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工控机箱的主要结构
发布时间:2019/12/10   点击量:1307

1、全钢机箱

IPC的全钢机箱是按标准设计的,抗冲击、抗振动、抗电磁干扰,内部可安装同PC-bus兼容的无源底板。

工控机箱分类:

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。


工控机箱分类:

(一)高度一般分1U(44MM*430MM*XX),2U(88*430*XX),3U,4U(176MM*430MM * XX),5U,6U,7U,8U等,一个1U的高度是44MM,其他高度依次类推;


(二)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;


(三)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。


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,以免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;


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。


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机箱关键的一个结构设计方案。


工控机箱的电磁屏蔽: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,这样就避免了机箱内用电线路产生的电磁辐射。


2、无源底板

无源底板的插槽由总线扩展槽组成。总线扩展槽可依据用户的实际应用选用扩展ISA总线、PCI总线和PCI-E总线、PCIMG总线的多个插槽组成,扩展插槽的数量和位置根据需要有一定选择,但依据不同PCIMG总线规范版本各种总线在组合搭配上有要求,如PCIMG1.3版本总线不提供ISA总线支持,该板为四层结构,中间两层分别为地层和电源层,这种结构方式可以减弱板上逻辑信号的相互干扰和降低电源阻抗。底板可插接各种板卡,包括CPU卡、显示卡、控制卡、I/O卡等。


3、工业电源

早期在以Intel 奔腾处理器为主的之前的工控机主要使用为AT开关电源,目前与PC机一样主要采用的是ATX电源,平均无故障运行时间达到250,000小时。


4、CPU卡

IPC的CPU卡有多种,根据尺寸可分为长卡和半长卡,多采用的是桌面式系统处理器,如早期的有386\486\586\PIII,现主流为P4、酷睿双核等处理器,主板用户可视自己的需要任意选配。其主要特点是:工作温度0-60℃;带有硬件“看门狗”计时器;也有部份要求低功耗的CPU卡采用的是嵌入式系列的CPU。


5、其他配件

IPC的其他配件基本上都与PC机兼容,主要有CPU、内存、显卡、硬盘、软驱、键盘、鼠标、光驱、显示器等。


IPC已被广泛应用于工业及人们生活的方方面面。


例如:控制现场、路桥控制收费系统、医疗仪器、环境保护监测、通讯保障、智能交通管控系统、楼宇监控安防、语音呼叫中心、排队机、POS柜台收银机、数控机床、加油机、金融信息处理、石化数据采集处理、物探、野外便携作业、环保、军工、电力、铁路、高速公路、航天、地铁、智能楼宇、户外广告、等等.


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。

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。


工控机的日常使用维护目前在很多场合使用工控机,但真正能把工控机转得很好的也不是很多。经常看到有些人忙活了半天,还是不能把机器故障排除,而有些人用起来则得心应手。这区别即源自用户对工控机的正确管理和维护。工控机是为了适应特殊、恶劣环境下工作的一种工业计算机,它的电源、机箱、主板都是为了能适应长时间不间断运行而设计的。为了更好地使用它,让它始终保持良好的工作性能,在日常使用中必须对它进行必要、合理的维护。


首先,要给工控机一个平稳的工作环境。如当机器对磁盘或硬盘进行读写操作时出现震动,驱动器会严重磨损或导致硬盘损坏。如果要靠墙放置,距离墙壁至少应有的间隙,以保证散热良好,否则,会导致元器件加速老化。具体要做好以下几点:


1、机箱

机箱中包括工控电源、无源底板、风扇。工控电源:它是为N小时不间断开机服务的,所以它的性能较好,主要需注意的是尽量减少灰尘的进入,防止灰尘影响风扇的运行。防止瞬时断电,瞬时断电又突然来电往往会产生一个瞬间极高的电压,很可能“烧”坏电脑,电压的波动(过低或过高)也会对电脑造成损伤。因此,应尽量配备电源。另外,还应防静电、防雷击。


无源底板:它是为各种板卡包括,)( 卡、显卡、声卡、网卡等)提供电源的,它的日常维护要注意三点:不能在底板带电的情况下拨插板卡,插拨板卡时不可用力过猛,过大,用酒精等清洗底板时,要注意防止工具划伤底板。插槽内不能积灰尘,否则会导致接触不良,甚至短路。插槽内的金属脚是否对齐,有无弯曲,否则影响板卡在系统中的运行,会因此出现开机不显示、板卡找不到、死机等各种现象。风扇:工控箱内风扇是专门为工控机设计的,它是向机箱内吹风,降低机箱内温度。它要注意的是:电源是否接到插头上,风扇外部的过滤网要定时清洗(每月一次),以防过多的灰尘进入机箱,禁止尖锐物品损坏风扇页片。


2、主板

工控机主板是专为在高、低温特殊环境中,长时间运行而设计的,它在运用中所要注意的是:不能带电插拨(内存条,板卡后面的鼠标、键盘等),带电插拨会导致插孔损坏,不能用,严重的甚至会使主板损坏。主板上的跳线不能随便跳,要查看说明书或用户手册,否则会由于不同型号主板的电压设置不同而导致损坏。对主板的灰尘应定时清洁,不能用酒精或水,应用干刷子、吸尘器或皮老虎把灰尘吸完或吹掉。保持主板上内存扦槽的干净,无断脚、歪脚。主板下插入无源底板中的金手指要干净,在底板上要插紧、插到位。


3、硬盘、光驱、软驱

硬盘:不要随意拆卸硬盘,避免振动、挤压。尽量不要在硬盘运行时关闭计算机电源,这样突然关机会导致硬盘磁道损坏,数据丢失。不要随意触动硬盘上的跳线装置。搬运时一定要用抗静电塑料袋包装或用海绵等防震压材料固定好,经常检查病毒,以防侵蚀。在操作系统中有节能功能时要尽量合理使用,以延长硬盘使用寿命。

光驱:在使用中不要随意打开光驱门,不能使用有损伤、盗版光碟,防止灰尘进入光驱内,光驱在使用过程中不要震动,歪曲,拍打。数据线要连接通畅,保证光驱读盘顺利。

软驱:不能把坏盘、有毒盘放入软驱中,勿使用劣质和发霉的软盘,匆用尖锐的物品碰撞以防划伤磁头。当软驱正在对磁盘进行读写操作时(软驱指示灯亮),不要强行将磁盘取出,以防损伤磁头或使磁头偏移,导致无法正常读写。


4、各种板卡

板卡所要注意的就是防尘,插脚要完好,板卡竖直插入不能歪曲,并且板卡外插孔上的连接件不能带电拨插。


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