FCS 废弃了DCS 的输入/输出单元和控制站, 把DCS 控制站的功 能块分散地分配给现场仪表, 从而构成虚拟控制站，彻底地实现 了分散控制。
通信线供电
通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量, 这种方 式提供用于本质安全环境的低功耗现场仪表, 与其配套的还有安 全栅。
3.4 现场总线系统（FCS）
现场总线系统（ FCS ， Fieldbus Control System ）是全 数字串行、双向通信系统。系统内测量和控制设备如探头、 激励器和控制器可相互连接、监测和控制。在工厂网络的 分级中，它既作为过程控制（如PLC ，LC等）和应用智能 仪表（如变频器、阀门、条码阅读器等）的局部网，又具 有在网络上分布控制应用的内嵌功能。由于其广阔的应用 前景，众多国外有实力的厂家竞相投入力量，进行产品开 发。现今，国际上已知的现场总线类型有四十余种，比较 典型的现场总 线有： FF ， Profibus ， LONworks ， CAN ， HART，CC-LINK等。
（3）人机接口
人机接口包括显示器、键盘、打印机以及专用操作显示台等。
2.1工控机的硬件组成
（4）系统支持板
监控定时器：“看门狗”（Watchdog）； 电源掉电检测； 保护重要数据的后备存储器； 实时日历时钟；
（5）磁盘系统
可用半导体虚拟磁盘，也可以用通用配置的机械硬盘。
（6）通信接口
硬盘（2.5英寸、3.5英寸）：
硬盘接口分为 IDE 、 SATA 、 SCSI 、光纤通道和 SAS 五种。 不要随意拆卸硬盘,避免振动、挤压。尽量不要在硬盘运 行时关闭计算机电源，这样突然关机会导致硬盘磁道损 坏，数据丢失。不要随意触动硬盘上的跳线装置。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
内存（随机存储器RAM）：
VGA，显示器接口
RJ45，网 线接口
USB
内存插口
CPU插座
PS2键鼠接口
2.1工控机的硬件组成----主要配件
主板：
并口 通常用于连接打印设备
COM口，串口 串口一般用于接一些特殊的外 接设备如通讯方面的设备
串行接口 (串口) ：是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信 线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信， 并行接口（并口）：指采用并行传输方式来传输数据的接口标准。 数据的各位同时进行传送，其特点是传输速度快，但当传输距离较 远、位数又多时，就导致通信线路复杂且成本提高。
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
IPC特点： • 扩充性，工业PC由于采用底板+CPU卡结构，因而具有很强 的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的 各种外设、板卡如与道控制器、视频监控系统、车辆检测 仪等相连，以完成各种任务。 • 兼容性，能同时利用ISA与PCI及PICMG资源，并支持各种 操作系统，多种语言汇编，多任务操作系统。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
主板：
工控机主板是专为在高、低温特殊环境中，长时 间运行而设计的，它在运用中所要注意的是：不 能带电插拨（内存条，板卡后面的鼠标、键盘 等），带电插拨会导致插孔损坏，不能用，严重 的甚至会使主板损坏。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
主板：
IDE，即硬盘光驱数据线 接口 FDD，即软驱线接口
三、工控机主要类别
工业控制计算机的主要类别有： • IPC（PC总线工业电脑） • PLC（可编程控制器） • DCS（分散型控制系统） • FCS（现场总线系统） • CNC（数控系统）
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入 其上的各种板卡组成，如CPU卡、I/O卡等。并采取全 钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及 EMC （electro magnetic compatibility ）技术以解决工 业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。
通信接口是工控机与其他计算机或者智能设备进行信息传送的 接口（ RS-232C、RS-485接口、USB接口）。
2.1工控机的硬件组成
（7）输入/输出通道（I/O）
输入/输出通道是工控机和生产过程之间信号传递和变换的连接 通道。 包括：模拟量输入（AI）通道、模拟量输出（AO）通道、数字 量（或开关量）输入（DI）通道、数字量（或开关量）输出 （DO）通道。
（1）系统软件
系统软件包括实时多任务操作系统、引导程序、调度执行程序。 例如：iRMX86实时多任务操作系统、VRTX/OS嵌入式实时多任务 操作系统、Windows操作系统等。
（2）支持软件
介于操作系统软件和应用软件之间，为了解决当前操作系统下 应用软件的使用性和兼容性。是一类软件的泛称。包括：汇编 语言、高级语言、编译程序、调试程序、诊断程序等。
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
IPC特点： • 可靠性：工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温、潮湿、震 动、腐蚀和快速诊断和可维护性，其MTTR（平均故障恢 复时间）一般为5min，MTTF（平均故障间隔（失效）时 间）10万小时以上，而普通PC的MTTF仅为10000～15000 小时。 • 实时性，工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控 制，对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和 输出调节（看门狗功能这是普通PC所不具有的），遇险 自复位，保证系统的正常运行。
（3）应用软件
应用软件是系统设计人员针对某个生产过程而编制的控制和管 理程序。通常包括过程输入输出程序、过程控制程序、人-机接 口程序、打印显示程序和公共子程序等。
2.3 工控机的特点
可靠性高 实时性好 环境适应性强 输入/输出模板配套好 系统通信功能强 系统扩充性和开放性好 控制软件包功能强 后备措施齐全和具备冗余性
二、工控机的组成与特点
1、工控机的硬件组成
主机板 人机接口 系统支持板 系统磁盘
系统总线
输入/输出通道 （I/O）
通信接口
通信总线
现场仪器
2.1 工控机的硬件组成
（1）主机板
由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）等部件组成，主机 板是工控机的核心。
（2）系统总线
系统总线分为内部总线和外部总线。 内部总线：工控机内部各组成部分进行信息传输的通道，是一 组信号线的集合（PC系列总线、PCI总线）。 外部总线：是工控机与其他计算机或者智能设备进行信息传送 的公共通道（RS-232C、RS-485等）。
3.2可编程序控制器（PLC）
可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而 开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为 传统继电器的替换产品而出现的。 随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制 器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具 有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改 变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、 可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的 各个领域，大大推进了机电一体化的进程。
（8）其他硬件组成
加固型工业机箱、工业电源、打印机等。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
工控机机箱：
全钢机箱（一般0.8~1.2mm 厚度）是按标准设计的， 抗冲击、抗振动、抗电磁干扰，内部可安装同PCbus兼容的无源底板。 （ 一 ） 高 度 一 般 分 1U （ 44mm*430mm*XX ） ， 2U （88mm*430mm*XX ），3U，4U ，5U，6U，7U，8U等， 一个1U的高度是44mm，其他高度依次类推； （ 二 ） 长 度 ： 国 际 标 准 的 长 度 有 两 种 450mm 与 505mm ，根据客户的具体要求还可以扩分其他长度， 比如：480mm，500mm，520mm，530mm，600mm等
工业控制计算机基本构造原理
一、何为工控机
工控机（Industrial Personal Computer ，IPC） 工业控制计算机，是一种采用总线结构，对 生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与 控制的工具总称。
一、何为工控机
工控机具有重要的计算机属性和特征: 如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并 有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好 的人机界面。 工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品， 是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工 业计算机。
3.2可编程序控制器（PLC）
PLC 控制器本身的硬件采用积木式结构， 有母板，数字I/O模板，模拟I/O模板， 还有特殊的定位模板，条形码识别模板 等模块，用户可以根据需要采用在母板 上扩展或者利用总线技术配备远程 I/O 从站的方法来得到想要的I/O数量。
PLC在实现各种数量的 I/O控制的同时，还具备输出模拟电压 和数字脉冲的能力，使得它可以控制各种能接收这些信号的 伺服电机，步进电机，变频电机等，加上触摸屏的人机界面 支持，PLC可以满足在过程控制中任何层次上的需求。
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
3.1 IPC（即基于PC总线的工业电脑）
3.2 可编程序控制器（PБайду номын сангаасC）
PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的 数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储 器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、 计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟 式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过 程。
内存又称主存，是CPU能直接寻址的存储空间，由半导体器件制成。 内存的特点是存取速率快。现在主流内存为DDR3、DDR4。
2.1工控机的硬件组成----主要配件
2.1工控机的硬件组成----主要配件
2.1工控机的硬件组成----常见外形
2.1工控机的硬件组成----常见外形
2.2 工控机的软件组成