做工业主板开发的一点小体会

工业主板开发需要考虑到很多性能、环境、接口、通信等问题，主要要做好下面十条：
1. 可靠性

工控机通常用于控制不间断的生产过程，在运行期间不允许停机检修，一旦发生故障将会导致质量事故，甚至生产事故。因此要求工控机具有很高的可靠性，也就是说要有许多提高安全可靠性的措施，以确保平均无故障工作时间（MTBF）达到几万小时，同时尽量缩短故障修复时间（MTTR），以达到很高的运行效率。

2. 实时性

工控机对生产过程进行实时控制与监测，因此要求它必须实时地响应控制对象各种参数的变化。当过程参数出现偏差或故障时，工控机能及时响应，并能实时地进行报警和处理。为此工控机需配有实时多任务操作系统（RTDOS）。

3. 适应性

工业现场环境恶劣，电磁干扰严重，供电系统也常受波动大负荷设备启停的干扰，其接“地”系统复杂，共模及串模干扰大。因此要求工控机具有很强的环境适应能力，如对温度/湿度变化范围要求高；要有防尘、防腐蚀、防振动冲击的能力；要具有较好的电磁兼容性和高抗干扰能力以及高共模抑制的能力。

4. I/O配套

工控机要具有丰富的多种功能的过程输入和输出配套模板，如模拟量、开关量、脉冲量、频率量等输入输出模板。具有多种类型的信号调理功能：如隔离型和非隔离型信号调理；各类热电偶，热电阻信号输入调理；电压（V）和电流（mA）信号输入和输出信号的调理等。

5. 系统扩充性

随着工厂自动化水平的提高，控制规模也在不断扩大，因此要求工控机具有灵活的扩充性。

6. 系统开放性

要求工控机具有开放性体系结构，也就是说在主机接口、网络通信、软件兼容及升级等方面遵守开放性原则，以便于系统扩充、异机种连接、软件的可移植和互换。

7. 控制软件包功能

工控软件包要具备人机交互方便、画面丰富、实时性好等性能；具有系统组态和系统生成功能；具有实时及历史的趋势记录与显示功能；具有实时报警及事故追忆等功能。此外尚须具有丰富的控制算法，除了常规PID（比例、积分、微分）控制算法外，还应具有一些高级控制算法，如模糊控制、神经元网络、优化、自适应、自整定等算法，并具有在线自诊断功能。目前一个优秀的控制软件包往往将连续控制功能与断续控制功能相结合。

8. 系统通信功能

具有串行通信、网络通信功能。由于实时性要求高，因此要求工控机通信网络速度高，并且符合国际标准通信协议，如IEEE802.4，IEEE802.3协议等。有了强有力的通信功能，工控机可构成更大的控制系统，如DCS分散型控制系统，CIMS计算机集成制造系统等。

9. 后备措施

包括供电后备，存储器信息保护，手动/自动操作后备，紧急事故切换装置等。

10. 冗余性

在可靠性要求更高的场合，工控机要求有双机工作及冗余系统，包括双控制站、双操作站、双网通信、双供电系统、双电源等，具有双机切换功能，双机监视软件等，以确保系统长期不间断地运行。