Máy tính cá nhân công nghiệp (IPC) là một máy tính điều khiển công nghiệp, là một thuật ngữ chung cho các công cụ sử dụng cấu trúc xe buýt để phát hiện và kiểm soát quá trình sản xuất, thiết bị cơ điện và thiết bị xử lý. Máy tính cá nhân công nghiệp có các thuộc tính và đặc điểm máy tính quan trọng, chẳng hạn như CPU máy tính, đĩa cứng, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi và giao diện, cũng như hệ điều hành, mạng điều khiển và giao thức, sức mạnh tính toán và giao diện thân thiện giữa người và máy. Các sản phẩm và công nghệ của ngành công nghiệp điều khiển công nghiệp rất đặc biệt và thuộc về các sản phẩm trung gian, cung cấp máy tính công nghiệp đáng tin cậy, nhúng và thông minh cho các ngành công nghiệp khác.
IPC có các đặc điểm sau:
Độ tin cậy: Máy tính điều khiển công nghiệp (IPC) có các đặc điểm hoạt động bình thường lâu dài, chẩn đoán nhanh và khả năng duy trì trong môi trường khắc nghiệt như bụi, khói, nhiệt độ cao / thấp, độ ẩm, rung động, ăn mòn, v.v. MTTR (MeanTimetoRepair) của nó thường là 5 phút, MTTF là hơn 100.000 giờ, trong khi MTTF của pc thông thường chỉ là 10.000 đến 15.000 giờ.
Thời gian thực: IPC tiến hành phát hiện và kiểm soát trực tuyến theo thời gian thực các quy trình sản xuất công nghiệp, phản ứng nhanh chóng với những thay đổi trong điều kiện làm việc, thu thập và điều chỉnh sản lượng kịp thời (chức năng giám sát không có sẵn trong pc thông thường), tự thiết lập lại trong đau khổ, đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống.
Mở rộng: IPC có chức năng đầu vào và đầu ra mạnh mẽ do cấu trúc thẻ GỐC + CPU và có thể mở rộng lên đến 20 bảng, có thể được kết nối với các thiết bị ngoại vi và bảng khác nhau trong lĩnh vực công nghiệp, chẳng hạn như bộ điều khiển đường bộ và hệ thống giám sát video. , máy dò xe, vv để hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau.
Khả năng tương thích: IPC có thể sử dụng tài nguyên ISA và PCI và PICMG cùng một lúc và hỗ trợ các hệ điều hành khác nhau, lắp ráp đa ngôn ngữ và hệ điều hành đa tác vụ.
Dựa trên các đặc điểm trên, theo thống kê của IPC năm 2000, nó đã chiếm hơn 95% máy tính đa năng. Do giá thấp, chất lượng cao, sản lượng lớn và tài nguyên phần mềm / phần cứng phong phú, nó đã quen thuộc và được công nhận bởi phần lớn nhân viên kỹ thuật. Đó là cơ sở của cơn sốt máy tính công nghiệp. Các thành phần chính của nó là khung gầm công nghiệp, backplane thụ động và các bảng khác nhau có thể được chèn vào nó, chẳng hạn như thẻ CPU, thẻ I / O, v.v. Và áp dụng thiết kế vỏ toàn thép, bộ lọc lớp thẻ máy, quạt áp suất dương kép và công nghệ EMC (tương thích điện từ) để giải quyết nhiễu điện từ, rung động, bụi, nhiệt độ cao / thấp và các vấn đề khác trong khu công nghiệp.
Cấu trúc chính của máy tính công nghiệp:
1. Khung gầm toàn thép
Khung gầm hoàn toàn bằng thép của IPC được thiết kế theo tiêu chuẩn, đó là chống sốc, chống rung và chống nhiễu điện từ, và một backplane thụ động tương thích với PC-bus có thể được cài đặt bên trong.
Phân loại khung gầm điều khiển công nghiệp:
(1) Chiều cao thường được chia thành 1U (44MM * 430MM * XX), 2U (88 * 430 * XX), 3U, 4U (176MM * 430MM * XX), 5U, 6U, 7U, 8U, v.v. Chiều cao của một 1U là 44MM, độ cao khác và như vậy;
(2) Chiều dài: Có hai chiều dài tiêu chuẩn quốc tế, 450MM và 505MM. Theo yêu cầu cụ thể của khách hàng, các chiều dài khác cũng có thể được mở rộng, chẳng hạn như: 480MM, 500MM, 520MM, 530MM, 600MM, v.v. Kích thước của vỏ 450MM ~ 520MM chiếm hơn 90% nhu cầu thị trường; vai trò của khung gầm kéo dài chủ yếu là ba điều sau: một là lắp đặt bo mạch chủ Xeon 12 " * 13" CPU kép, phải có chiều dài 520MM để lắp đặt một bảng lớn như vậy; hai là cài đặt thẻ dài CPU công nghiệp hoặc card màn hình dài 300MM cần đủ không gian mở rộng; cuối cùng là xem xét không gian làm mát, bởi vì một số người dùng giám sát cần cài đặt card màn hình đa kênh và nhiều đĩa cứng, chẳng hạn như 64 kênh, 128 kênh, v.v., 10 Đĩa cứng A cần hiệu quả làm mát tốt;
(3) Ngang và treo tường
Wall Mount: Ngoài ra, như một số nhà sản xuất thiết bị cần phải đặt Trung tâm điều khiển (IPC) trong thiết bị của họ. Do đó, có những yêu cầu nghiêm ngặt hơn về khối lượng của máy tính công nghiệp. Khối lượng của khung gầm 19 inch gắn trên giá đỡ truyền thống về cơ bản là khó đáp ứng các yêu cầu, vì vậy khung gầm treo tường được giới thiệu để đáp ứng nhu cầu của khách hàng như vậy. Ví dụ, một thương hiệu nhất định của loạt khung gầm gắn trên tường IPC-6606/6608. Do kích thước nhỏ của loại khung gầm này và môi trường ứng dụng bên trong thiết bị, khái niệm thiết kế cũng tập trung vào hiệu suất tản nhiệt và mở rộng. Hình dưới đây cho thấy tình trạng nội bộ của nội các nơi IPC-6806 được áp dụng cho một nền tảng thử nghiệm.
Cấu trúc bên trong của khung điều khiển công nghiệp:
Giá đỡ đĩa cứng, giá đỡ ổ đĩa quang: Thường có hai loại giá đỡ đĩa cứng, một là loại tách và loại còn lại là loại thẻ áp lực.
Khung gầm chất lượng cao thường có chức năng chống sốc lò xo kim loại; số lượng đĩa cứng được cài đặt thường từ 4 đến 15;
Tấm đáy: Có nhiều thông số kỹ thuật khác nhau của tấm đáy; nó chủ yếu được chia theo các thông số kỹ thuật của bo mạch chủ. Bo mạch chủ thông thường thường có thể được cài đặt; trong số đó, một khung gầm có chiều dài từ 520MM trở xuống không thể được lắp đặt với bo mạch chủ bảng công suất kép 12 * 13 và phải lắp đặt khung gầm có chiều dài 520MM.
Dải thẻ áp lực: chủ yếu đóng một vai trò cố định. Khi cài đặt thẻ dài video có giám sát bảo mật hoặc thẻ dài CPU công nghiệp, thẻ dài phải được cố định để tránh rung lắc và mất ổn định trong quá trình sử dụng.
Mở rộng các khe phía sau: có 7 khe hoặc 14 khe; Mục đích chính của backplane 14 khe là cài đặt card màn hình đa kênh, chẳng hạn như một số hệ thống giám sát lớn, 64 kênh hoặc 128 kênh phải được thay thế. Backplane 14 khe;
Dẫn nhiệt của khung điều khiển công nghiệp: Tính hợp lý của cấu trúc tản nhiệt là một yếu tố quan trọng liên quan đến việc máy tính có thể hoạt động ổn định hay không.
Khả năng chống sốc của khung điều khiển công nghiệp: Khi khung điều khiển công nghiệp hoạt động, ổ đĩa quang, đĩa cứng và nhiều quạt trong khung gầm sẽ rung ở tốc độ cao và rung động có thể dễ dàng dẫn đến đọc sai đĩa, làm hỏng theo dõi đĩa cứng và mất dữ liệu. , vì vậy khả năng chống sốc của khung gầm cũng là một sơ đồ thiết kế cấu trúc quan trọng của khung gầm.
Che chắn điện từ khung điều khiển công nghiệp: Khi máy chủ đang hoạt động, bảng chính, CPU, bộ nhớ và các bảng khác nhau sẽ tạo ra một lượng lớn bức xạ điện từ, điều này sẽ gây ra thiệt hại nhất định cho cơ thể con người nếu nó không được ngăn chặn. Tại thời điểm này, khung gầm đã trở thành một tuyến phòng thủ quan trọng để bảo vệ bức xạ điện từ và bảo vệ sức khỏe. Một khung gầm được bảo vệ tốt cũng có thể ngăn chặn hiệu quả nhiễu bức xạ bên ngoài và đảm bảo rằng các thành phần bên trong của máy tính không bị ảnh hưởng bởi bức xạ bên ngoài. Để tăng hiệu quả tản nhiệt của khung điều khiển công nghiệp, các bộ phận cần thiết của khung gầm sẽ có lỗ, bao gồm các lỗ tấm bên của thân hộp, lỗ hút khí của quạt xả và lỗ xả của quạt xả, v.v., vì vậy hình dạng của các lỗ phải phù hợp với công nghệ có thể chặn bức xạ. Yêu cầu. Các lỗ hổng trên khung gầm nên càng nhỏ càng tốt, và các lỗ tròn có khả năng chặn bức xạ mạnh nên được sử dụng càng nhiều càng tốt. Thứ hai, chú ý đến việc che chắn điện từ của các đèn báo khác nhau và chuyển đổi hệ thống dây điện. Dây kết nối dài hơn cần được thiết kế như dây bị mắc kẹt, và các bộ phận kim loại hàn tiếp xúc ở cả hai đầu của dây phải được bọc bằng tay áo cao su, để tránh bức xạ điện từ được tạo ra bởi các mạch điện trong khung gầm.
2. Backplane thụ động
Các khe của backplane thụ động bao gồm các khe mở rộng xe buýt. Khe mở rộng xe buýt có thể bao gồm nhiều khe cắm để mở rộng xe buýt ISA, xe buýt PCI, xe buýt PCI-E và xe buýt PICMG theo ứng dụng thực tế của người dùng. Có những yêu cầu cho sự kết hợp và kết hợp của các xe buýt khác nhau trong phiên bản. Ví dụ: xe buýt phiên bản PCIMG1.3 không cung cấp hỗ trợ xe buýt ISA. Bảng có cấu trúc bốn lớp, và hai lớp giữa là lớp mặt đất và lớp điện. Cấu trúc này có thể làm suy yếu tín hiệu logic trên bảng. can thiệp lẫn nhau và giảm trở ngại cung cấp điện. Backplane có thể được cắm với các bảng khác nhau, bao gồm thẻ CPU, thẻ hiển thị, thẻ điều khiển và thẻ I / O.
3. Cung cấp điện công nghiệp
Trong những ngày đầu, các máy tính công nghiệp trước đây chủ yếu sử dụng bộ xử lý Intel Pentium làm nguồn điện chuyển mạch AT. Giống như PC, họ chủ yếu sử dụng nguồn điện ATX, với thời gian chạy trung bình không gặp sự cố là 250.000 giờ.
4. Thẻ CPU
Có rất nhiều loại thẻ CPU IPC, có thể được chia thành thẻ dài và thẻ nửa chiều dài theo kích thước của chúng. Hầu hết trong số họ sử dụng bộ xử lý hệ thống máy tính để bàn. dòng i3\i5\i7 và các bộ xử lý khác, người dùng bo mạch chủ có thể chọn bất kỳ theo nhu cầu của họ. Các tính năng chính của nó là: nhiệt độ làm việc 0-60 °C; với bộ đếm thời gian "giám sát" phần cứng; một số thẻ CPU yêu cầu mức tiêu thụ điện năng thấp sử dụng hàng loạt CPU nhúng.
5. Phụ kiện khác
Các phụ kiện khác của IPC về cơ bản tương thích với PC, chủ yếu bao gồm CPU, bộ nhớ, card đồ họa, đĩa cứng, ổ đĩa mềm, bàn phím, chuột, CD-ROM, màn hình...
Các trường áp dụng:
IPC đã được sử dụng rộng rãi trong tất cả các khía cạnh của ngành công nghiệp và cuộc sống của người dân.
Ví dụ: trang web điều khiển, hệ thống sạc điều khiển đường bộ và cầu, thiết bị y tế, giám sát bảo vệ môi trường, an ninh thông tin liên lạc, hệ thống điều khiển giao thông thông minh, giám sát và an ninh tòa nhà, trung tâm cuộc gọi thoại, máy xếp hàng, máy tính tiền quầy POS, máy công cụ điều khiển số, bộ phân phối nhiên liệu, xử lý thông tin tài chính, thu thập và xử lý dữ liệu hóa dầu, thăm dò địa vật lý, hoạt động di động lĩnh vực, bảo vệ môi trường, quân sự công nghiệp, điện, đường sắt, đường cao tốc, hàng không vũ trụ, tàu điện ngầm, tòa nhà thông minh, quảng cáo ngoài trời.
