工控機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖工控機（IndustrialPersonalComputer?IPC）是一種加固的增強型個人計算機，它可以作為一個工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運行。早在80年代初期，美國AD公司就推出了類似IPC的MAC-150工控機，隨后美國IBM公司正式推出工業(yè)個人計算機IBM7532。由于IPC的性能可靠、軟件豐富、價格低廉，而在工控機中異軍突起，后來居上，應(yīng)用日趨廣泛。 [編輯本段]工控機定義 工控機即工業(yè)控制計算機，但現(xiàn)在，更時髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡稱IPC，全稱IndustrialPersonalComputer。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。 IPC的技術(shù)特點： 1、采用符合“EIA”標(biāo)準(zhǔn)的全鋼化工業(yè)機箱，增強了抗電磁干擾能力。 2、采用總線結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計技術(shù)。CPU及各功能模塊皆使用插板式結(jié)構(gòu)，并帶有壓桿軟鎖定，提高了抗沖擊、抗振動能力。 3、機箱內(nèi)裝有雙風(fēng)扇，正壓對流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵。 4、配有高度可靠的工業(yè)電源，并有過壓、過流保護。 5、電源及鍵盤均帶有電子鎖開關(guān)，可防止非法開、關(guān)和非法鍵盤輸入。 6、具有自診斷功能。 7、可視需要選配I/O模板。 8、設(shè)有“看門狗”定時器，在因故障死機時，無需人的干預(yù)而自動復(fù)位。 9、開放性好，兼容性好，吸收了PC機的全部功能，可直接運行PC機的各種應(yīng)用軟件。 10、可配置實時操作系統(tǒng)，便于多任務(wù)的調(diào)度和運行。 11、可采用無源母板（底板），方便系統(tǒng)升級。 [編輯本段]主要結(jié)構(gòu) 1、全鋼機箱 IPC的全鋼機箱是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，抗沖擊、抗振動、抗電磁干擾，內(nèi)部可安裝同PC-bus兼容的無源底板。 2、無源底板 無源底板的插槽由ISA和PCI總線的多個插槽組成，ISA或PCI插槽的數(shù)量和位置根據(jù)需要有一定選擇，該板為四層結(jié)構(gòu)，中間兩層分別為地層和電源層，這種結(jié)構(gòu)方式可以減弱板上邏輯信號的相互干擾和降低電源阻抗。底板可插接各種板卡，包括CPU卡、顯示卡、控制卡、I/O卡等。 3、工業(yè)電源 為AT開關(guān)電源，平均無故障運行時間達到250，000小時。 4、CPU卡 IPC的CPU卡有多種，根據(jù)尺寸可分為長卡和半長卡，根據(jù)處理器可分為386、486、586、PII、PIII主板，用戶可視自己的需要任意選配。其主要特點是：工作溫度0-60℃；裝有“看門狗”計時器；低功耗，最大時為5V/2.5A。 5、其他配件： IPC的其他配件基本上都與PC機兼容，主要有CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤、軟驅(qū)、鍵盤、鼠標(biāo)、光驅(qū)、顯示器等。 國內(nèi)生產(chǎn)工控機的廠家有研祥、華北工控、研華、愛雷絲等。國外的工控機西門子的很出名。工控機箱標(biāo)準(zhǔn)長度為19英寸，高度為4U。 6、適用領(lǐng)域 目前，IPC已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及人們生活的方方面面。 例如：控制現(xiàn)場、路橋收費、醫(yī)療、環(huán)保、通訊、智能交通、監(jiān)控、語音、排隊機、POS、數(shù)控機床、加油機、金融、石化、物探、野外便攜、環(huán)保、軍工、電力、鐵路、高速公路、航天、地鐵等等。 [編輯本段]工控機特點 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。 3.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 [編輯本段]工控機箱分類 IPC（IndustryPersonalComputer）簡稱工控機，或者硬盤錄像機，DVR（digitalvideorecording）。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： （一）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； （二）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； （三）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 [編輯本段]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；如下圖所示： 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，以免使用過程中出現(xiàn)晃動，不牢固等現(xiàn)象。如左下圖 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 7.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。 8.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。 9.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。