Industrial Personal Computer (IPC) è un computer di controllo industriale, che è un termine generale per gli strumenti che utilizzano una struttura bus per rilevare e controllare il processo di produzione, le apparecchiature elettromeccaniche e le apparecchiature di processo. I personal computer industriali hanno importanti attributi e caratteristiche del computer, come CPU del computer, disco rigido, memoria, periferiche e interfacce, nonché sistemi operativi, reti e protocolli di controllo, potenza di calcolo e interfaccia uomo-macchina amichevole. I prodotti e le tecnologie dell'industria del controllo industriale sono molto speciali e appartengono a prodotti intermedi, che forniscono computer industriali affidabili, integrati e intelligenti per altre industrie.
IPC ha le seguenti caratteristiche:
Affidabilità: L'Industrial Control Computer (IPC) ha le caratteristiche di funzionamento normale a lungo termine, diagnosi rapida e manutenibilità in ambienti difficili come polvere, fumo, alta / bassa temperatura, umidità, vibrazioni, corrosione, ecc. Il suo MTTR (MeanTimetoRepair) è generalmente di 5 minuti, l'MTTF è più di 100.000 ore, mentre l'MTTF dei PC ordinari è di sole 10.000-15.000 ore.
Real-time: IPC conduce il rilevamento e il controllo online in tempo reale dei processi di produzione industriale, risponde rapidamente ai cambiamenti delle condizioni di lavoro, raccoglie e regola l'output in tempo (la funzione watchdog non è disponibile nei normali PC), si auto-reset in difficoltà, garantisce il normale funzionamento del sistema.
Espansione: IPC ha una forte funzione di ingresso e uscita grazie alla struttura della scheda base + CPU e può espandere fino a 20 schede, che possono essere collegate con varie periferiche e schede in campo industriale, come controller stradali e sistemi di videosorveglianza. , rilevatori di veicoli, ecc. per completare varie attività.
Compatibilità: IPC può utilizzare risorse ISA e PCI e PICMG contemporaneamente e supporta vari sistemi operativi, assembly multilingue e sistemi operativi multi-tasking.
Sulla base delle caratteristiche di cui sopra, secondo le statistiche IPC nel 2000, ha rappresentato oltre il 95% dei computer generici. A causa del suo basso prezzo, dell'alta qualità, della grande produzione e delle abbondanti risorse software / hardware, è stato familiare e riconosciuto dalla maggior parte del personale tecnico. È la base della febbre del computer industriale. I suoi componenti principali sono chassis industriale, backplane passivo e varie schede che possono essere inserite su di esso, come scheda CPU, scheda I / O, ecc. E adottare il design di involucro interamente in acciaio, filtro a strati di scheda macchina, ventola a doppia pressione positiva e tecnologia EMC (compatibilità elettromagnetica) per risolvere le interferenze elettromagnetiche, vibrazioni, polvere, alta / bassa temperatura e altri problemi nel sito industriale.
La struttura principale del computer industriale:
1. Telaio interamente in acciaio
Il telaio interamente in acciaio di IPC è progettato secondo lo standard, che è anti-shock, anti-vibrazione e anti-interferenze elettromagnetiche, e un backplane passivo compatibile con PC-bus può essere installato all'interno.
Classificazione del telaio di controllo industriale:
(1) L'altezza è generalmente divisa in 1U (44MM * 430MM * XX), 2U (88 * 430 * XX), 3U, 4U (176MM * 430MM * XX), 5U, 6U, 7U, 8U, ecc. L'altezza di un 1U è 44MM , altre altezze e così via;
(2) Lunghezza: Ci sono due lunghezze standard internazionali, 450MM e 505MM. In base alle specifiche esigenze dei clienti, è possibile espandere anche altre lunghezze, come: 480MM, 500MM, 520MM, 530MM, 600MM, ecc. La dimensione del case 450MM ~ 520MM rappresenta oltre il 90% della domanda del mercato; il ruolo dello chassis allungato è principalmente il seguente tre: uno è quello di installare una scheda madre Xeon da 12 "* 13" a doppia CPU, che deve essere lunga 520MM per installare una scheda così grande; l'altro è quello di installare schede lunghe CPU industriale o schede video lunghe 300MM bisogno di spazio di espansione sufficiente; l'ultimo è la considerazione dello spazio di raffreddamento, perché alcuni utenti di monitoraggio devono installare schede video multicanale e più dischi rigidi, come 64 canali, 128 canali, ecc., 10 Un disco rigido ha bisogno di un buon effetto di raffreddamento;
(3) Orizzontale e a parete
Montaggio a parete: Inoltre, poiché alcuni produttori di apparecchiature devono posizionare il Centro di controllo (IPC) nelle loro apparecchiature. Pertanto, ci sono requisiti più severi sul volume del computer industriale. Il volume del tradizionale chassis da 19 pollici montato su rack è fondamentalmente difficile da soddisfare i requisiti, quindi viene introdotto uno chassis a parete per soddisfare tali esigenze dei clienti. Ad esempio, una certa marca della serie di telai a parete IPC-6606/6608. A causa delle dimensioni ridotte di questo tipo di chassis e dell'ambiente applicativo all'interno di un dispositivo, il concetto di progettazione si concentra anche sulla dissipazione del calore e sulle prestazioni di espansione. La figura seguente mostra lo stato interno del cabinet in cui IPC-6806 viene applicato a una piattaforma di test.
Struttura interna del telaio di controllo industriale:
Rack per dischi rigidi, rack per unità ottiche: esistono generalmente due tipi di rack per dischi rigidi, uno è di tipo diviso e l'altro è di tipo a scheda di pressione.
I telai di alta qualità hanno generalmente una funzione antiurto a molla in metallo; il numero di dischi rigidi installati è generalmente compreso tra 4 e 15;
Piastra inferiore: Ci sono varie specifiche della piastra inferiore; è principalmente diviso per le specifiche della scheda madre. Le schede madri ordinarie possono generalmente essere installate; tra questi, uno chassis con una lunghezza di 520MM o inferiore non può essere installato con una scheda madre dual-to-power 12 * 13 e deve essere installato uno chassis con una lunghezza di 520MM.
Striscia di carte di pressione: svolge principalmente un ruolo fisso. Quando si installa una scheda video lunga con monitoraggio di sicurezza o una scheda lunga CPU industriale, la scheda lunga deve essere riparata per evitare vibrazioni e instabilità durante l'uso.
Espansione degli slot posteriori: ci sono 7 slot o 14 slot; lo scopo principale del backplane a 14 slot è quello di installare schede video multicanale, come alcuni sistemi di monitoraggio di grandi dimensioni, 64 canali o 128 canali devono essere sostituiti. Backplane a 14 slot;
Conduzione termica dello chassis di controllo industriale: la razionalità della struttura di dissipazione del calore è un fattore importante relativo al fatto che il computer possa funzionare stabilmente.
Resistenza agli urti dello chassis di controllo industriale: quando lo chassis di controllo industriale funziona, l'unità ottica, il disco rigido e più ventole nello chassis vibrano ad alta velocità e la vibrazione può facilmente portare a una lettura errata del disco, danni alla traccia del disco rigido e perdita di dati. , quindi la resistenza agli urti del telaio è anche uno schema di progettazione strutturale chiave del telaio.
Schermatura elettromagnetica dello chassis di controllo industriale: quando l'host funziona, la scheda principale, la CPU, la memoria e varie schede genereranno una grande quantità di radiazioni elettromagnetiche, che causeranno determinati danni al corpo umano se non viene impedito. In questo momento, il telaio è diventato un'importante linea di difesa per schermare le radiazioni elettromagnetiche e proteggere la salute. Uno chassis ben schermato può anche bloccare efficacemente le interferenze delle radiazioni esterne e garantire che i componenti interni del computer non siano influenzati dalle radiazioni esterne. Al fine di aumentare l'effetto di dissipazione del calore del telaio di controllo industriale, le parti necessarie del telaio avranno dei fori, compresi i fori della piastra laterale del corpo della scatola, i fori di aspirazione dell'aria della ventola di scarico e i fori di scarico della ventola di scarico, ecc., Quindi la forma dei fori deve essere conforme alla tecnologia in grado di bloccare le radiazioni. Richiedere. Le aperture sul telaio dovrebbero essere il più piccole possibile e i fori rotondi con una forte capacità di blocco delle radiazioni dovrebbero essere usati il più possibile. In secondo luogo, prestare attenzione alla schermatura elettromagnetica di varie spie luminose e al cablaggio degli interruttori. I fili di collegamento più lunghi devono essere progettati come fili intrecciati e le parti metalliche saldate esposte ad entrambe le estremità dei fili devono essere avvolte con manicotti di gomma, in modo da evitare radiazioni elettromagnetiche generate dai circuiti elettrici nel telaio.
2. Backplane passivo
Gli slot del backplane passivo sono costituiti da slot di espansione del bus. Lo slot di espansione del bus può essere composto da più slot per espandere il bus ISA, il bus PCI, il bus PCI-E e il bus PICMG in base all'effettiva applicazione dell'utente. Ci sono requisiti per la combinazione e l'abbinamento di vari autobus nella versione. Ad esempio, il bus della versione PCIMG1.3 non fornisce il supporto del bus ISA. La tavola ha una struttura a quattro strati e i due strati centrali sono lo strato di terra e lo strato di potenza. Questa struttura può indebolire il segnale logico sulla scheda. interferenze reciproche e riduzione dell'impedenza di alimentazione. Il backplane può essere collegato a varie schede, tra cui schede CPU, schede video, schede di controllo e schede I / O.
3. Alimentazione industriale
Nei primi tempi, i precedenti computer industriali utilizzavano principalmente processori Intel Pentium come alimentatori a commutazione AT. Come i PC, utilizzavano principalmente alimentatori ATX, con un tempo di funzionamento medio senza problemi di 250.000 ore.
4. Scheda CPU
Esistono molti tipi di schede CPU IPC, che possono essere suddivise in schede lunghe e schede a mezza lunghezza in base alle loro dimensioni. La maggior parte di essi utilizza processori di sistema desktop. Serie i3\ i5 \ i7 e altri processori, gli utenti della scheda madre possono scegliere qualsiasi in base alle loro esigenze. Le sue caratteristiche principali sono: temperatura di lavoro 0-60 °C; con timer hardware "watchdog"; alcune schede CPU che richiedono un basso consumo energetico utilizzano serie incorporate di CPU.
5. Altri accessori
Altri accessori di IPC sono fondamentalmente compatibili con PC, principalmente tra cui CPU, memoria, scheda grafica, disco rigido, unità floppy, tastiera, mouse, CD-ROM, monitor e così via.
Campi applicabili:
IPC è stato ampiamente utilizzato in tutti gli aspetti dell'industria e della vita delle persone.
Ad esempio: sito di controllo, sistema di ricarica di controllo stradale e ponte, apparecchiature mediche, monitoraggio della protezione ambientale, sicurezza delle comunicazioni, sistema di controllo intelligente del traffico, monitoraggio e sicurezza degli edifici, call center vocale, macchina in coda, registratore di cassa del contatore POS, macchina utensile a controllo numerico, distributore di carburante, elaborazione di informazioni finanziarie, acquisizione ed elaborazione di dati petrolchimici, esplorazione geofisica, operazioni portatili sul campo, protezione ambientale, militare industria, energia elettrica, ferrovie, autostrade, aerospaziale, metropolitane, edifici intelligenti, pubblicità esterna.
