工控機箱的特點和應用

工控機通俗的說就是專門為工業現場而設計的計算機，而工業現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作業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） 機箱采用鋼結構，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。 2） 機箱內有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。 3） 機箱內有專門電源，電源有較強的抗干擾能力。 4） 要求具有連續長時間工作能力。

　　5) 一般采用便于安裝的標準機箱（4U標準機箱較為常見） 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，具有得天獨厚的優勢，但其劣勢也是非常明顯的--數據處理能力差，具體如下：

　　1) 配置硬盤容量小 2) 數據安全性低 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境下使用，對產品的易維護性、散熱、防塵、產品周期、甚至尺寸方面都有著嚴格的要求。因此在設計和選擇工控機平臺的時候，考慮的更多的是機構的設計，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：

　　（1）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；

　　（2）長度：國際標準的長度有兩種450MM與505MM，根據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；

　　（3）臥式與壁掛式

　　壁掛式：此外，由于某些設備制造商需要把控制中心（IPC）放置在其設備之中。因此對工控機的體積有較為嚴格的要求。傳統的上架式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，并且應用環境在某設備內部，因此設計理念也重在散熱和擴展性能上。下圖是IPC－6806應用在某測試平臺的機柜內部狀態。

　　服務器機箱--1U與2U。

　　三、工控機箱內部結構

　　硬盤架，光驅架:硬盤架一般分兩種，一種是分拆式，一種是壓卡式。品質優異的機箱一般都帶金屬彈簧防震功能；安裝硬盤數量一般從4—15個；底板：底板的規格有多種；主要以主板的規格來劃分。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。有安防監控的安裝視頻長卡，或者是工業CPU長卡時，必須要固定長卡，一面使用過程中出現晃動，不牢固等現象。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，比如有些大型的監控系統，則要64路，或者128路時，必須要換成14槽的背板；如右上圖

　　四、工控機箱的導熱

　　散熱結構的合理性是關系到計算機能否穩定工作的重要因素。目前最有效的機箱散熱解決方案是利用互動散熱通道結構散熱：外部低溫空氣由機箱前部120mm高速滾珠風扇和機箱兩側散熱孔吸入進入機箱，經過硬盤架、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高速滾珠排氣風扇抽出機箱，另外一部分通過電源風扇排出機箱。機箱風扇采用滾珠風扇，其優點是風量大、轉速高、發熱少、壽命長、噪音低，避免了過大的噪音，真正實現了“綠色”散熱。

　　五、工控機箱的抗震

　　工控機箱在工作的時候，由于機箱內部的光驅、硬盤、機箱里的多個風扇在高速運轉的時候都會產生震動，而震動很容易導致光盤讀錯和硬盤磁道損壞以至丟失數據，所以機箱的抗震性也是我們機箱關鍵的一個結構設計方案。因為考慮到機箱的抗腐蝕、導電、導熱等的內部要求，我們的機箱減震系統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。我們這套減震系統的解決方案得到了國內外客戶的好評。

　　六、工控機箱的電磁屏蔽

　　我們的主機在工作的時候，主板、CPU、內存和各種板卡都會產生大量的電磁輻射，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，包括箱體側板孔、抽氣扇進風孔和排氣扇排風孔等等，所以孔的形狀必須符合能阻擋輻射的技術要求。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接線的電磁屏蔽。比較長的連接線需要設計成絞線，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用電線路產生的電磁輻射。