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在严酷的工业环境下,对工控主板的选择要考虑哪些?

2021-07-16 17:18:07 广州佩特电子科技有限公司 阅读

在严酷的工业环境中,品牌制造商的高质量主板能否可靠地用作专门设计的工控主板? 在这些应用程序中真正需要做什么?


由于其良好的性价比,32位和64位标准PC技术已经在计算x86处理器密集型工业应用中使用了数十年。计算机板(“板”)可以被安装在所谓的工业PC上或直接安装在各装置上。然而,由于高度的设备和许多工业应用的复杂性之间的相互依存关系,既要保证最高的可用性和可靠性。即使是很小的错误和失败也可导致大且昂贵的损坏。因此,严格的质量标准是前提。 此外,客户要求延长生命周期管理并提供十年或更长时间的支持。


必须区分一般的高质量标准和工业环境中恶劣和不断变化的条件所带来的特殊工控环境挑战。前者可以通过复杂的设计和生产过程以及使用高质量的零部件来实现。即使如此,主板不同于工控主板。在恶劣的工业环境和其他地方,工业产品系统有自己的一套规则。它们必须适合在关键环境中永久使用。在工业环境中使用的关键是能够在60°C的扩展温度范围内工作,并具有高度的硬度,这意味着它对水分、灰尘、冲击和振动不敏感。


尽管常规主板设计通过额外的措施,如涂料或清漆等更细的壳体相对容易的“升级”,但必须是不敏感的冲击和在初始设计阶段振动的保护措施。最后,支持的质量不应该被授予操作的整个期间。根据具体应用,工控主板还需要特殊的功能,如扩展温度范围内的安全操作、实时时钟(rtc)、附加的串行接口/gpio和可选的远程维护连接。通常需要其他安全功能,如可信平台模块(TPM)。


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如果要在主板上或通过插卡实现特殊接口,则另一个要求是制造商的软件和集成技术。一般来说,今天的工控主板具有广泛的可伸缩性。一方面是从英特尔凌志处理器到Xeon处理器的计算能力和能耗,另一方面是从小型ITX到ATX的尺寸。实际格式通常取决于电路板上所需扩展选项的类型和数量。源自最初的AT和后来的ATX形状,嵌入式主板的常见格式是ATX(305 X244mmATX)、Flex-ATX(299x191mm)和Mini-ITX(170x170毫米)。常见的是标准化的ATX电源连接器,以及安装孔或安装孔的兼容性。这也适用于以前流行的micro-atx形状,但现在基本上被更小的flex-atx格式所取代。


尽管这一趋势倾向于小型系统,但人们明显倾向于将Mini-ITX作为“标准”,但这两种更大的格式仍然是有用的,尤其是在替换现有的旧系统时:仍然有四个插槽可用于传统内存,而不是微型ITX主板上的两个插槽。此外,ATX(5至6)或Flex-ATX(2至3)PCIe甚至经典并行PCI插槽的数量远高于Mini-ITX主板。充其量,它们为单个4通道的“大型”PCIe插槽(如果有的话)提供空间。


然而,由于当前集成图形系统的强大功能,对这个插槽的需求--例如连接独立显卡--已经大大减少。对于大多数其他要求,节省空间的X1和4 4 PCIe连接器就足够了.它们适用于两个较小的Pico-ITX板。工控主板对于许多类型的工业计算应用程序来说是一种成本效益高的解决方案,并且可以依赖于X86技术,在X86技术中没有过于关键的通信接口需求。


但是,在严酷的工业环境中,即使高质量的IT制造商标准主板解决方案通常也不适用,因为它们的设计简单且缺乏耐用性。此外,IT行业的典型业务模型不适合机械工程系统集成商和制造商的咨询和支持密集型业务。 信息技术制造商通常对主板在恶劣环境下的工业生产所面临的特殊要求缺乏必要的了解。


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