工业自动化是先进制造业的重要基础和核心竞争力，工业自动化的应用也已经延伸到了各个领域。而在工业自动化领域，PLC（可编程逻辑控制器）一度是控制和监控的主要设备，然而如今工控机已经成为了PLC的有力竞争者。那么，为什么工控机能够成为PLC的竞争者，有哪些技术创新，使用工控机作为工业控制系统需要注意哪些技术和安全问题？本文将对这些问题进行深入分析。
一、工控机的优势和特点
工控机是一种专门针对工业自动化领域而设计的计算机，具有高性能、高可靠性和高稳定性。与传统PC相比，工控机具有以下优势和特点：
1.工控机采用工业级主板，具有抗震、防尘、防水、耐高温等特点，适应各种恶劣的工业环境。
2.工控机采用独立的通讯接口卡或板卡，支持各种非标准通讯协议、高速传输和稳定性能。
3.工控机采用高效的散热系统，能长时间工作而不会因为过热而崩溃。
4.工控机内置多种输入输出接口，支持广泛的外设，可通过各种标准接口或者自行设计的扩展罐来扩展不同的输入输出点与信号。
5.工控机采用嵌入式操作系统，速度快、稳定性高、安全性强，能满足各种复杂的工业控制系统的需求。
二、工控机与PLC相比的优越性
工业自动化现在已经从机械化时代发展到了信息化时代，大量的传感器、执行器和控制系统能够实现集成化和智能化，需要高速、稳定、可靠的计算机来实现数据处理和逻辑运算。与PLC相比，工控机的优越性体现在以下几个方面：
1.性能方面：工控机运算速度快，能够满足需求的计算能力，具有更高的运算效率和更低的响应时间。同时，工控机也有更大的存储空间和更高的运行速度，能够支持更多的程序和更高的复杂度。
2.功能方面：工控机具备多种通讯接口，支持更广泛的通讯协议和更多类型的控制外设，可以更好地集成各种工业设备和传感器。同时，工控机还支持更丰富的软件功能，可以自定义开发各种控制逻辑和算法。
3.扩展性方面：工控机可以通过软件或者硬件的方式进行扩展，选择灵活。同时，工控机可以支持各种操作系统，可以更好地支持更多的软件环境和平台。
4.生命周期和维护成本方面：PLC系统本质上是静态的，并且以固定为基础，不能满足快速变化的生产需求，需要时常更换和升级，维护成本高昂，而工控机基于开源的思维方式，更新速度更快，并且能够不同形态的硬件和软件相互配套和集成使用。
三、工控机与PLC相比的不足之处
与PLC相比，工控机也存在一些短板。工控机不太能够耐受恶劣环境(比如寒冷、潮湿等)，所以在工业环境中应在机箱内部加装一些广泛的防护和散热装置保证工控机的运行。另外，工控机的开发需要相对较高的技术，对开发成本和时间管理等要求比较严苛，这些是使用工控机的注意事项之一。
四、工业自动化的发展趋势
工业自动化的发展趋势是智能化，大数据化和信息化。在智能化方面，智能化设备将更多的传感器和控制单元与其结合程序和算法，借助于人工智能的技术能够更好地拓展应用场景，扩大应用范围。在大数据化方面，工业化中海量感知数据和操作数据的收集、管理、处理和分析能够更有效的指导生产管理与产能优化。在信息化方面，设备之间、设备与服务器之间的信息交互、通信、控制和协同能够使工业生产活动实现数字化和网络化，提高生产效率和能源效率，进一步实现绿色生产。这些主要发展趋势直接导致工业自动化的核心技术和架构发生了相应的改变。控制层，通讯层以及应用层的技术和架构需要更加智能化和高可靠性的呈现。
五、工业控制系统的架构和技术创新
随着工业自动化的发展，未来的工业控制系统将向着智能化、高可靠性、模块化、可扩展、组态等方向发展，尽可能地减小控制系统的误差，同时保证集成各种的运行数据集以便更好地反馈意见以协助生产者做出优化调整。架构方面的变化主要体现在以下三个方面：
1. 工业控制系统将向“智能化”方向发展。在智能化的系统中，我们可以实现诸如自适应控制、Fuzzy逻辑控制、人工智能控制、神经网络控制等更加先进的技术。
2. 工业控制系统将向“高可靠性”方向发展。向着更高可靠性方向的模块化企业级控制方案将标志着（包括对运行服务的容错、高通道采集操作和存储方式等）。
3. 工业控制系统将向“组态”方向发展。随着相关信息系统简化、“自动化”和“组态化”，控制系统极大程度上将优化，对操作员的易用性以及交互方便及安全性方面的整个评估系统的重视方面明显使得工业控制系统更多向我们展示趋于，无声高效可附加价值的高端方向。
六、结论
随着工业自动化的发展，工控机已经成为了PLC的有力竞争者，由于工控机在性能、功能、扩展性等方面不断地优化提升，未来工控机将会更多地呈现出智能化和高可靠性的特性，不断提高设备的资产价值和运营效率。然而，如何在使用工控机时确保其安全和稳定性也需要注重，而未来工业自动化的发展将围绕着智能化、信息化、大数据化和高可靠性的主要趋势进行，这将极大提高工业生产效率和运营效果，推动工业智能化水平的迅速提升。
