工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析

（文章來源：工控網(wǎng)）

工控機(jī)（IndustrialPersonalComputer-IPC）即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對生產(chǎn)過程及機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的工具總稱。工控機(jī)具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征，如具有計(jì)算機(jī)CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口，并有操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計(jì)算能力、友好的人機(jī)界面。工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊，屬于中間產(chǎn)品，是為其他各行業(yè)提供可靠、嵌入式、智能化的工業(yè)計(jì)算機(jī)。

工控機(jī)的主要類別有：IPC（PC總線工業(yè)電腦）、PLC（可編程控制系統(tǒng)）、DCS（分散型控制系統(tǒng)）、FCS（現(xiàn)場總線系統(tǒng)）及CNC（數(shù)控系統(tǒng)）五種。

IPC工控機(jī)是最為常見的，因其價(jià)格低、質(zhì)量高、產(chǎn)量大、軟/硬件資源豐富，已被廣大的技術(shù)人員所熟悉和認(rèn)可，這正是工業(yè)電腦熱的基礎(chǔ)。它可以作為一個(gè)工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行。主要用于環(huán)境比較惡劣的場合，比如：航海、電廠、化工廠、礦廠、地下作業(yè)、機(jī)床加工等。工控機(jī)箱需具有耐擠壓、耐腐蝕、抗灰塵、抗振動(dòng)、抗輻射等特點(diǎn)。所以工業(yè)機(jī)箱在工控機(jī)中起到關(guān)鍵的作用，工業(yè)機(jī)箱質(zhì)量的好壞與工控機(jī)工作效率息息相關(guān)。

工控機(jī)箱分類：（一）高度：一般分為1U，2U，3U，4U，5U，6U，7U，8U等，一個(gè)1U的高度是44.5MM，其他高度依次類推；上架式寬度也是有固定標(biāo)準(zhǔn)的，箱體統(tǒng)一寬度為430MM，帶把手寬度為482MM，稱之為上架式19英寸機(jī)箱。（二）長度：根據(jù)客戶的具體要求擴(kuò)展各種規(guī)格長度，比如：380MM，400MM，450MM，480MM，500MM，520MM，530MM，600MM等；（三）臥式與壁掛式。

〔1〕臥式：臥式機(jī)箱是較為常見的工業(yè)機(jī)箱，主要是4U規(guī)格為主，4U又以450MM～520MM的尺寸機(jī)箱占市場需求的90%以上；450MM以下短規(guī)格機(jī)箱主要是安裝M-ATX和ITX小主板；450MM～500MM間是安裝ATX規(guī)格主板；520MM以上加長型機(jī)箱的作用主要是有以下3個(gè)：一個(gè)是安裝雙CPU至強(qiáng)EATX12“×13”的主板，必須要520MM的長度才能安裝這樣的大板；另外一個(gè)是安裝工業(yè)CPU長卡或者是300MM長的視頻卡等需要足夠的擴(kuò)展空間；最后一個(gè)是散熱空間的考慮，由于有些監(jiān)控用戶需要安裝多路視頻卡與多個(gè)硬盤，比如64路，128路等，10個(gè)硬盤就需要很好的散熱效果。

〔2〕壁掛式：由于某些設(shè)備制造商需要把控制中心（IPC）放置在其設(shè)備之中。因此對工控機(jī)的體積有較為嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的上架式19英寸機(jī)箱體積基本很難滿足要求，因此針對此種客戶需求，推出了壁掛式的機(jī)箱。例如東莞市久訊電腦有限公司生產(chǎn)“久銀工控”品牌的6C330型號壁掛機(jī)箱。這類機(jī)箱由于體積小，并且應(yīng)用環(huán)境在某設(shè)備內(nèi)部，因此設(shè)計(jì)理念也重在散熱和擴(kuò)展性能上。

工控機(jī)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)：（一）硬盤架，光驅(qū)架：品質(zhì)優(yōu)異的機(jī)箱一般都帶金屬彈簧防震功能；（二）底板：底板的規(guī)格有多種；14槽后窗安裝ISA或PCI規(guī)格工業(yè)CPU長卡母板，7槽后窗安裝ATX規(guī)格普通PC主板。（三）壓卡條：主要起固定作用。有安防監(jiān)控的安裝視頻長卡，或者是工業(yè)CPU長卡時(shí)，必須要固定長卡，以免使用過程中出現(xiàn)晃動(dòng)，不牢固等現(xiàn)象。

（四）后槽的擴(kuò)展：有7槽或14槽兩種；7槽背板主要為普通PC主板安裝其他擴(kuò)展卡；14槽的背板主要的用途是安裝多路視頻卡，比如有些大型的監(jiān)控系統(tǒng)，則要64路，或者128路時(shí)，必須要換成14槽的背板；（五）導(dǎo)軌：機(jī)箱兩側(cè)均需帶有機(jī)柜導(dǎo)軌專用預(yù)留安裝螺絲孔，便于固定于機(jī)柜方便維護(hù)。

（六）工控機(jī)箱的導(dǎo)熱：散熱結(jié)構(gòu)的合理性是關(guān)系到計(jì)算機(jī)能否穩(wěn)定工作的重要因素。（七）工控機(jī)箱的抗震：工控機(jī)箱在工作的時(shí)候，由于機(jī)箱內(nèi)部的光驅(qū)、硬盤、機(jī)箱里的多個(gè)風(fēng)扇在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，而震動(dòng)很容易導(dǎo)致光盤讀錯(cuò)和硬盤磁道損壞以至丟失數(shù)據(jù)，所以機(jī)箱的抗震性也是機(jī)箱關(guān)鍵的一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

（八）工控機(jī)箱的電磁屏蔽：主機(jī)在工作的時(shí)候，主板、CPU、內(nèi)存和各種板卡都會(huì)產(chǎn)生大量的電磁輻射，如果不加以防范也會(huì)對人體造成一定傷害。這個(gè)時(shí)候機(jī)箱就成為了屏蔽電磁輻射，保護(hù)健康的一道重要防線。屏蔽良好的機(jī)箱還可以有效地阻隔外部輻射干擾，保證計(jì)算機(jī)內(nèi)部配件不受外部輻射影響。

工控機(jī)箱為了增加散熱效果，機(jī)箱上必要的部分都會(huì)開孔，包括箱體側(cè)板孔、抽氣扇進(jìn)風(fēng)孔和排氣扇排風(fēng)孔等等，所以孔的形狀必須符合能阻擋輻射的技術(shù)要求。機(jī)箱上的開孔要盡量小，而且要盡量采用阻隔輻射能力較強(qiáng)的圓孔。其次，要注意各種指示燈和開關(guān)接線的電磁屏蔽。比較長的連接線需要設(shè)計(jì)成絞線，線兩端的裸露的焊接金屬部分必需用膠套包裹，這樣就避免了機(jī)箱內(nèi)用電線路產(chǎn)生的電磁輻射。
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