不是工業型PC，不能從根本上解決大母板水平放置
、抗震動衝擊能力差
、元器件失效率高、平均修複時間（MTTR）長、維護困難等問題，難以滿足工業控製任務的苛刻要求。為了滿足市場對工業型計算機的要求，除了VME總線工控機外，產生了一係列基於PC的、與ISA/PCI總線標準兼容的嵌入式工控機，其中比較有代表性的是CompactPCI/PXI總線
、AT96總線、STD總線和STD32總線工業控製機。

  各種總線工控機向高性能、高可靠方向發展

   STD總線工控機采用單片計算機（Computer-on-a-chip）技術，可以繼續提升“ALL-IN-ONE”CPU板的性能，而不受小板尺寸限製。在386檔次上
，MCG、Systek、Winsystems和北京康拓等公司都推出了386EX “ALL-IN-ONE”CPU板。目前

，STD總線工控機已經升級到486DX，可以滿足大多數應用要求。1990年9月

，STD32 MG公布STD32規範1.0版。STD32具有32 bit數據寬度
，32 bit尋址能力，是工業型的高端計算機。STD32總線兼容STD-80規範，產品可以互操作。STD32總線在保留簡單控製總線特點的同時
，采用了今天的先進技術設計OEM產品
，如80486和Pentium係列處理器技術。

   VME(Versa Model Eurocard)總線是由Motorola公司1981年推出的第一代32位工業開放標準總線，其主要特點是其信號線模仿Motorola公司生產的68000係列單片機信號線
，由於其應用的廣泛性被IEEE收為標準
，即IEEE 1014-1987，其標準文件為VMEbus specification Rev C.1。1995年
，VME總線的新一代架構VME64脫穎而出。相對於傳統的VME係統，VME64加大了傳輸帶寬，拓展了地址空間並方便了板卡插拔。它將6U板的數據線寬和地址範圍擴展到了64 bit
，給3U板提供了32 bit和40 bit地址模塊
，傳輸帶寬達到了80 Mb/s，增加了總線鎖定周期，增加了第一插槽探測功能
，加入了對熱插拔的支持。VME64擴展集是1997通過的新標準，它又被稱為VME64x。它增加了一個160管腳連接器係列(按5行排列)，還在P1/J1和P2/J2之間加入了一個P0/J0 連接器，另外新增設了一個3.3 V電源管腳。該係統新增的兩個邊緣總線循環則把數據速率提高到160 Mb/s。此外，還增加了EMC前置麵板和ESD功能。VME320最大的改進是采用了星型互連的方法來達到數據傳輸加速的目的。它采用了一種叫做2eSST的協議，這是一種信源同步傳輸協議
，可將理論數據速率提高到320 Mb/s。SBS公司推出的VXS標準和VITA(VME國際貿易協會)開發的VPX標準。VXS為引用交換結構創造了條件，而VPX則將開關結構信號速率提升到了6.25 Gb/s。與此同時，許多VME總線背板開始使用PMC（PCI Mezzanine Card）插槽，以便能直接使用PCI板卡。製造商們還吸取了PCI板卡的構造因素，以使VME板卡跟上行業的步伐。

   PCI-Express是最新的總線和接口標準，它原來的名稱為“3GIO”，是由Intel提出的。很明顯英特爾的意思是它代表著下一代I/O接口標準。認證發布後改名為“PCI-Express”。這個新標準將全麵取代現行的PCI和AGP
，最終實現總線標準的統一。它的主要優勢就是數據傳輸速率高，目前最高可達到10 GB/s，而且還有相當大的發展潛力。PCI Express也有多種規格，從PCI Express 1X到PCI Express 16X，能滿足現在和將來一定時間內出現的低速設備和高速設備的需求。當然，要實現全麵取代PCI和AGP也需要一個相當長的過程，就像當初PCI取代ISA一樣
，都會有個過渡的過程。

   CompactPCI/PXI總線有替代VME/VXI總線趨勢

   VME/VXI總線繼續在軍事設備和大型測試係統方麵占有一定的市場份額，但已經受到CompactPCI/PXI產品的強有力衝擊。標準AT96總線工控機在軍事裝備和工業現場得到進一步應用。隨著CompactPCI總線冗餘設計技術、熱插拔技術

、自診斷技術的成熟，構造高可用性係統的簡化，CompactPCI/PXI總線工控機技術將得到迅速普及和廣泛應用，成為國內繼STD總線工控機、IPC工控機之後最具普及前景的新一代高性能工控機。

  加固性ISA/PCI總線工控機仍然占有一定的市場份額

   現在工業控製機已經發生了很大的變化，過去專用的封閉式的架構迅速被PC技術的開放式架構所取代，其中最重要的原因之一就是軟件的兼容性。工業控製機用戶過去和現在都希望使用與所熟悉的桌麵PC機相同的操作係統和開發工具，這就導致了開放式桌麵PC在工業環境中的直接應用。然而，桌麵PC機技術是麵向商用機市場的


，而不是相對比較小的工業計算機市場，它不具備工業級性能。由桌麵PC技術衍生的ISA總線加固型計算機在工業上得到了相當廣泛的應用。

   1992年6月
，Intel公司開發了快速的開放式PCI總線規範，作為局部和低層次的內部處理器總線。在兩年之內幾乎每個處理器製造商都將PCI作為計算機內部芯片級互連總線，而且自然地發展成了板級互連總線。1995年6月PCI SIG正式公布了PCI 局部總線規範2.1版，同時PICMG推出了第一個標準PCI/ISA無源背板總線標準，這樣

，加固型PCI/ISA總線工控機問世了。目前
，PCI/ISA工控機主要製造商有：Texas Microsystems
、 Teknor Industrial Computers
、Industrial Computer Source

、Trenton Terminals
、I-Bus以及研華（ADVANTEC）、磐儀（Arbor）、大眾
、北京康拓等公司。

   雖然加固型工控機對基於大母板的桌麵機進行了工業化改造，但其背板技術仍然存在許多缺點：不良的熱設計


、不良的連接方式
、不標準的模板尺寸等。雖然可維護性和可靠性得到了改進
，但仍然不能滿足工業控製要求。目前PCI/ISA工控機主要做控製係統的檢測和管理機使用。

   工控機向綠色環保發展

   研祥智能股份推出了綠色健康工控機，以其樸素別致的外觀，優越的防輻射
、防電磁幹擾
、防震動性能
，在業內刮起一陣綠色健康的旋風。

   綠色工控機從主板到配套的機箱在內的每一個細節上精心設計，從電路設計、PCB CAD設計、BIOS功能到機構設計等軟、硬件各方麵都充分考慮可靠性、防電磁輻射、抗電磁幹擾、防震動、電磁兼容、節能、靜音
、抗菌、環保等。在工控機個性基礎上，增加了工控機的人性化，包括保護使用者的健康、保護工控機的健康和保護環境，在保證工控機自身健康方麵，力求達到高品質
、長壽命和本身材質的無害性。(朱 輝)