[如何選擇工控機

2011年08月02日 11:57:25人氣：631來源：北京康泰博控科技有限公司

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工控機基本教程二[如何選擇工控機]

上期我們討論了工控機在體積方面的設(shè)計，由于使用方式的不同，大致可以分為上架式和壁掛式兩大類。這期我們會來討論一下工控機內(nèi)部機構(gòu)設(shè)計的理念。

     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公司在85年正式推出工業(yè)個人計算機IBM7532?，F(xiàn)在我手頭有一份當(dāng)時宣傳IBM 7532的廣告詞。供大家參考：

強力的數(shù)據(jù)處理．靈活的網(wǎng)絡(luò)溝通，
IBM 7532 工業(yè)計算機創(chuàng)造了神奇的自動化系統(tǒng)


    IBM 7532 工業(yè)計算機
    剪影

     IBM 7532 工業(yè)計算機是針對工廠作業(yè)需求而設(shè)計的，以實現(xiàn)計算機整合制造（CIM）觀念為中心目標(biāo)。它特重生產(chǎn)設(shè)備的機器間接口，強調(diào)機器之間如何自動溝通呼應(yīng)。它也講求在工作場所的實際操作，符合在真正作業(yè)環(huán)境中的各種相關(guān)因素。zui重要的，它具有豐富功能的組合，可適應(yīng)廣泛的應(yīng)用層面。

     它采用高速微處理機，可以發(fā)揮強力信息處理的功能；它使用智能型通訊諧調(diào)器，可以展現(xiàn)實時處理?分配處理和高速數(shù)據(jù)處理的境界。不論在那一個作業(yè)領(lǐng)域，由于它擁有許多通信功能的組合，均得以針對特殊需求，構(gòu)建具有多元性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，溝通整條生產(chǎn)線。
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    IBM 7532 工業(yè)計算機
    特色
    ．可以在差距很大的溫度和濕度條件下操作。
    ．具有防塵結(jié)構(gòu)和磁盤保護裝置。
    ．有防震和防電擊的外殼。
    ．供電裝置受到避免外在噪聲?和電壓?頻率波動的保護。
    ．配置安全鍵鎖。以防止不當(dāng)操作，和保障數(shù)據(jù)安全。
    ．備有系統(tǒng)重置開關(guān)，符合人體工學(xué)需求。
    ．附有19英寸頂架設(shè)計，易于和其它設(shè)備結(jié)合操作。

     當(dāng)時的IBM工控機的機構(gòu)設(shè)計理念和面向個人的IBM AT/XT個人電腦基本類似，只是在防塵和外殼、硬盤保護方面做出了加強。其核心使用的處理板還是AT結(jié)構(gòu)的母板。早期的工控機就是一個質(zhì)量更好的PC。但是隨著時間的推移，工控機架構(gòu)有了本質(zhì)上的變化，根據(jù)用戶使用環(huán)境的變化，演變成了現(xiàn)在流行的底板加插卡的架構(gòu)。這種架構(gòu)主要有如下的優(yōu)點：

維護時間減少：
隨著工控機被大量用于工業(yè)現(xiàn)場，基于母板的系統(tǒng)是不靈活的，為了修復(fù)或更新系統(tǒng)需要更換整個母板。更換母板需要在母板拿走之前把所有的插卡和電纜都拔掉。這就導(dǎo)致修復(fù)或更新時系統(tǒng)停機時間增加，這在工控現(xiàn)場是不可接受的。

因此工程師們想到另外一個方法，取消母板架構(gòu)，而把核心的CPU處理單元做在一張插卡上，其它的擴展界面則做在底板上，底板是由一些連接器和無源器件組成的。這種結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)更新和修復(fù)簡單而且停機時間zui少。這種設(shè)計理念影響了整個工控機的發(fā)展?，F(xiàn)在我們ECG事業(yè)群的PC104總線技術(shù)的嵌入式小板也和這種理念有異曲同工之妙。

研華*款BP架構(gòu)的產(chǎn)品出現(xiàn)在1991年，早期由于沒有PCI總線，該款產(chǎn)品是基于ISA總線的。后來PCI總線技術(shù)成為PC技術(shù)的主流時，1994年，PICMG組織及時在無源底板結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入了PCI技術(shù)，制定了基于ISA/PCI技術(shù)的PICMG1.0標(biāo)準(zhǔn)。

的擴展性
PICMG1.0標(biāo)準(zhǔn)除了上文所闡述的系統(tǒng)更新和修復(fù)時間短的主要優(yōu)點外，還存在另外一個主要優(yōu)點：具有的擴展性。

工業(yè)現(xiàn)場使用工控機做控制核心，會接上多種擴展卡，擴展卡以早期的ISA卡、主流PCI卡為主，比如我們研華IAG部門的多種采集卡和測量卡。而視用戶需求，所使用的ISA、PCI槽也不同。舉例來說，某些傳統(tǒng)的數(shù)控機床廠家，為保障其早期在ISA技術(shù)上的投資，會采用傳統(tǒng)的ISA控制卡為主。而一些從事視頻監(jiān)控的廠家，由于ISA帶寬根本無法滿足苛刻的視頻帶寬需要，必然要采用PCI視頻捕捉卡，但是也許會同時選擇幾個ISA界面的IO卡配合攝像頭云臺使用。因此用戶對ISA和PCI插槽的需求多種多樣。

傳統(tǒng)的商用母板上PCI、ISA數(shù)量固定，早期主板由于面積所顯，一般僅提供3個PCI，3個ISA槽，后來ISA在民用市場面臨淘汰，因此諸多商用主板廠商基于成本考量，取消ISA槽，或僅提供一個ISA槽。因此對于工控用戶的多樣性，商規(guī)主板提供的槽數(shù)難免捉襟見肘。PICMG1.0無源底板標(biāo)準(zhǔn)zui高可提供20槽，所提供的ISA、PCI數(shù)量也可根據(jù)用戶需求隨意調(diào)整。

的散熱特性
此外采用PICMG1.0架構(gòu)也有助于整體系統(tǒng)的散熱，系統(tǒng)的風(fēng)流圖如下：

4U上架機箱的散熱設(shè)計

當(dāng)然，底板加插卡的物理架構(gòu)還有一些缺陷，例如，金手指處容易氧化，槽部位容易在振動的情況下松動，因此不太適應(yīng)那些具有腐蝕性和振動性的環(huán)境下。對于這些情況，業(yè)界推出了基于PICMG2.0規(guī)范的CompactPCI技術(shù)，但由于價格、開發(fā)難度等因素，CompactPCI在一段時期內(nèi)較難進入主流市場。因此研華針對這種情況推出的工業(yè)母板系列作為補充（后文會來探討工業(yè)母板的市場）。

這篇文章我們主要討論了無源底板加插板架構(gòu)（BP）的優(yōu)勢。主要是在維護難度時間、擴展性、散熱性等三個方面。下期我們將會繼續(xù)討論研華工控機箱在散熱方面的改進

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