工業(yè)控制首要的是穩(wěn)定性因素，原因是機器不能停止下來，阻礙正常生產(chǎn)。但無限追求實時性因素，實時響應(yīng)高的機器，普遍情況下，能提高精度和效率。這個結(jié)構(gòu)的計算機總線體系，實質(zhì)是信息傳遞的一個通道或平臺。根據(jù)這個論點，推測的是總線體系結(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。因此無論是有線，無線，星型，總線型，神經(jīng)元，哪怕將來的量子概念型。都會朝著更穩(wěn)定，更快速的方向發(fā)展。 工業(yè)控制計算機是工業(yè)自動化設(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)過程的測量、控制和管理的計算機統(tǒng)稱為工業(yè)控制計算機，包括計算機和過程輸入、輸出通道兩部分。但今天的工業(yè)控制計算機的內(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)過程控制。因此，工業(yè)控制計算機是“應(yīng)用在國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域、具有惡劣環(huán)境適應(yīng)能力、能長期穩(wěn)定工作的加固計算機”，簡稱“工控機”。
改革開放20多年來，工控機為工業(yè)自動化、信息產(chǎn)業(yè)和國防建設(shè)的發(fā)展提供了一條低成本的自動化技術(shù)方案，促進了國民經(jīng)濟的發(fā)展。同時，工控機技術(shù)自身也得到了迅速發(fā)展。實踐證明：可靠而廉價的工控機適合中國國情。
工控機技術(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式工控機。工控機是在工業(yè)環(huán)境中使用的以電子計算機為核心的測量和控制系統(tǒng)。
作用：處理來自檢測與傳感裝置的輸入，并把處理結(jié)果輸出到執(zhí)行機構(gòu)去控制生產(chǎn)過程，同時還可對生產(chǎn)過程進行監(jiān)督和管理。
一、總線式工控機的結(jié)構(gòu)特點：
依賴某種標(biāo)準(zhǔn)總線，按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，由包括主機在內(nèi)的各種i/o接口功能模塊而組成的計算機。如pc總線工控機、std總線式工控機、q-bus、multibus等。
與通用微型機比較，有以下特點：取消了計算機系統(tǒng)母板；采用開放式總線結(jié)構(gòu)；各種i/o功能模板可直接插在總線槽上；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；便于實現(xiàn)最小系統(tǒng)
二、std總線概述：
工業(yè)控制計算機的處理器從286、386發(fā)展到了奔3奔4，從系統(tǒng)總線上劃分為：isa總線、std總線、pci總線三類。
①isa總線工控計算機（industrial standard architecture，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線）。這類計算機采用的isa總線與普通pc計算機完全相同。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機通用板卡，此種機器擴展槽有限操作系統(tǒng)與pc計算機完全相同。此種機型有被pci機型替代的趨勢。
②std總線工控計算機std，英文全稱即standard。std總線計算機是一種組合化、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。此種機器體積小巧，一般采用嵌入式結(jié)構(gòu)，擴展、組合非常容易，但是需要使用std總線專用板卡。目前處理器最高為586級別。
③pci總線工控計算機（peripheral component interconnect。即外部設(shè)備互聯(lián)總線）。pci總線現(xiàn)已成為高性能pc計算機的總線標(biāo)準(zhǔn)?？偩€寬度大，傳輸速率高，pci總線與cpu的無關(guān)性使它具有很好的兼容性。目前已經(jīng)將pci總線應(yīng)用于工控計算機上，并制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范—compact pci規(guī)范。此種計算機可在板卡、軟件和開發(fā)工具上借助于pc機的資源，具有很強的網(wǎng) 絡(luò)功能、圖形處理能力和數(shù)據(jù)存儲能力。
其標(biāo)志性產(chǎn)品是std總線工控機。std總線最早是由美國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，隨后發(fā)展成16位總線，統(tǒng)稱為std80，后被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織吸收，成為ieee961標(biāo)準(zhǔn)。國際上主要的std總線工控機制造商有pro-log、winsystems、ziatech等，而國內(nèi)企業(yè)主要有北京康拓公司和北京工業(yè)大學(xué)等。std總線工控機是機籠式安裝結(jié)構(gòu)，具有標(biāo)準(zhǔn)化、開放式、模塊化、組合化、尺寸小、成本低、pc兼容等特點，并且設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試簡單，得到了當(dāng)時急需用廉價而可靠的計算機來改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的中小企業(yè)的廣泛歡迎和采用，國內(nèi)的總安裝容量接近20萬套，在中國工控機發(fā)展史上留下了輝煌的一頁。
2、系統(tǒng)設(shè)備 ①上位機為286級工業(yè)控制計算機，下位機為std總線8088級工控機，其中除cpu系統(tǒng)板、顯示板、磁盤驅(qū)動板外，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、開關(guān)量模板。在控制量少的情況下，下位機可采用isa總線工控機。 ②監(jiān)測、執(zhí)行設(shè)備由實際情況而定。比如測控對象是液體，并要求在線測量、防爆、防腐、衛(wèi)生等特點，一般采用質(zhì)量流量計、密度計、電磁流量計、液位計、渦輪流量計、溫度傳感器及變送器、壓力計傳感器及變送器等儀表，開關(guān)量、調(diào)節(jié)量控制器。 ③上位機與下位機之間采用bitbus方式進行通信。
std總線產(chǎn)品其實就是一種板卡（包括cpu卡）和無源母板結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在的工業(yè)pc其實也和std有十分近似的結(jié)構(gòu)，
std總線（standard-bus）是一個通用工業(yè)控制的8位微型機總線，是8位/16位兼容的總線?？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總線是56條信號的并行底板總線，共分5個功能組。邏輯電源線1-6：+-5v；數(shù)據(jù)總線7-14：d0-d7雙向、三態(tài)、高電平有效；地址總線15-30：a0-a15 三態(tài)、高電平有效；控制總線31-52：存儲器和i/o控制、外設(shè)定時、時鐘和復(fù)位、中斷和總線控制、串行優(yōu)先級鏈；輔助電源線53-56：+-12v
std總線在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總線工控機是工業(yè)型計算機，std總線的16位總線性能滿足嵌入式和實時性應(yīng)用要求，特別是它的小板尺寸、垂直放置無源背板的直插式結(jié)構(gòu)、豐富的工業(yè)i/o oem模板、低成本、低功耗、擴展的溫度范圍、良好的可維護性設(shè)計，使其在空間和功耗受到嚴(yán)格限制的工業(yè)自動化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
計算機基本系統(tǒng)由系統(tǒng)總線、主機模板、存儲器板、人機接口板與crt、磁盤機、打印機等通用外設(shè)組成。過程i/o系統(tǒng)由輸入信號調(diào)理板和a/d轉(zhuǎn)換器，將現(xiàn)場傳感器測量的物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺M量經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換（a/d轉(zhuǎn)換器），變成數(shù)字量輸入計算機，計算機輸出信號經(jīng)數(shù)模（d/a）轉(zhuǎn)換和輸出調(diào)理（隔離放大）成執(zhí)行機構(gòu)的功率驅(qū)動信號控制執(zhí)行機構(gòu)。
硬件系統(tǒng)一般有運行操作臺，可放計算機、crt、外設(shè)、主機柜、i/o機柜（機箱、電源、接線端子板、接地保護裝置等）等。軟件系統(tǒng)由實時操作系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)采集與處理軟件、各類控制軟件（pid）直接數(shù)字控制、先進控制軟件組成。與商用及個人機比較，工業(yè)控制機的特點是強大的過程輸入輸出能力，高可靠性與實時性。
中國工控機技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了80年代的第一代std總線工控機，90年代的第二代ipc工控機，現(xiàn)在進入了第三代compactpci總線工控機時期，而每個時期大約要持續(xù)15年左右的時間。std總線工控機解決了當(dāng)時工控機的有無問題；ipc工控機解決了低成本和pc兼容性問題；
pc dos軟件的兼容性使std總線得以發(fā)展，也由于運行pc windows軟件的局限性使std總線被淘汰出局，而取而代之的是與pc完全兼容的ipc工控機。
三、 std總線工業(yè)控制機
std總線工業(yè)控制機：cpu芯片構(gòu)成的主機板+i/o模板+電源 共同插在帶總線板的機箱內(nèi)。
以cpu型號區(qū)分不同系列：
1.z80系列：cpu板、存儲器板、人機接口、系統(tǒng)支持板、軟件配置
2.單片機系列：康拓公司的std5000系列： 5055（8位mcs-51）、 5056（16位mcs-51）軟件 開發(fā)環(huán)境：匯編語言或高級語言
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總線工控機的功能模板：
1.人機接口模板：顯示、鍵盤、打印
2.i/o接口模板：開關(guān)量、a/d、d/a、模擬信號處理、計數(shù)/定時器模板
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