工控機箱的特點和應(yīng)用

工控機通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場而設(shè)計的計算機，而工業(yè)現(xiàn)場一般具有強烈的震動，灰塵特別多，另有很高的電磁場力干擾等特點，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒有休息。因此，工控機與普通計算機相比必須具有以下特點：

　　1） 機箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。 2） 機箱內(nèi)有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。 3） 機箱內(nèi)有專門電源，電源有較強的抗干擾能力。 4） 要求具有連續(xù)長時間工作能力。

　　5) 一般采用便于安裝的標(biāo)準(zhǔn)機箱（4U標(biāo)準(zhǔn)機箱較為常見） 注：除了以上的特點外，其余基本相同。另外，由于以上的專業(yè)特點，同層次的工控機在價格上要比普通計算機偏貴，但一般不會相差太多。

　　一、目前工控機的劣勢

　　盡管工控機與普通的商用計算機機相比，具有得天獨厚的優(yōu)勢，但其劣勢也是非常明顯的--數(shù)據(jù)處理能力差，具體如下：

　　1) 配置硬盤容量小 2) 數(shù)據(jù)安全性低 3) 存儲選擇性小 4）價格較高

　　二、控機工箱分類

　　IPC（Industry Personal Computer）簡稱工控機，或者硬盤錄像機，DVR（digital video recording）。工控電腦是在惡劣的環(huán)境下使用，對產(chǎn)品的易維護性、散熱、防塵、產(chǎn)品周期、甚至尺寸方面都有著嚴格的要求。因此在設(shè)計和選擇工控機平臺的時候，考慮的更多的是機構(gòu)的設(shè)計，然后才是對性能等的考慮。如中昌的工控基本沒有這些保護.

　　工控機箱分類：

　?。?）高度一般分1U（44MM*430MM*XX），2U（88*430*XX），3U，4U（178MM*430MM * XX），5U，6U，7U，8U等，一個1U的高度是44MM，其他高度依次類推；

　?。?）長度：國際標(biāo)準(zhǔn)的長度有兩種450MM與505MM，根據(jù)客戶的具體要求還可以擴分其他長度，比如：480MM，500MM，520MM，530MM，600MM等；其中450MM~~520MM的尺寸機箱占市場需求的90%以上；加長型機箱的作用主要是有以下3個：一個是安裝雙CPU至強12” * 13”的主板，必須要 520MM的長度才能安裝這樣的大板；另外一個是安裝工業(yè)CPU長卡或者是300MM長的視頻卡等需要足夠的擴展空間；最后一個是散熱空間的考慮，由于有些監(jiān)控用戶需要安裝多路視頻卡與多個硬盤，比如64路，128路等，10個硬盤就需要很好的散熱效果；

　?。?）臥式與壁掛式

　　壁掛式：此外，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。因此對工控機的體積有較為嚴格的要求。傳統(tǒng)的上架式19英寸機箱體積基本很難滿足要求，因此針對此種客戶需求，推出了壁掛式的機箱。例如某品牌的IPC－6606/6608壁掛機箱系列。這類機箱由于體積小，并且應(yīng)用環(huán)境在某設(shè)備內(nèi)部，因此設(shè)計理念也重在散熱和擴展性能上。下圖是IPC－6806應(yīng)用在某測試平臺的機柜內(nèi)部狀態(tài)。

　　服務(wù)器機箱--1U與2U。

　　三、工控機箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　硬盤架，光驅(qū)架:硬盤架一般分兩種，一種是分拆式，一種是壓卡式。品質(zhì)優(yōu)異的機箱一般都帶金屬彈簧防震功能；安裝硬盤數(shù)量一般從4—15個；底板：底板的規(guī)格有多種；主要以主板的規(guī)格來劃分。普通的主板一般都可以安裝；其中520MM以下長度的機箱是安裝不了12”*13”的雙至強大板的主板的，必須要520MM長度的機箱才能安裝。

　　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，必須要固定長卡，一面使用過程中出現(xiàn)晃動，不牢固等現(xiàn)象。后槽的擴展：有7槽或14槽兩種；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，必須要換成14槽的背板；如右上圖

　　四、工控機箱的導(dǎo)熱

　　散熱結(jié)構(gòu)的合理性是關(guān)系到計算機能否穩(wěn)定工作的重要因素。目前最有效的機箱散熱解決方案是利用互動散熱通道結(jié)構(gòu)散熱：外部低溫空氣由機箱前部120mm高速滾珠風(fēng)扇和機箱兩側(cè)散熱孔吸入進入機箱，經(jīng)過硬盤架、南北橋芯片、各種板卡、北橋芯片，最后到達CPU附近，在經(jīng)過CPU散熱器后，熱空氣一部分從機箱后部的兩個80mm高速滾珠排氣風(fēng)扇抽出機箱，另外一部分通過電源風(fēng)扇排出機箱。機箱風(fēng)扇采用滾珠風(fēng)扇，其優(yōu)點是風(fēng)量大、轉(zhuǎn)速高、發(fā)熱少、壽命長、噪音低，避免了過大的噪音，真正實現(xiàn)了“綠色”散熱。

　　五、工控機箱的抗震

　　工控機箱在工作的時候，由于機箱內(nèi)部的光驅(qū)、硬盤、機箱里的多個風(fēng)扇在高速運轉(zhuǎn)的時候都會產(chǎn)生震動，而震動很容易導(dǎo)致光盤讀錯和硬盤磁道損壞以至丟失數(shù)據(jù)，所以機箱的抗震性也是我們機箱關(guān)鍵的一個結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。因為考慮到機箱的抗腐蝕、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等的內(nèi)部要求，我們的機箱減震系統(tǒng)全部采用金屬材料制成，這比起用橡膠材料做減震不光能達到上述要求，還能起到抗老化，耐熱等作用。我們這套減震系統(tǒng)的解決方案得到了國內(nèi)外客戶的好評。

　　六、工控機箱的電磁屏蔽

　　我們的主機在工作的時候，主板、CPU、內(nèi)存和各種板卡都會產(chǎn)生大量的電磁輻射，如果不加以防范也會對人體造成一定傷害。這個時候機箱就成為了屏蔽電磁輻射，保護我們健康的一道重要防線。屏蔽良好的機箱還可以有效地阻隔外部輻射干擾，保證計算機內(nèi)部配件不受外部輻射影響。工控機箱為了增加散熱效果，機箱上必要的部分都會開孔，包括箱體側(cè)板孔、抽氣扇進風(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。機箱上的開孔要盡量小，而且要盡量采用阻隔輻射能力較強的圓孔。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，這樣也避免了機箱內(nèi)用電線路產(chǎn)生的電磁輻射。