工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī)( Industrial Personal Computer ─ IPC )是一種加固的增強(qiáng)型個(gè)人計(jì)算機(jī),它可以作為一個(gè)工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行。早在 80 年代初期,美國(guó) AD 公司就推出了類似 IPC 的 MAC-150 工控機(jī),隨后美國(guó) IBM 公司正式推出工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī) IBM7532 。由于 IPC 的性能可靠、軟件豐富、價(jià)格低廉,而在工控機(jī)中異軍突起,后來(lái)居上,應(yīng)用日趨廣泛。目前, IPC 已被廣泛應(yīng)用于通訊、工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)、路橋收費(fèi)、醫(yī)療、環(huán)保及人們生活的方方面面。
一、目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的 IPC 主要品種及其評(píng)價(jià)如下:
臺(tái)灣研華的 IPC-610 系列機(jī)型:世界三大工控機(jī)廠商之一,在中國(guó)大陸及臺(tái)灣市場(chǎng)均有較高的市場(chǎng)占有率,同時(shí)也是 PC-based 控制器的全球領(lǐng)袖廠商,產(chǎn)品品種廣泛,市場(chǎng)定價(jià)適合中國(guó)國(guó)情。 其他臺(tái)灣工控機(jī)廠商:主要有威達(dá)、艾訊、磐儀、大眾、博文等,產(chǎn)品富有特色,市場(chǎng)定位也較研華低。 國(guó)內(nèi)老牌工控機(jī)廠商:主要有康拓、華控、同維、華遠(yuǎn)等,機(jī)型及性能略顯落后,市場(chǎng)定位低。 國(guó)內(nèi)新興工控廠商:主要有深圳研祥、艾雷斯、北京華北等,是主流機(jī)型的市場(chǎng)追隨廠商,發(fā)展較迅速,產(chǎn)品市場(chǎng)定位低。 其他國(guó)外品牌:主要有美國(guó) ICS 、德國(guó)西門(mén)子、日本康泰克等、產(chǎn)品可靠性好、市場(chǎng)定位高。
二、以研華 IPC-610 常規(guī)機(jī)型為例,分析 IPC 的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu):
(一)、 IPC 的技術(shù)特點(diǎn):
1 、采用符合“ EIA” 標(biāo)準(zhǔn)的全鋼化工業(yè)機(jī)箱,增強(qiáng)了抗電磁干擾能力。
2 、采用總線結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)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(dòng)能力。
3 、機(jī)箱內(nèi)裝有雙風(fēng)扇,正壓對(duì)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(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。
5 、電源及鍵盤(pán)均帶有電子鎖開(kāi)關(guān),可防止非法開(kāi)、關(guān)和非法鍵盤(pán)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(mén)狗”定時(shí)器,在因故障死機(jī)時(shí),無(wú)需人的干預(yù)而自動(dòng)復(fù)位。
9 、開(kāi)放性好,兼容性好,吸收了 PC 機(jī)的全部功能,可直接運(yùn)行 PC 機(jī)的各種應(yīng)用軟件。
10 、可配置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),便于多任務(wù)的調(diào)度和運(yùn)行。
11 、可采用無(wú)源母板(底板),方便系統(tǒng)升級(jí)。
(二)、 IPC 的主要結(jié)構(gòu):
1 、全鋼機(jī)箱
IPC 的全鋼機(jī)箱是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,抗沖擊、抗振動(dòng)、抗電磁干擾,內(nèi)部可安裝同 PC-bus 兼容的無(wú)源底板。
2 、無(wú)源底板
無(wú)源底板的插槽由 ISA 和 PCI 總線的多個(gè)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(hào)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(kāi)關(guān)電源,平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間達(dá)到 250 , 000 小時(shí)。
4 、CPU 卡
IPC 的 CPU 卡有多種,根據(jù)尺寸可分為長(zhǎng)卡和半長(zhǎng)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(diǎn)是:工作溫度 0-60 0 C ;裝有 “ 看門(mén)狗 ” 計(jì)時(shí)器;低功耗,最大時(shí)為 5V/2.5A 。
5 、其他配件:
IPC 的其他配件基本上都與 PC 機(jī)兼容,主要有 CPU 、內(nèi)存、顯卡、硬盤(pán)、軟驅(qū)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光驅(qū)、顯示器等。
三、根據(jù)一般用戶需求,特殊需要情況下, IPC-610 工控機(jī)
可支持如下選配:
1 、不裝光驅(qū)情況下,最多可安裝 4 個(gè)硬盤(pán) 1 個(gè)軟驅(qū)。
2 、Windows98 操作系統(tǒng)下支持雙顯卡同時(shí)顯示不同內(nèi)容;使用切換器情況下,可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)主機(jī)控制多臺(tái)顯示器顯示或一套顯示器、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)同時(shí)操控多臺(tái)主機(jī)。
3 、Com2 可跳線設(shè)置為 RS-232/422/485 模式。串口通訊情況下,不考慮中斷復(fù)用,使用市場(chǎng)上常見(jiàn)的多串口卡如 moxa 卡,理論上還可擴(kuò)展出 32 個(gè)串口( 4 塊卡( 4 個(gè)空閑中斷) x 8 個(gè)串口 / 每塊卡)。
4 、常規(guī)底板為 PCA-6114P4(8ISA/4PCI/2PICMG) ,特殊情況下,可選擇底板 PCA-6114 ( 14ISA ) ,PCA-6114P4R(4PCI 位于機(jī)箱風(fēng)扇同側(cè) ) ,或更多 PCI 槽數(shù)的底板如 6114P7(5ISA/7PCI/2PICMG),PCA6114P10(2ISA/10PCI/2PICMG) 等。
四、一般用戶對(duì)工控機(jī)的選配:
1 、機(jī)箱:
研華 IPC-610P 機(jī)箱或同等(研發(fā) ACS-2410 或研祥 IPC-810 等), AT-250W 電源,常配 PCA-6114 P4 底板,也可配 PCA-6114P4R 底板(研發(fā) ACA-1014P4R 或研祥 IPC-6114P4R ) ,4 個(gè) PCI 槽位于機(jī)箱風(fēng)扇同側(cè),利于插接 PCI 接口的 Moxa 卡和網(wǎng)卡、顯卡、 modem 卡等。
2 、CPU 卡(主板)
研華 PCA-6179V( 集成 8M 顯存 ,Socket370 PIII 全長(zhǎng)卡,最高支持 PIII-1GMhz) 主板或同類廠商同規(guī)格主板。
3 、CPU
Intel PIII 系列,要求 CPU 外頻為 133Mhz, 可以是 PIII-733,800,866,933,1G 等。
4 、內(nèi)存
常用 128M SDRAM, 可選用常規(guī) HY-128M SDRAM(PC-100) 或高檔 Kingmax-128M SDRAM(PC-133) 。
5 、硬盤(pán)
常用金鉆 20G(7200R) ,也可根據(jù)需要選擇。
6 、顯卡
常配 PCI-4M , 若顯示要求高時(shí)也可選配 PCI-8M,16M 顯卡。
8 、功能卡
〈1〉、Moxa 卡
實(shí)現(xiàn)串口通訊, RS-232 方式為近距離通訊(理論 15 米), RS-422/485 方式可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊( 1.2KM 不加中繼), PCI/ISA 總線接口,可選 4/8 端口。
〈2〉、網(wǎng)卡
建立 Windows NT 下的局域網(wǎng)或 Windows98 對(duì)等網(wǎng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送或共享。
〈3〉、modem
數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送的需要,可選。
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