上文我們介紹了工控機(jī)內(nèi)部架構(gòu)演變成為底板加插卡的來由及其好處，從本文起，我將會(huì)從細(xì)節(jié)上討論一臺(tái)設(shè)計(jì)優(yōu)良的工控機(jī)的設(shè)計(jì)理念。據(jù)統(tǒng)計(jì)，灰塵、散熱、靜電是造成計(jì)算機(jī)不穩(wěn)定的三大主要因素。但商用PC機(jī)由于使用環(huán)境的不同，僅在散熱方面遵守AT、ATX、乃至最新的BTX架構(gòu)，而灰塵和靜電問題在普通使用環(huán)境下并不突出，因此商用PC對(duì)此考慮很少。 但工控機(jī)使用環(huán)境比較特殊，經(jīng)常在高溫、粉塵、供電條件不好的環(huán)境下運(yùn)行，并大多是在7X24小時(shí)環(huán)境下運(yùn)行。而由于架構(gòu)的不同，商用PC的機(jī)箱設(shè)計(jì)理念也不能直接照搬到工控機(jī)。因此在散熱、防塵方面工控機(jī)必須有自己的設(shè)計(jì)理念，散熱的好壞直接影響到工控機(jī)的穩(wěn)定性，下面我們重點(diǎn)來介紹一下工控機(jī)在散熱和防塵的特性。 早期的CPU由于功耗問題并不突出，因此工控機(jī)的散熱不是設(shè)計(jì)的主要考慮因素。但隨著人們對(duì)CPU性能需求的增加，處理器的功耗也日益增加。最新的Intel LGA775架構(gòu)的P4處理器最大功耗居然在100W以上。工控機(jī)內(nèi)部的散熱問題也變得日益嚴(yán)峻起來。研華公司針對(duì)此問題，不斷的在自身的產(chǎn)品上做出改進(jìn)。下面我們拿研華的最經(jīng)典4U上架式機(jī)箱610系列來具體分析： 第一代IPC－610系列，F(xiàn)版機(jī)箱 這是第一代的IPC610系列機(jī)箱中的高端產(chǎn)品IPC－610BP－F，由于這款機(jī)箱設(shè)計(jì)時(shí)CPU的功耗問題并不突出，因此其僅采用了單風(fēng)扇輔助散熱設(shè)計(jì)。而且我們可以看出，為了考慮工控機(jī)應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜多樣性，風(fēng)扇的前面是有過濾網(wǎng)設(shè)計(jì)的的。由于在某些惡劣環(huán)境下，過濾網(wǎng)和風(fēng)扇必須經(jīng)常清洗才能保證正常工作，因此在這款機(jī)箱上的風(fēng)扇和過濾網(wǎng)都設(shè)計(jì)為易于更換的，易于維護(hù)的設(shè)計(jì)理念一直體現(xiàn)在工控機(jī)箱的設(shè)計(jì)中。尤其在高端工控機(jī)產(chǎn)品中，系統(tǒng)的易于維護(hù)性是高端市場工控機(jī)的設(shè)計(jì)理念之一。 當(dāng)P4處理器進(jìn)入工控機(jī)市場后，其高發(fā)熱量使得各個(gè)工控廠商不得不重視工控機(jī)的散熱問題。研華推出了第二代IPC－610系列的工控機(jī)便加強(qiáng)了散熱方面的考慮。例如熱賣的面對(duì)中高端市場的IPC－610H，為了提升散熱效果，加大機(jī)箱內(nèi)部風(fēng)流，采用雙風(fēng)扇的設(shè)計(jì)。并基于維護(hù)考慮，將雙風(fēng)扇采用模塊式的設(shè)計(jì)理念，固定在一個(gè)抽取板上，從而容易更換。由于采用雙風(fēng)扇后，過濾網(wǎng)的面積加大，因此原有的側(cè)面抽取式過濾網(wǎng)更換方式無法適用，因此工程師們采用了濾網(wǎng)前置前開口的方式便于抽取濾網(wǎng)。 第二代610系列機(jī)箱IPC－610H 即使面對(duì)中低端市場的IPC－610L，也在散熱風(fēng)扇和過濾網(wǎng)的設(shè)計(jì)上有獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念。采用前開口的單風(fēng)扇設(shè)計(jì)，風(fēng)扇可前置打開，濾網(wǎng)也易于抽取。 第二代610系列機(jī)箱IPC－610L 看過4U的大機(jī)身散熱設(shè)計(jì)，再來考慮1U和2U的機(jī)箱內(nèi)部散熱設(shè)計(jì)。這類機(jī)器由于機(jī)箱體積限制，都采用蝶型背板的設(shè)計(jì)，并提供模塊化的設(shè)計(jì)便于用戶維護(hù)，但由于小風(fēng)扇的CFM都比較小，因此只能多采用多風(fēng)扇來增大風(fēng)流。下面我們來看看1U的機(jī)箱散熱設(shè)計(jì) 研華的2U機(jī)箱和ACP1000設(shè)計(jì)理念基本相同，在此不再贅述。 再來了解一下壁掛式機(jī)箱的散熱設(shè)計(jì)考慮： 壁掛式機(jī)箱要求機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊以便滿足各種不同場合下的應(yīng)用，機(jī)箱內(nèi)部寸土寸金，每一個(gè)空間都需要合理的應(yīng)用。但小機(jī)箱內(nèi)部由于體積所限，采用的風(fēng)扇功率也不能太大，因此小機(jī)箱的散熱更考察一個(gè)公司的設(shè)計(jì)功底?？傮w來說，小機(jī)箱里面有兩個(gè)最重要的散熱對(duì)象：CPU和硬盤。下面我們來看看壁掛式機(jī)箱IPC－6806的在散熱方面的設(shè)計(jì)及其后繼版本的改進(jìn)： IPC－6806WH 改進(jìn)版本IPC－6806W 在這種小機(jī)箱內(nèi)部，采用不同的無源底板、內(nèi)部的插卡數(shù)量也會(huì)對(duì)散熱造成不同的影響?？傮w來說，所插入的擴(kuò)展卡盡量遠(yuǎn)離電源模塊和CPU長卡。以便留出足夠的空隙給機(jī)箱內(nèi)部的板卡。 今年研華推出了一款緊湊型的采用ATX母板的壁掛式/桌上式機(jī)箱IPC－7120，這款機(jī)箱以所有接口前置為主要賣點(diǎn)，便于用戶集成在設(shè)備內(nèi)部并易于維護(hù)使用，所以一經(jīng)推出就吸引了眾多用戶的眼球。但由于機(jī)身體積較小并可能會(huì)被用戶集成在散熱條件不好的設(shè)備內(nèi)部，且要求支持Intel最新的高性能處理器，因此對(duì)散熱的要求更高。 多說無益，上圖說話。 IPC－7120 以上我們分析了研華在上架式和壁掛式機(jī)箱的散熱設(shè)計(jì)理念。下篇我們會(huì)來談?wù)劰た貦C(jī)在EMC方面的設(shè)計(jì)考慮。