工控指的是工業(yè)自動(dòng)化控制，主要采用電子電氣、機(jī)械、軟件組合實(shí)現(xiàn)。即是工業(yè)控制，或者是工廠自動(dòng)化控制。主要指的是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電氣方法，來提高工廠的生產(chǎn)和制造過程的自動(dòng)化、效率、精度，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)可控和可視化。
自動(dòng)化和工業(yè)控制的迅速發(fā)展，提高了生產(chǎn)速度、質(zhì)量、安全水平，幾乎各行各業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)都在逐步取代傳統(tǒng)的人工或機(jī)械的方式。通過自動(dòng)控制來完成那些需要反復(fù)操作的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工與連續(xù)生產(chǎn)，提升機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，發(fā)揮出最大的生產(chǎn)力。在這個(gè)過程中，不僅提高了生產(chǎn)力和人工安全性，還減少了人工成本、降低了產(chǎn)品錯(cuò)誤率。在自動(dòng)化的工業(yè)化生產(chǎn)環(huán)境中，人們僅是對(duì)機(jī)器進(jìn)行直接的管理和監(jiān)督。
隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。在工業(yè)過程控制中的三大控制系統(tǒng)，分別是PLC、DCS、FCS。FCS與PLC及DCS之間既有密不可分的關(guān)聯(lián)，又存在著本質(zhì)的差異。
在當(dāng)今的工業(yè)控制領(lǐng)域，PLC控制占據(jù)了主流地位，各行業(yè)的設(shè)備控制都采用 plc控制，例如化工廠、大型物流公司、農(nóng)業(yè)灌溉、服裝廠等。再加上現(xiàn)在人機(jī)界面和遠(yuǎn)程通信能力的發(fā)展，遠(yuǎn)程無人自動(dòng)化控制已經(jīng)不再是夢(mèng)想，能夠更加簡單的實(shí)現(xiàn)控制。
其大概過程是利用傳感器來收集數(shù)據(jù)，之后將數(shù)據(jù)發(fā)送到 plc，并對(duì)其進(jìn)行處理。然后plc通過處理得到的數(shù)據(jù)向變頻器或者電機(jī)發(fā)送指令，完成整個(gè)的控制過程。
集散控制系統(tǒng)(DCS)在國內(nèi)發(fā)展較為成熟。其核心指標(biāo)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分性能優(yōu)于國外主流產(chǎn)品。一般是由現(xiàn)場儀表層、控制裝置單元層、工廠（車間）層、和企業(yè)管理層構(gòu)成，用于大規(guī)模的連續(xù)過程控制。信號(hào)系統(tǒng)包括開關(guān)量信號(hào)和模擬信號(hào)，其中通信是關(guān)鍵。PID在中斷站中，中斷站聯(lián)接計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場儀器儀表與控制裝置。
FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議,基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場設(shè)備,本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化。FCS是3C技術(shù)的融合，它適用于本質(zhì)安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過程、難于對(duì)付的非常環(huán)境。現(xiàn)場設(shè)備高度智能化，提供全數(shù)字信號(hào)；一條總線連接所有的設(shè)備。
FCS是一個(gè)完全開放的系統(tǒng)，它的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是完全開放的，F(xiàn)CS的現(xiàn)場設(shè)備具有互操作性,裝置互相兼容。因此，用戶可以選擇不同廠家、不同品牌的產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的系統(tǒng)集成。
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造等方面，政府也加大了扶持力度。隨著制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型、新技術(shù)日趨成熟，工業(yè)控制系統(tǒng)將迎來更大的發(fā)展機(jī)會(huì)，其市場規(guī)模也將相應(yīng)的擴(kuò)大。同時(shí)，這也將為人類帶來更高效、更安全、更環(huán)保的工業(yè)生產(chǎn)方式。
在未來的工控領(lǐng)域?qū)⒉粩嘤谖锫?lián)網(wǎng)協(xié)同發(fā)展，形成一個(gè)集數(shù)據(jù)傳輸、信息管理、裝備控制為一體的智能管理體系，提高生產(chǎn)效率。
隨著工業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的日益成熟，通過對(duì)海量數(shù)據(jù)的監(jiān)測與分析，未來可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)控制與預(yù)測。人工智能技術(shù)可以被用來優(yōu)化工藝流程和完成更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)率和產(chǎn)量。
不同場景下選擇一個(gè)合適的工業(yè)控制板尤其重要，以下介紹相關(guān)工業(yè)芯片，及控制方案：
先楫半導(dǎo)體是一家致力于高性能嵌入式解決方案的半導(dǎo)體公司，產(chǎn)品覆蓋微控制器、微處理器和周邊芯片，以及配套的開發(fā)工具和生態(tài)系統(tǒng)?？捎糜谲囕d顯示、自動(dòng)駕駛、底盤發(fā)動(dòng)系統(tǒng)、電源控制等多個(gè)領(lǐng)域。
HPM6300系列
先楫半導(dǎo)體推出的HPM6300全系列產(chǎn)品采用晶心Andes D45 RISC-V內(nèi)核，支持雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算。模擬模塊包括16bit-ADC，12-bit DAC和模擬比較器，配以多組納秒級(jí)高分辨率PWM，為馬達(dá)控制和數(shù)字電源應(yīng)用提供強(qiáng)大硬件支持；通訊接口包括了實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，支持IEEE1588，內(nèi)置PHY的高速USB，多路CAN-FD及豐富的UART，SPI，I2C等接口。
HPM6300的主頻達(dá)到648MHz, 并具有FFA協(xié)處理器，能實(shí)現(xiàn)FFT/FIR快速計(jì)算，具備3個(gè)16位的ADC、10/100M以太網(wǎng)等，適合工業(yè)自動(dòng)化、電網(wǎng)等行業(yè)應(yīng)用，如工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的伺服驅(qū)動(dòng)器、PLC、工業(yè)控制器，電網(wǎng)的DTU、斷路器等產(chǎn)品。
HPM6700/6400 系列
HPM6700/6400 系列產(chǎn)品是先楫半導(dǎo)體推出的高性能高實(shí)時(shí) RISC-V MCU 旗艦產(chǎn)品，目前已經(jīng)量產(chǎn)。與國際競品相比，HPM6700系列芯片單核運(yùn)行主頻即可達(dá)到驚人的816MHz，在CoreMark跑分測試中，HPM6700獲得了9220的高分，成功刷新了國際MCU領(lǐng)域的性能記錄。
在具體性能方面，HPM6700/6400系列芯片采用RISC-V 內(nèi)核，支持雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算及強(qiáng)大的 DSP 擴(kuò)展，主頻頻率創(chuàng)下了MCU 性能新紀(jì)錄，是目前市場上高性能MCU的理想之選。此外，該系列芯片還配置了高效 L1 緩存和本地存儲(chǔ)器，加上 2MB 內(nèi)置通用SRAM，極大避免了低速外部存儲(chǔ)器引發(fā)的性能損失。
HPM6700/6400系列芯片還擁有強(qiáng)大的多媒體支持能力和豐富外設(shè)接口，其適配的LCD顯示控制器可支持高達(dá)1366x768 60fps的八圖層RGB顯示支持，支持圖形加速功能，可支持雙千兆以太網(wǎng)，IEEE1588，雙目攝像頭。并具有4個(gè)獨(dú)立的pwm模塊，每個(gè)模塊可生成8通道互補(bǔ)PWM，及16通道普通PWM、3 個(gè) 12 位高速 ADC 5MSPS、1 個(gè) 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 個(gè)模擬比較器等多個(gè)接口。
在安全性方面，HPM6700/6400系列芯片集成了 AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎，支持固件軟件簽名認(rèn)證、加密啟動(dòng)和加密執(zhí)行。
瑞芯微RK3568工業(yè)控制主板
基于RK3568的工控主板，廣泛適用于NVR、人臉閘機(jī)、云終端、車載控制、工業(yè)控制、邊緣計(jì)算等領(lǐng)域。四核A55 2.0G 主頻，支持高達(dá)8GB高速LPDDR4，1T算力NPU ，4K H.265硬解碼，4K HDMI2.0顯示輸出，支持雙通道LVDS/eDP/兩路MIPI DSI 等多種顯示接口，支持3屏異顯。板載2路千兆以太網(wǎng)，雙頻WIFI+藍(lán)牙，支持5G或4G通信，支持2路USB3.0和7路USB2.0, SATA3.0。5路串口（UART/RS232/RS485)，2路CAN總線；支持Android11/Debian10/Ubuntu20/Buildroot/麒麟OS/鴻蒙OpenHamoney等多種操作系統(tǒng)。
瑞芯微RK3368單屏4G通訊工控板
RK3368單屏4G通訊工控板 (產(chǎn)品型號(hào):GL368)是一個(gè)工業(yè)與商用設(shè)備控制主板，具備4G通訊和WiFi/BLE通訊能力，適合于室內(nèi)室外設(shè)備互聯(lián)與控制，包括戶外搭建的工業(yè)現(xiàn)場油氣田設(shè)備和游樂場設(shè)備等。該方案采用瑞芯微八核芯片 RK3368 方案，主頻 1.5GHz，智慧型電源管理電路，超薄設(shè)計(jì)，外接接口適配常用設(shè)備，出貨量大，性能穩(wěn)定。板卡支持 LVDS、EDP、HDMI 多種顯示輸出接口。該方案在智能遠(yuǎn)程的工業(yè)設(shè)備、商顯廣告機(jī)、播放盒子、POS 收銀機(jī)、觸摸一體機(jī)等方面有成功案例。
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