Industrial Personal Computer (IPC) é um computador de controle industrial, que é um termo geral para ferramentas que usam uma estrutura de barramento para detectar e controlar o processo de produção, equipamentos eletromecânicos e equipamentos de processo. Os computadores pessoais industriais têm atributos e características importantes do computador, como CPU do computador, disco rígido, memória, periféricos e interfaces, bem como sistemas operacionais, redes e protocolos de controle, poder de computação e interface homem-máquina amigável. Os produtos e tecnologias da indústria de controle industrial são muito especiais e pertencem a produtos intermediários, que fornecem computadores industriais confiáveis, embarcados e inteligentes para outras indústrias.
O IPC tem as seguintes características:
Confiabilidade: o computador de controle industrial (IPC) tem as características de operação normal de longo-prazo, diagnóstico rápido e facilidade de manutenção em ambientes agressivos, como poeira, fumaça, temperatura alta/baixa, umidade, vibração, corrosão etc. O MTTR (MeanTimetoRepair) geralmente é de 5 minutos, o MTTF é superior a 100,000 horas, enquanto o MTTF de PCs comuns é de apenas 10,000 a 15,000 horas.
Real-tempo: o IPC realiza-detecção e controle on-line em tempo real dos processos de produção industrial, responde rapidamente a mudanças nas condições de trabalho, coleta e ajusta a saída a tempo (a função watchdog não está disponível em PCs comuns ), auto-reinicialização em caso de perigo, garante o funcionamento normal do sistema.
Expansão: O IPC possui uma forte função de entrada e saída devido à estrutura de placa de base mais placa de CPU e pode expandir até 20 placas, que podem ser conectadas a vários periféricos e placas no campo industrial, como controladores de estrada e sistemas de vigilância por vídeo. , detectores de veículos, etc. para completar várias tarefas.
Compatibilidade: o IPC pode usar recursos ISA e PCI e PICMG ao mesmo tempo e oferece suporte a vários sistemas operacionais, conjuntos multi{0}}linguagem e sistemas operacionais multi-tarefas.
Com base nas características acima, de acordo com as estatísticas do IPC em 2000, ele foi responsável por mais de 95% dos computadores de uso geral-. Devido ao seu baixo preço, alta qualidade, grande produção e recursos de software/hardware abundantes, tem sido conhecido e reconhecido pela maioria do pessoal técnico. É a base da febre do computador industrial. Seus principais componentes são chassi industrial, backplane passivo e várias placas que podem ser inseridas nele, como placa de CPU, placa de E/S, etc. ventilador de dupla pressão positiva e tecnologia EMC (compatibilidade eletromagnética) para resolver a interferência eletromagnética, vibração, poeira, temperatura alta/baixa e outros problemas no local industrial.
A estrutura principal do computador industrial:
1. Todo-chassi de aço
O chassi todo-de aço do IPC é projetado de acordo com o padrão, que é anti-choque, anti-vibração e anti-interferência eletromagnética, e um backplane passivo compatível com PC-bus pode ser instalado dentro.
Classificação do chassi de controle industrial:
(1) A altura é geralmente dividida em 1U (44MM*430MM*XX), 2U (88*430*XX), 3U, 4U (176MM*430MM*XX), 5U, 6U, 7U, 8U, etc. A altura de um 1U é 44MM, outras alturas e assim por diante;
(2) Comprimento: Existem dois comprimentos padrão internacional, 450MM e 505MM. De acordo com os requisitos específicos dos clientes, outros comprimentos também podem ser expandidos, como: 480MM, 500MM, 520MM, 530MM, 600MM, etc. O tamanho da caixa de 450MM~520MM responde por mais de 90 por cento da demanda do mercado; o papel do chassi alongado é principalmente os três seguintes: um é instalar uma placa-mãe dupla -CPU Xeon 12" * 13", que deve ter 520MM de comprimento para instalar uma placa tão grande; o outro é instalar placas longas de CPU industrial ou placas de vídeo de 300MM de comprimento precisam de espaço de expansão suficiente; a última é a consideração do espaço de resfriamento, porque alguns usuários de monitoramento precisam instalar placas de vídeo multi{16}}canal e vários discos rígidos, como 64 canais, 128 canais etc., 10 Um disco rígido precisa de efeito de resfriamento;
(3) Horizontal e -montado na parede
Montagem em Parede: Além disso, alguns fabricantes de equipamentos precisam colocar o Centro de Controle (IPC) em seus equipamentos. Portanto, existem requisitos mais rigorosos sobre o volume do computador industrial. O volume do chassi tradicional-montado em rack de 19-polegadas é basicamente difícil de atender aos requisitos, portanto, um chassi-montado na parede é introduzido para atender a essas necessidades do cliente. Por exemplo, uma determinada marca da série de chassis de parede IPC-6606/6608. Devido ao pequeno tamanho desse tipo de chassi e ao ambiente de aplicação dentro de um dispositivo, o conceito de design também se concentra na dissipação de calor e no desempenho de expansão. A figura abaixo mostra o estado interno do gabinete onde o IPC-6806 é aplicado a uma plataforma de teste.
Estrutura interna do chassi de controle industrial:
Rack de disco rígido, rack de unidade óptica: geralmente existem dois tipos de racks de disco rígido, um é do tipo split e o outro é do tipo de cartão de pressão.
Chassi de alta-qualidade geralmente tem função à prova de choque de mola de metal-; o número de discos rígidos instalados é geralmente de 4 a 15;
Placa inferior: Existem várias especificações da placa inferior; é dividido principalmente pelas especificações da placa-mãe. Placas-mãe comuns geralmente podem ser instaladas; entre eles, um chassi com comprimento de 520MM ou menos não pode ser instalado com uma placa-mãe 12*13 dual-para-placa de alimentação, e um chassi com comprimento de 520MM deve ser instalado.
Tira de cartão de pressão: desempenha principalmente um papel fixo. Ao instalar uma placa de vídeo longa com monitoramento de segurança ou uma placa longa de CPU industrial, a placa longa deve ser fixada para evitar trepidação e instabilidade durante o uso.
Expansão dos slots traseiros: são 7 slots ou 14 slots; o principal objetivo do backplane de 14-slots é instalar placas de vídeo multicanal, como alguns grandes sistemas de monitoramento, 64 canais ou 128 canais devem ser substituídos. backplane de 14 slots;
Condução térmica do chassi de controle industrial: A racionalidade da estrutura de dissipação de calor é um fator importante relacionado ao funcionamento estável do computador.
Resistência ao choque do chassi de controle industrial: Quando o chassi de controle industrial está funcionando, a unidade óptica, o disco rígido e vários ventiladores no chassi vibrarão em alta velocidade, e a vibração pode facilmente levar à leitura incorreta do disco, danos ao trilha do disco rígido e perda de dados. , portanto, a resistência ao choque do chassi também é um esquema de design estrutural importante do chassi.
Blindagem eletromagnética do chassi de controle industrial: Quando o host está funcionando, a placa principal, CPU, memória e várias placas gerarão uma grande quantidade de radiação eletromagnética, que causará certos danos ao corpo humano se não for evitada. Neste momento, o chassi tornou-se uma importante linha de defesa para blindar a radiação eletromagnética e proteger a saúde. Um chassi bem -protegido também pode bloquear efetivamente a interferência de radiação externa e garantir que os componentes internos do computador não sejam afetados pela radiação externa. Para aumentar o efeito de dissipação de calor do chassi de controle industrial, as partes necessárias do chassi terão orifícios, incluindo os orifícios da placa lateral do corpo da caixa, os orifícios de entrada de ar do exaustor e os orifícios de exaustão do exaustor ventilador, etc., de modo que o formato dos orifícios deve estar de acordo com a tecnologia que pode bloquear a radiação. Exigir. As aberturas no chassi devem ser tão pequenas quanto possível, e furos redondos com forte capacidade de bloqueio de radiação devem ser usados o máximo possível. Em segundo lugar, preste atenção à blindagem eletromagnética de várias luzes indicadoras e fiação do interruptor. Fios de conexão mais longos precisam ser projetados como fios trançados, e as partes metálicas soldadas expostas em ambas as extremidades dos fios devem ser enroladas com mangas de borracha, para evitar a radiação eletromagnética gerada pelos circuitos elétricos no chassi.
2. Backplane passivo
Os slots do backplane passivo consistem em slots de expansão de barramento. O slot de expansão de barramento pode ser composto de vários slots para expansão do barramento ISA, barramento PCI, barramento PCI-E e barramento PICMG de acordo com a aplicação real do usuário. Existem requisitos para a combinação e correspondência de vários barramentos na versão. Por exemplo, o barramento de versão PCIMG1.3 não fornece suporte ao barramento ISA. A placa tem uma estrutura de quatro-camadas, e as duas camadas do meio são a camada de solo e a camada de energia. Essa estrutura pode enfraquecer o sinal lógico na placa. interferência mútua e reduzir a impedância da fonte de alimentação. O backplane pode ser conectado a várias placas, incluindo placas de CPU, placas de exibição, placas de controle e placas de E/S.
3. Fonte de alimentação industrial
Nos primeiros dias, os computadores industriais anteriores usavam principalmente processadores Intel Pentium como fontes de alimentação de comutação AT. Assim como os PCs, eles usavam principalmente fontes de alimentação ATX, com uma média de-tempo de execução sem problemas de 250,000 horas.
4. Placa de CPU
Existem muitos tipos de placas de CPU IPC, que podem ser divididas em placas longas e placas de meio-comprimento de acordo com seu tamanho. A maioria deles usa processadores de sistema de desktop. Série i3\i5\i7 e outros processadores, os usuários da placa-mãe podem escolher qualquer um de acordo com suas necessidades. Suas principais características são: temperatura de trabalho 0-60 graus; com timer "watchdog" de hardware; algumas placas de CPU que requerem baixo consumo de energia usam séries de CPUs incorporadas.
5. Outros acessórios
Outros acessórios do IPC são basicamente compatíveis com PC, incluindo principalmente CPU, memória, placa gráfica, disco rígido, unidade de disquete, teclado, mouse, CD-ROM, monitor e assim por diante.
Campos aplicáveis:
O IPC tem sido amplamente utilizado em todos os aspectos da indústria e da vida das pessoas.
Por exemplo: local de controle, sistema de carregamento de controle de estradas e pontes, equipamentos médicos, monitoramento de proteção ambiental, segurança de comunicação, sistema de controle de tráfego inteligente, monitoramento e segurança de edifícios, call center de voz, máquina de filas, caixa registradora POS, máquina-ferramenta de controle numérico, dispensador de combustível, processamento de informações financeiras, aquisição e processamento de dados petroquímicos, exploração geofísica, operações portáteis de campo, proteção ambiental, indústria militar, energia elétrica, ferrovias, rodovias, aeroespacial, metrôs, edifícios inteligentes, publicidade externa.
