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工控机箱的特点和应用

2020/8/3

  工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机,而工业现场一般具有强烈的震动,灰尘特别多,另有很高的电磁场力干扰等特点,且一般工厂均是连续作业即一年中一般没有休息。因此,工控机与普通计算机相比必须具有以下特点:

  1) 机箱采用钢结构,有较高的防磁、防尘、防冲击的能力。 2) 机箱内有专用底板,底板上有PCI和ISA插槽。 3) 机箱内有专门电源,电源有较强的抗干扰能力。 4) 要求具有连续长时间工作能力。

  5) 一般采用便于安装的标准机箱(4U标准机箱较为常见) 注:除了以上的特点外,其余基本相同。另外,由于以上的专业特点,同层次的工控机在价格上要比普通计算机偏贵,但一般不会相差太多。

  一、目前工控机的劣势

  尽管工控机与普通的商用计算机机相比,具有得天独厚的优势,但其劣势也是非常明显的--数据处理能力差,具体如下:

  1) 配置硬盘容量小 2) 数据安全性低 3) 存储选择性小 4)价格较高

  二、控机工箱分类

  IPC(Industry Personal Computer)简称工控机,或者硬盘录像机,DVR(digital video recording)。工控电脑是在恶劣的环境下使用,对产品的易维护性、散热、防尘、产品周期、甚至尺寸方面都有着严格的要求。因此在设计和选择工控机平台的时候,考虑的更多的是机构的设计,然后才是对性能等的考虑。如中昌的工控基本没有这些保护.

  工控机箱分类:

  (1)高度一般分1U(44MM*430MM*XX),2U(88*430*XX),3U,4U(178MM*430MM * XX),5U,6U,7U,8U等,一个1U的高度是44MM,其他高度依次类推;

  (2)长度:国际标准的长度有两种450MM与505MM,根据客户的具体要求还可以扩分其他长度,比如:480MM,500MM,520MM,530MM,600MM等;其中450MM~~520MM的尺寸机箱占市场需求的90%以上;加长型机箱的作用主要是有以下3个:一个是安装双CPU至强12” * 13”的主板,必须要 520MM的长度才能安装这样的大板;另外一个是安装工业CPU长卡或者是300MM长的视频卡等需要足够的扩展空间;最后一个是散热空间的考虑,由于有些监控用户需要安装多路视频卡与多个硬盘,比如64路,128路等,10个硬盘就需要很好的散热效果;

  (3)卧式与壁挂式

  壁挂式:此外,由于某些设备制造商需要把控制中心(IPC)放置在其设备之中。因此对工控机的体积有较为严格的要求。传统的上架式19英寸机箱体积基本很难满足要求,因此针对此种客户需求,推出了壁挂式的机箱。例如某品牌的IPC-6606/6608壁挂机箱系列。这类机箱由于体积小,并且应用环境在某设备内部,因此设计理念也重在散热和扩展性能上。下图是IPC-6806应用在某测试平台的机柜内部状态。

  服务器机箱--1U与2U。

  三、工控机箱内部结构

  硬盘架,光驱架:硬盘架一般分两种,一种是分拆式,一种是压卡式。品质优异的机箱一般都带金属弹簧防震功能;安装硬盘数量一般从4—15个;底板:底板的规格有多种;主要以主板的规格来划分。普通的主板一般都可以安装;其中520MM以下长度的机箱是安装不了12”*13”的双至强大板的主板的,必须要520MM长度的机箱才能安装。

  压卡条:主要起固定作用。有安防监控的安装视频长卡,或者是工业CPU长卡时,必须要固定长卡,一面使用过程中出现晃动,不牢固等现象。后槽的扩展:有7槽或14槽两种;14槽的背板主要的用途是安装多路视频卡,比如有些大型的监控系统,则要64路,或者128路时,必须要换成14槽的背板;如右上图

  四、工控机箱的导热

  散热结构的合理性是关系到计算机能否稳定工作的重要因素。目前最有效的机箱散热解决方案是利用互动散热通道结构散热:外部低温空气由机箱前部120mm高速滚珠风扇和机箱两侧散热孔吸入进入机箱,经过硬盘架、南北桥芯片、各种板卡、北桥芯片,最后到达CPU附近,在经过CPU散热器后,热空气一部分从机箱后部的两个80mm高速滚珠排气风扇抽出机箱,另外一部分通过电源风扇排出机箱。机箱风扇采用滚珠风扇,其优点是风量大、转速高、发热少、寿命长、噪音低,避免了过大的噪音,真正实现了“绿色”散热。

  五、工控机箱的抗震

  工控机箱在工作的时候,由于机箱内部的光驱、硬盘、机箱里的多个风扇在高速运转的时候都会产生震动,而震动很容易导致光盘读错和硬盘磁道损坏以至丢失数据,所以机箱的抗震性也是我们机箱关键的一个结构设计方案。因为考虑到机箱的抗腐蚀、导电、导热等的内部要求,我们的机箱减震系统全部采用金属材料制成,这比起用橡胶材料做减震不光能达到上述要求,还能起到抗老化,耐热等作用。我们这套减震系统的解决方案得到了国内外客户的好评。

  六、工控机箱的电磁屏蔽

  我们的主机在工作的时候,主板、CPU、内存和各种板卡都会产生大量的电磁辐射,如果不加以防范也会对人体造成一定伤害。这个时候机箱就成为了屏蔽电磁辐射,保护我们健康的一道重要防线。屏蔽良好的机箱还可以有效地阻隔外部辐射干扰,保证计算机内部配件不受外部辐射影响。工控机箱为了增加散热效果,机箱上必要的部分都会开孔,包括箱体侧板孔、抽气扇进风孔和排气扇排风孔等等,所以孔的形状必须符合能阻挡辐射的技术要求。机箱上的开孔要尽量小,而且要尽量采用阻隔辐射能力较强的圆孔。其次,要注意各种指示灯和开关接线的电磁屏蔽。比较长的连接线需要设计成绞线,线两端的裸露的焊接金属部分必需用胶套包裹,这样也避免了机箱内用电线路产生的电磁辐射。

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