三大控制系统对比，工控与技术融合将如何发展？

工控指的是工业自动化控制，主要采用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制，或者是工厂自动化控制。主要指的是运用计算机技术、微电子技术、电气方法，来提高工厂的生产和制造过程的自动化、效率、精度，同时还可以实现可控和可视化。

自动化和工业控制的迅速发展，提高了生产速度、质量、安全水平，几乎各行各业的生产企业都在逐步取代传统的人工或机械的方式。通过自动控制来完成那些需要反复操作的环节，实现自动化加工与连续生产，提升机械设备的生产效率与质量，发挥出最大的生产力。在这个过程中，不仅提高了生产力和人工安全性，还减少了人工成本、降低了产品错误率。在自动化的工业化生产环境中，人们仅是对机器进行直接的管理和监督。

随着工业技术的快速发展，相继出现了集散控制系统和现场总线控制系统。在工业过程控制中的三大控制系统，分别是PLC、DCS、FCS。FCS与PLC及DCS之间既有密不可分的关联，又存在着本质的差异。

在当今的工业控制领域，PLC控制占据了主流地位，各行业的设备控制都采用 plc控制，例如化工厂、大型物流公司、农业灌溉、服装厂等。再加上现在人机界面和远程通信能力的发展，远程无人自动化控制已经不再是梦想，能够更加简单的实现控制。

其大概过程是利用传感器来收集数据，之后将数据发送到 plc，并对其进行处理。然后plc通过处理得到的数据向变频器或者电机发送指令，完成整个的控制过程。

集散控制系统(DCS)在国内发展较为成熟。其核心指标已达到国际先进水平，部分性能优于国外主流产品。一般是由现场仪表层、控制装置单元层、工厂（车间）层、和企业管理层构成，用于大规模的连续过程控制。信号系统包括开关量信号和模拟信号，其中通信是关键。PID在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。

FCS现场总线控制系统的核心是总线协议,基础是数字智能现场设备,本质是信息处理现场化。FCS是3C技术的融合，它适用于本质安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。现场设备高度智能化，提供全数字信号；一条总线连接所有的设备。

FCS是一个完全开放的系统，它的技术标准也是完全开放的，FCS的现场设备具有互操作性,装置互相兼容。因此，用户可以选择不同厂家、不同品牌的产品，从而实现最优的系统集成。

在工业互联网和智能制造等方面，政府也加大了扶持力度。随着制造业智能化转型、新技术日趋成熟，工业控制系统将迎来更大的发展机会，其市场规模也将相应的扩大。同时，这也将为人类带来更高效、更安全、更环保的工业生产方式。

在未来的工控领域将不断于物联网协同发展，形成一个集数据传输、信息管理、装备控制为一体的智能管理体系，提高生产效率。

随着工业大数据与人工智能技术的日益成熟，通过对海量数据的监测与分析，未来可以实现对工业生产过程的实时控制与预测。人工智能技术可以被用来优化工艺流程和完成更具挑战性的任务，以实现更高的生产率和产量。

不同场景下选择一个合适的工业控制板尤其重要，以下介绍相关工业芯片，及控制方案：

先楫半导体是一家致力于高性能嵌入式解决方案的半导体公司，产品覆盖微控制器、微处理器和周边芯片，以及配套的开发工具和生态系统。可用于车载显示、自动驾驶、底盘发动系统、电源控制等多个领域。

HPM6300系列

先楫半导体推出的HPM6300全系列产品采用晶心Andes D45 RISC-V内核，支持双精度浮点运算。模拟模块包括16bit-ADC，12-bit DAC和模拟比较器，配以多组纳秒级高分辨率PWM，为马达控制和数字电源应用提供强大硬件支持；通讯接口包括了实时以太网，支持IEEE1588，内置PHY的高速USB，多路CAN-FD及丰富的UART，SPI，I2C等接口。

HPM6300的主频达到648MHz, 并具有FFA协处理器，能实现FFT/FIR快速计算，具备3个16位的ADC、10/100M以太网等，适合工业自动化、电网等行业应用，如工业自动化领域的伺服驱动器、PLC、工业控制器，电网的DTU、断路器等产品。

HPM6700/6400 系列

HPM6700/6400 系列产品是先楫半导体推出的高性能高实时 RISC-V MCU 旗舰产品，目前已经量产。与国际竞品相比，HPM6700系列芯片单核运行主频即可达到惊人的816MHz，在CoreMark跑分测试中，HPM6700获得了9220的高分，成功刷新了国际MCU领域的性能记录。

在具体性能方面，HPM6700/6400系列芯片采用RISC-V 内核，支持双精度浮点运算及强大的 DSP 扩展，主频频率创下了MCU 性能新纪录，是目前市场上高性能MCU的理想之选。此外，该系列芯片还配置了高效 L1 缓存和本地存储器，加上 2MB 内置通用SRAM，极大避免了低速外部存储器引发的性能损失。

HPM6700/6400系列芯片还拥有强大的多媒体支持能力和丰富外设接口，其适配的LCD显示控制器可支持高达1366x768 60fps的八图层RGB显示支持，支持图形加速功能，可支持双千兆以太网，IEEE1588，双目摄像头。并具有4个独立的pwm模块，每个模块可生成8通道互补PWM，及16通道普通PWM、3 个 12 位高速 ADC 5MSPS、1 个 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 个模拟比较器等多个接口。

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，支持固件软件签名认证、加密启动和加密执行。

瑞芯微RK3568工业控制主板

基于RK3568的工控主板，广泛适用于NVR、人脸闸机、云终端、车载控制、工业控制、边缘计算等领域。四核A55 2.0G 主频，支持高达8GB高速LPDDR4，1T算力NPU ，4K H.265硬解码，4K HDMI2.0显示输出，支持双通道LVDS/eDP/两路MIPI DSI 等多种显示接口，支持3屏异显。板载2路千兆以太网，双频WIFI+蓝牙，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总线；支持Android11/Debian10/Ubuntu20/Buildroot/麒麟OS/鸿蒙OpenHamoney等多种操作系统。

瑞芯微RK3368单屏4G通讯工控板

RK3368单屏4G通讯工控板 (产品型号:GL368)是一个工业与商用设备控制主板，具备4G通讯和WiFi/BLE通讯能力，适合于室内室外设备互联与控制，包括户外搭建的工业现场油气田设备和游乐场设备等。该方案采用瑞芯微八核芯片 RK3368 方案，主频 1.5GHz，智慧型电源管理电路，超薄设计，外接接口适配常用设备，出货量大，性能稳定。板卡支持 LVDS、EDP、HDMI 多种显示输出接口。该方案在智能远程的工业设备、商显广告机、播放盒子、POS 收银机、触摸一体机等方面有成功案例。

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