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小型工控机的分类及优点机箱内部结构主要特

发布时间:2020-02-15 17:47:04

小型工控机的分类及优点、机箱内部结构、主要特点等知识归纳

原标题:小型工控机的分类及优点、机箱内部结构、主要特点等知识归纳

小型工控机即工业控制计算机,是一种采用总线结构,对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称,小型工控机具有重要的计算机属性和特征,如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口,并有操作系统、控制络和协议、计算能力、友好的人机界面,工控行业的产品和技术非常特殊,属于中间产品,是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。下面为大家介绍一下小型工控机的分类及优点、机箱内部结构、主要特点、品牌大全、发展趋势。

小型工控机的分类及优点

一、IPC

即基于PC总线的工业电脑,据2000年IPC统计目前PC机已占到通用计算机的95%以上,因其价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富,已被广大的技术人员所熟悉和认可,这正是工业电脑热的基础,其主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成,如CPU卡、I/O卡等,并采取全钢机壳、机卡压条过滤,双正压风扇等设计及EMC技术以解决工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。

优点:

(1)可靠性

工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温、潮湿、震动、腐蚀和快速诊断和可维护性,其MTTR(MeanTimetoRepair)一般为5min,MTTF10万小时以上,而普通PC的MTTF仅为10000~15000小时;

(2)实时性

工业PC对工业生产过程进行实时检测与控制,对工作状况的变化给予快速响应,及时进行采集和输出调节(看门狗功能这是普通PC所不具有的),遇险自复位,保证系统的正常运行;

(3)扩充性

工业PC由于采用底板+CPU卡结构,因而具有很强的输入输出功能,最多可扩充20个板卡,能与工业现场的各种外设、板卡如与道控制器、视频监控系统、车辆检测仪等相连,以完成各种任务;

(4)兼容性

能同时利用ISA与PCI及PICMG资源,并支持各种操作系统,多种语言汇编,多任务操作系统。

二、可编程序控制器(PLC)

PLC 英文全称Programmable Logic Controller,中文全称为可编程逻辑控制器,定义是:一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统,它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

三、分散型控制系统(DCS)

DCS 英文全称Distributed Control System,中文全称为分布式控制系统,它是一种高性能、高质量、低成本、配置灵活的分散控制系统系列产品,可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统(SCADA),能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求,系统的模块化设计、合理的软硬件功能配置和易于扩展的能力,能广泛用于各种大、中、小型电站的分散型控制、发电厂自动化系统的改造以及钢铁、石化、造纸、水泥等工业生产过程控制。

四、现场总线系统(FCS)

FCS英文全称Fieldbus Control System,中文全称为现场总线控制系统,它是全数字串行、双向通信系统,系统内测量和控制设备如探头、激励器和控制器可相互连接、监测和控制,在工厂络的分级中,它既作为过程控制(如PLC,LC等)和应用智能仪表(如变频器、阀门、条码阅读器等)的局部,又具有在络上分布控制应用的内嵌功能。由于其广阔的应用前景,众多国外有实力的厂家竞相投入力量,进行产品开发,目前,国际上已知的现场总线类型有四十余种,比较典型的现场总线有:FF,Profibus,LONworks,CAN,HART,CC-LINK等。

五、数控系统(CNC)

CNC英文全称Computer numerical control,中文全称为计算机数字控制系统,它是采用微处理器或专用微机的数控系统,由事先存放在存储器里系统程序(软件)来实现控制逻辑,实现部分或全部数控功能,并通过接口与外围设备进行联接,称为计算机数控,简称CNC系统,数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品;其技术范围覆盖很多领域:

1、机械制造技术;

2、信息处理、加工、传输技术;

3、自动控制技术;

4、伺服驱动技术;

5、传感器技术;

6、软件技术等。

小型工控机箱内部结构

1、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个。

2、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。

3、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。

4、无源底板

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12í13的双至强大板的主板的,必须要520mm长度的机箱才能安装,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。

5、工业电源

早期在以Intel 奔腾处理器为主的之前的小型工控机主要使用为AT开关电源,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。

6、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38686_x0005_86PIII,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℃;带有硬件;也有部份要求低功耗的CPU卡采用的是嵌入式系列的CPU。

7、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。

8、小型工控机箱的散热

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,小型工控机箱散热主要依靠风扇,一般具有4个4cm风扇,用于给系统降温,1个8cm滚珠散热风扇,带可拆修过滤,1个12cm活动式滚珠散热风扇,带可拆修过滤,带滤的86CFM冷却风扇。

9、小型工控机箱的抗震

小型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。

10、小型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,小型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。

小型工控机的主要特点

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,小型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)。

小型工控机的品牌大全

德国西门子小型工控机(Siemens)、控创小型工控机(Kontron)、日本康泰克小型工控机(Cntec)、德国倍福小型工控机(Beckhoff)、美国国家仪器有限公司(National Instruments,NI)、奥地利贝加莱小型工控机(BR)、德国万可小型工控机(WAGO)、瑞强小型工控机(Nematron)、美国APPRO小型工控机、美国ICS小型工控机、法国Schneider/施耐德、研华(Advantech)、研祥(EVOC)、华北工控、威强(IEI)、凌华(ADLINK)、艾讯科技(AXIOMTEK)、硕控智能(SOKON)、研扬(AAEON)、磐仪(ARBOR)、科迪亚天工、NEXCOM/新汉。

小型工控机的发展趋势

1、向综合方向发展:

由于标准化数据通信线路和通信络的发展,将各种单(多)回路调节器、PLC、工业比、NC等工控设备构成大系统,以满足工厂自动化要求,并适应开放化的大趋势。

2、向智能化方向发展:

由于数据库系统、推理机能等的发展,尤其是知识库系统(KBS)和专家系统(ES)的应用,如自学习控制、远距离诊断和自寻优等,人工智能会在DCS各级实现,和FF现场总线类似,以微处理器为基础的智能设备,如智能I/O智能PID控制、智能传感器、变送器、执行器、智能人接口及可编程调节器相继出现。

3、工业PC化:

由于巩组成此S成为一大趋势,PC作为DCS的操作站或节点机已经很普遍.PC—PLC、PC—S,19、Pc—Nc等就是Pc—Dcs先驱。

4、专业化:

DCS为更适合各相应领域的应用,就要进一步了解这个专业的工艺和应用要求,以逐步形成如核电站此S,变电钻DGS、玻璃DCS及水泥DCS等。

以上是为大家介绍的小型工控机的分类及优点、机箱内部结构、主要特点、品牌大全、发展趋势。随着嵌入式技术的发展,基于嵌入式系统的小型工控机产品也成为了近年来工控行业的一大发展趋势,小型化、低功耗、无风扇、宽温设计、适应恶劣工作环境的种种优势使其迅速得到新兴市场领域的青睐。而今客户不再仅仅满足于接受单一的产品,而更倾向于厂商可以提供以小型工控机为核心的整体解决方案,这势必将改变整个小型工控机产业的服务模式,而随小型工控机应用领域不断拓展,对其定制化和专用化产品要求也会不断的提高。

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