工控机介绍

工控机（Industrial Personal Computer—IPC）是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。早在80年代初期，美国AD公司就推出了类似IPC的MAC-150工控机，随后美国IBM公司正式推出工业个人计算机IBM7532。由于IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉，而在工控机中异军突起，后来居上，应用日趋广泛。

IPC的技术特点：

1、采用符合“EIA”标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。

2、采用总线结构和模块化设计技术。CPU及各功能模块皆使用插板式结构，并带有压杆软锁定，提高了抗冲击、抗振动能力。

3、机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘。

4、配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护。

5、电源及键盘均带有电子锁开关，可防止非法开、关和非法键盘输入。

6、具有自诊断功能。

7、可视需要选配I/O模板。

8、设有“看门狗”定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复位。

9、开放性好，兼容性好，吸收了PC机的全部功能，可直接运行PC机的各种应用软件。

10、可配置实时操作系统，便于多任务的调度和运行。

11、可采用无源母板（底板），方便系统升级。

IPC的主要结构：

1、全钢机箱

IPC的全钢机箱是按标准设计的，抗冲击、抗振动、抗电磁干扰，内部可安装同PC-bus兼容的无源底板。

2、无源底板

无源底板的插槽由ISA和PCI总线的多个插槽组成，ISA或PCI插槽的数量和位置根据需要有一定选择，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。

3、工业电源

为AT开关电源，平均无故障运行时间达到250，000小时。

4、CPU卡IPC的CPU卡有多种，根据尺寸可分为长卡和半长卡，根据处理器可分为386、

486、586、PII、PIII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0-60℃；装有“看门狗”计时器；低功耗，最大时为5V/2.5A。

5、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。国内生产工控机的厂家有研祥、华北工控、研华、爱雷丝等。国外的工控机西门子的很出名。工控机箱标准长度为19英寸，高度为4U。

6、适用领域

目前，IPC已被广泛应用于工业及人们生活的方方面面。

例如：控制现场、路桥收费、医疗、环保、通讯、智能交通、监控、语音、排队机、POS、数控机床、加油机、金融、石化、物探、野外便携、环保、军工、电力、铁路、高速公路、航天、地铁等等。

工控机特点

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，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）

注：除了以上的特点外，其余基本相同。另外，由于以上的专业特点，同层次的工控机在价格上要比普通计算机偏贵，但一般不会相差太多。

3.目前工控机的劣势

尽管工控机与普通的商用计算机机相比，具有得天独厚的优势，但其劣势也是非常明显的--数据处理能力差，具体如下：

1)配置硬盘容量小；

2)数据安全性低；

3)存储选择性小。

4）价格较高

工控机箱分类：

（一）高度一般分1U（44MM*430MM*XX），2U（88*430*XX），3U，4U（178MM*430MM*XX），5U，6U，7U，8U等，一个1U的高度是44MM，其他高度依次类推；

（二）长度：国际标准的长度有两种450MM与505MM，根据客户的具体要求还可以扩分其他长度，比如：480MM，500MM，520MM，530MM，600MM等；其中450MM~~520MM的尺寸机箱占市场需求的90%以上；加长型机箱的作用主要是有以下3个：一个是安装双CPU至强12”*13”的主板，必须要520MM的长度才能安装这样的大板；另外一个是安装工业CPU长卡或者是300MM长的视频卡等需要足够的扩展空间；最后一个是散热空间的考虑，由于有些监控用户需要安装多路视频卡与多个硬盘，比如64路，128路等，10个硬盘就需要很好的散热效果；

（三）卧式与壁挂式

壁挂式：此外，由于某些设备制造商需要把控制中心（IPC）放置在其设备之中。因此对工控机的体积有较为严格的要求。传统的上架式19英寸机箱体积基本很难满足要求，因此针对此种客户需求，推出了壁挂式的机箱。例如某品牌的IPC－6606/6608壁挂机箱系列。这类机箱由于体积小，并且应用环境在某设备内部，因此设计理念也重在散热和扩展性能上。下图是IPC－6806应用在某测试平台的机柜内部状态。服务器机箱--1U与2U工控机箱内部结构硬盘架，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4—15个。

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12”*13”的双至强大板的主板的，必须要520MM长度的机箱才能安装。

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。

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；

7.工控机箱的导热：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。目前最有效的机箱散热解决方案是利用互动散热通道结构散热：外部低温空气由机箱前部120mm高速滚珠风扇和机箱两侧散热孔吸入进入机箱，经过硬盘架、南北桥芯片、各种板卡、北桥芯片，最后到达CPU附近，在经过CPU散热器后，热空气一部分从机箱后部的两个80mm高速滚珠排气风扇抽出机箱，另外一部分通过电源风扇排出机箱。机箱风扇采用滚珠风扇，其优点是风量大、转速高、发热少、寿命长、噪音低，避免了过大的噪音，真正实现了“绿色”散热。

8.工控机箱的抗震：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我们机箱关键的一个结构设计方案。因为考虑到机箱的抗腐蚀、导电、导热等的内部要求，我们的机箱减震系统全部采用金属材料制成，这比起用橡胶材料做减震不光能达到上述要求，还能起到抗老化，耐热等作用。我们这套减震系统的解决方案得到了国内外客户的好评。

9.工控机箱的电磁屏蔽：我们的主机在工作的时候，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，保护我们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。

工控机箱为了增加散热效果，机箱