工業(yè)控制首要的是穩(wěn)定性因素，原因是機(jī)器不能停止下來(lái)，阻礙正常生產(chǎn)。但無(wú)限追求實(shí)時(shí)性因素，實(shí)時(shí)響應(yīng)高的機(jī)器，普遍情況下，能提高精度和效率。這個(gè)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)總線(xiàn)體系，實(shí)質(zhì)是信息傳遞的一個(gè)通道或平臺(tái)。根據(jù)這個(gè)論點(diǎn)，推測(cè)的是總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)在可靠傳輸數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，信息更加快速的傳遞。因此無(wú)論是有線(xiàn)，無(wú)線(xiàn)，星型，總線(xiàn)型，神經(jīng)元，哪怕將來(lái)的量子概念型。都會(huì)朝著更穩(wěn)定，更快速的方向發(fā)展。 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的核心。傳統(tǒng)意義上，將用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的測(cè)量、控制和管理的計(jì)算機(jī)統(tǒng)稱(chēng)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)和過(guò)程輸入、輸出通道兩部分。但今天的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的內(nèi)涵已經(jīng)遠(yuǎn)不止這些，其應(yīng)用范圍也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工業(yè)過(guò)程控制。因此，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是“應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域、具有惡劣環(huán)境適應(yīng)能力、能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的加固計(jì)算機(jī)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“工控機(jī)”。
改革開(kāi)放20多年來(lái)，工控機(jī)為工業(yè)自動(dòng)化、信息產(chǎn)業(yè)和國(guó)防建設(shè)的發(fā)展提供了一條低成本的自動(dòng)化技術(shù)方案，促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)，工控機(jī)技術(shù)自身也得到了迅速發(fā)展。實(shí)踐證明：可靠而廉價(jià)的工控機(jī)適合中國(guó)國(guó)情。
工控機(jī)技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代初期，盛行于80年代末和90年代初期，使用比較普遍的是總線(xiàn)式工控機(jī)。工控機(jī)是在工業(yè)環(huán)境中使用的以電子計(jì)算機(jī)為核心的測(cè)量和控制系統(tǒng)。
作用：處理來(lái)自檢測(cè)與傳感裝置的輸入，并把處理結(jié)果輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)去控制生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)還可對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督和管理。
一、總線(xiàn)式工控機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
依賴(lài)某種標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)，按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，由包括主機(jī)在內(nèi)的各種i/o接口功能模塊而組成的計(jì)算機(jī)。如pc總線(xiàn)工控機(jī)、std總線(xiàn)式工控機(jī)、q-bus、multibus等。
與通用微型機(jī)比較，有以下特點(diǎn)：取消了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)母板；采用開(kāi)放式總線(xiàn)結(jié)構(gòu)；各種i/o功能模板可直接插在總線(xiàn)槽上；選用工業(yè)化電源；可按控制系統(tǒng)的要求配置相應(yīng)的模塊；便于實(shí)現(xiàn)最小系統(tǒng)
二、std總線(xiàn)概述：
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的處理器從286、386發(fā)展到了奔3奔4，從系統(tǒng)總線(xiàn)上劃分為：isa總線(xiàn)、std總線(xiàn)、pci總線(xiàn)三類(lèi)。
①isa總線(xiàn)工控計(jì)算機(jī)（industrial standard architecture，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線(xiàn)）。這類(lèi)計(jì)算機(jī)采用的isa總線(xiàn)與普通pc計(jì)算機(jī)完全相同。為了適應(yīng)惡劣環(huán)境，在結(jié)構(gòu)上做了特殊處理，配有工控所需的板卡，可使用pc機(jī)通用板卡，此種機(jī)器擴(kuò)展槽有限操作系統(tǒng)與pc計(jì)算機(jī)完全相同。此種機(jī)型有被pci機(jī)型替代的趨勢(shì)。
②std總線(xiàn)工控計(jì)算機(jī)std，英文全稱(chēng)即standard。std總線(xiàn)計(jì)算機(jī)是一種組合化、模塊化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化的體系結(jié)構(gòu),cpu板本身就是一塊模板。此種機(jī)器體積小巧，一般采用嵌入式結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展、組合非常容易，但是需要使用std總線(xiàn)專(zhuān)用板卡。目前處理器最高為586級(jí)別。
③pci總線(xiàn)工控計(jì)算機(jī)（peripheral component interconnect。即外部設(shè)備互聯(lián)總線(xiàn)）。pci總線(xiàn)現(xiàn)已成為高性能pc計(jì)算機(jī)的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)?？偩€(xiàn)寬度大，傳輸速率高，pci總線(xiàn)與cpu的無(wú)關(guān)性使它具有很好的兼容性。目前已經(jīng)將pci總線(xiàn)應(yīng)用于工控計(jì)算機(jī)上，并制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范—compact pci規(guī)范。此種計(jì)算機(jī)可在板卡、軟件和開(kāi)發(fā)工具上借助于pc機(jī)的資源，具有很強(qiáng)的網(wǎng) 絡(luò)功能、圖形處理能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。
其標(biāo)志性產(chǎn)品是std總線(xiàn)工控機(jī)。std總線(xiàn)最早是由美國(guó)pro-log公司和mostek公司作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而制定的8位工業(yè)i/o總線(xiàn)，隨后發(fā)展成16位總線(xiàn)，統(tǒng)稱(chēng)為std80，后被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織吸收，成為ieee961標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上主要的std總線(xiàn)工控機(jī)制造商有pro-log、winsystems、ziatech等，而國(guó)內(nèi)企業(yè)主要有北京康拓公司和北京工業(yè)大學(xué)等。std總線(xiàn)工控機(jī)是機(jī)籠式安裝結(jié)構(gòu)，具有標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式、模塊化、組合化、尺寸小、成本低、pc兼容等特點(diǎn)，并且設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、調(diào)試簡(jiǎn)單，得到了當(dāng)時(shí)急需用廉價(jià)而可靠的計(jì)算機(jī)來(lái)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的中小企業(yè)的廣泛歡迎和采用，國(guó)內(nèi)的總安裝容量接近20萬(wàn)套，在中國(guó)工控機(jī)發(fā)展史上留下了輝煌的一頁(yè)。
2、系統(tǒng)設(shè)備 ①上位機(jī)為286級(jí)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，下位機(jī)為std總線(xiàn)8088級(jí)工控機(jī)，其中除cpu系統(tǒng)板、顯示板、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)板外，根據(jù)所控制設(shè)備的需要選配數(shù)字量模板、模擬量模板、脈沖量模板、開(kāi)關(guān)量模板。在控制量少的情況下，下位機(jī)可采用isa總線(xiàn)工控機(jī)。 ②監(jiān)測(cè)、執(zhí)行設(shè)備由實(shí)際情況而定。比如測(cè)控對(duì)象是液體，并要求在線(xiàn)測(cè)量、防爆、防腐、衛(wèi)生等特點(diǎn)，一般采用質(zhì)量流量計(jì)、密度計(jì)、電磁流量計(jì)、液位計(jì)、渦輪流量計(jì)、溫度傳感器及變送器、壓力計(jì)傳感器及變送器等儀表，開(kāi)關(guān)量、調(diào)節(jié)量控制器。 ③上位機(jī)與下位機(jī)之間采用bitbus方式進(jìn)行通信。
std總線(xiàn)產(chǎn)品其實(shí)就是一種板卡（包括cpu卡）和無(wú)源母板結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在的工業(yè)pc其實(shí)也和std有十分近似的結(jié)構(gòu)，
std總線(xiàn)（standard-bus）是一個(gè)通用工業(yè)控制的8位微型機(jī)總線(xiàn)，是8位/16位兼容的總線(xiàn)?？扇菁{8位通用微處理器，8085、8088、6800、z80、8051等；可容納的16位微處理器8086、80286、8098、68000等
std總線(xiàn)是56條信號(hào)的并行底板總線(xiàn)，共分5個(gè)功能組。邏輯電源線(xiàn)1-6：+-5v；數(shù)據(jù)總線(xiàn)7-14：d0-d7雙向、三態(tài)、高電平有效；地址總線(xiàn)15-30：a0-a15 三態(tài)、高電平有效；控制總線(xiàn)31-52：存儲(chǔ)器和i/o控制、外設(shè)定時(shí)、時(shí)鐘和復(fù)位、中斷和總線(xiàn)控制、串行優(yōu)先級(jí)鏈；輔助電源線(xiàn)53-56：+-12v
std總線(xiàn)在1978年最早由pro-log公司作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)明的，由stdgm制定為std-80規(guī)范，隨后被批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)iee961。std-80/mpx作為std-80追加標(biāo)準(zhǔn)，支持多主（multimaster）系統(tǒng)。std總線(xiàn)工控機(jī)是工業(yè)型計(jì)算機(jī)，std總線(xiàn)的16位總線(xiàn)性能滿(mǎn)足嵌入式和實(shí)時(shí)性應(yīng)用要求，特別是它的小板尺寸、垂直放置無(wú)源背板的直插式結(jié)構(gòu)、豐富的工業(yè)i/o oem模板、低成本、低功耗、擴(kuò)展的溫度范圍、良好的可維護(hù)性設(shè)計(jì)，使其在空間和功耗受到嚴(yán)格限制的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)由系統(tǒng)總線(xiàn)、主機(jī)模板、存儲(chǔ)器板、人機(jī)接口板與crt、磁盤(pán)機(jī)、打印機(jī)等通用外設(shè)組成。過(guò)程i/o系統(tǒng)由輸入信號(hào)調(diào)理板和a/d轉(zhuǎn)換器，將現(xiàn)場(chǎng)傳感器測(cè)量的物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，模擬量經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換（a/d轉(zhuǎn)換器），變成數(shù)字量輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)經(jīng)數(shù)模（d/a）轉(zhuǎn)換和輸出調(diào)理（隔離放大）成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
硬件系統(tǒng)一般有運(yùn)行操作臺(tái)，可放計(jì)算機(jī)、crt、外設(shè)、主機(jī)柜、i/o機(jī)柜（機(jī)箱、電源、接線(xiàn)端子板、接地保護(hù)裝置等）等。軟件系統(tǒng)由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)采集與處理軟件、各類(lèi)控制軟件（pid）直接數(shù)字控制、先進(jìn)控制軟件組成。與商用及個(gè)人機(jī)比較，工業(yè)控制機(jī)的特點(diǎn)是強(qiáng)大的過(guò)程輸入輸出能力，高可靠性與實(shí)時(shí)性。
中國(guó)工控機(jī)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了80年代的第一代std總線(xiàn)工控機(jī)，90年代的第二代ipc工控機(jī)，現(xiàn)在進(jìn)入了第三代compactpci總線(xiàn)工控機(jī)時(shí)期，而每個(gè)時(shí)期大約要持續(xù)15年左右的時(shí)間。std總線(xiàn)工控機(jī)解決了當(dāng)時(shí)工控機(jī)的有無(wú)問(wèn)題；ipc工控機(jī)解決了低成本和pc兼容性問(wèn)題；
pc dos軟件的兼容性使std總線(xiàn)得以發(fā)展，也由于運(yùn)行pc windows軟件的局限性使std總線(xiàn)被淘汰出局，而取而代之的是與pc完全兼容的ipc工控機(jī)。
三、 std總線(xiàn)工業(yè)控制機(jī)
std總線(xiàn)工業(yè)控制機(jī)：cpu芯片構(gòu)成的主機(jī)板+i/o模板+電源 共同插在帶總線(xiàn)板的機(jī)箱內(nèi)。
以cpu型號(hào)區(qū)分不同系列：
1.z80系列：cpu板、存儲(chǔ)器板、人機(jī)接口、系統(tǒng)支持板、軟件配置
2.單片機(jī)系列：康拓公司的std5000系列： 5055（8位mcs-51）、 5056（16位mcs-51）軟件 開(kāi)發(fā)環(huán)境：匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言
3.8088系列：intel8088/8086芯片及nec v20/v40芯片、固化ms-dos bios康拓公司的 std5000ⅱ系列
四、std總線(xiàn)工控機(jī)的功能模板：
1.人機(jī)接口模板：顯示、鍵盤(pán)、打印
2.i/o接口模板：開(kāi)關(guān)量、a/d、d/a、模擬信號(hào)處理、計(jì)數(shù)/定時(shí)器模板
3.串行通信接口和工業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)功能模版：rs232、rs422接口板