الخلفية المقدمة
في الجزء الأول، ناقشنا المكونات الأساسية لأجهزة الكمبيوتر الصناعية (IPCs)، بما في ذلك وحدة المعالجة المركزية (CPU)، ووحدة معالجة الرسومات (GPU)، وذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، ووحدة التخزين، واللوحة الأم. في هذا الجزء الثاني، سنتناول المكونات الأساسية الإضافية التي تضمن أداءً موثوقًا لأجهزة الكمبيوتر الصناعية في البيئات الصناعية القاسية. وتشمل هذه المكونات مصدر الطاقة، وأنظمة التبريد، والعلب، وواجهات الإدخال/الإخراج، ووحدات الاتصال.
1. وحدة إمداد الطاقة (PSU)
يُعدّ مصدر الطاقة شريان الحياة لوحدة التحكم المتكاملة (IPC)، إذ يوفر طاقة مستقرة وموثوقة لجميع مكوناتها الداخلية. في البيئات الصناعية، قد تكون ظروف الطاقة غير متوقعة، مما يجعل اختيار مصدر الطاقة أمرًا بالغ الأهمية.
الميزات الرئيسية لوحدات إمداد الطاقة الصناعية:
- نطاق واسع من جهد الإدخال:تدعم العديد من وحدات إمداد الطاقة الصناعية مدخلات 12 فولت إلى 48 فولت للتكيف مع مصادر الطاقة المختلفة.
- التكرار:تشتمل بعض الأنظمة على وحدات إمداد طاقة مزدوجة لضمان استمرار التشغيل في حالة تعطل إحداها.
- ميزات الحماية:إن الحماية من الجهد الزائد والتيار الزائد والدائرة القصيرة ضرورية لتحقيق الموثوقية.
- كفاءة:تعمل وحدات إمداد الطاقة عالية الكفاءة على تقليل توليد الحرارة وتحسين الأداء العام للنظام.
حالة الاستخدام:
بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المتكاملة المتنقلة أو التي تعمل بالبطارية، تعد مصادر الطاقة DC-DC شائعة، بينما تُستخدم مصادر الطاقة AC-DC عادةً في التركيبات الثابتة.
2. أنظمة التبريد
غالبًا ما تعمل أجهزة الكمبيوتر الصناعية في بيئات صعبة ذات تهوية محدودة. يُعدّ التبريد الفعال أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء الأمثل ومنع تعطل المكونات.
طرق التبريد:
- تبريد بدون مروحةيستخدم مشتتات حرارية وتبريدًا سلبيًا لتبديد الحرارة. مثالي للبيئات المليئة بالغبار أو الاهتزازات حيث قد تتعطل المراوح أو تنسد.
- التبريد النشط:يتضمن مراوح أو تبريدًا سائلًا لأجهزة IPC عالية الأداء التي تتعامل مع أحمال عمل ثقيلة مثل الذكاء الاصطناعي أو الرؤية الآلية.
- التبريد الذكي:تستخدم بعض الأنظمة مراوح ذكية تضبط السرعة بناءً على درجات الحرارة الداخلية لتحقيق التوازن بين مستويات التبريد والضوضاء.
الاعتبارات الرئيسية:
- تأكد من أن نظام التبريد يتطابق مع ناتج الحرارة IPC (مقاسًا بـ TDP).
- في الظروف القاسية، مثل المصانع أو المنشآت الخارجية، قد تكون هناك حاجة إلى تبريد متخصص (مثل التبريد السائل أو الحراري الكهربائي).
3. جودة البناء والهيكل
يحمي الغلاف المكونات الداخلية لجهاز IPC من التلف المادي والمخاطر البيئية. غالبًا ما تُصمَّم الغلافات الصناعية لتلبية معايير صارمة للمتانة والموثوقية.
الميزات الرئيسية:
- مادة:الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ للقوة وتبديد الحرارة.
- تصنيف حماية الدخول (IP): يشير إلى مقاومة الغبار والماء (على سبيل المثال، IP65 للحماية الكاملة ضد الغبار ونفثات الماء).
- مقاومة الصدمات والاهتزازات:تعمل الهياكل المعززة على منع الضرر في البيئات الصناعية المتنقلة أو الثقيلة.
- التصاميم المدمجة أو المعيارية:مصمم خصيصًا للتركيبات ذات المساحة المحدودة أو التكوينات المرنة.
حالة الاستخدام:
بالنسبة للتطبيقات الخارجية، قد تتضمن العبوات ميزات إضافية مثل مقاومة الطقس أو مقاومة الأشعة فوق البنفسجية.
4. واجهات الإدخال/الإخراج
تتطلب أجهزة الكمبيوتر الصناعية اتصالاً متنوعًا وموثوقًا به للتواصل مع أجهزة الاستشعار والأجهزة والشبكات في الوقت الفعلي.
منافذ الإدخال/الإخراج المشتركة:
- USB:للأجهزة الطرفية مثل لوحات المفاتيح والفئران وأجهزة التخزين الخارجية.
- إيثرنت:يدعم سرعات تتراوح من 1 جيجابت في الثانية إلى 10 جيجابت في الثانية من أجل اتصال شبكي سريع ومستقر.
- المنافذ التسلسلية (RS232/RS485):يستخدم عادة للمعدات الصناعية القديمة.
- منفذ الإدخال والإخراج العام (GPIO):للتفاعل مع المحركات أو المفاتيح أو الإشارات الرقمية/التناظرية الأخرى.
- فتحات PCIe:واجهات قابلة للتوسعة لوحدات معالجة الرسومات أو بطاقات الشبكة أو الوحدات الصناعية المتخصصة.
البروتوكولات الصناعية:
- بروفينيت, إيثركات، ومودبوس TCPتعتبر ضرورية لتطبيقات الأتمتة والتحكم، وتتطلب التوافق مع معايير الشبكة الصناعية.
تلعب المكونات الإضافية التي تمت مناقشتها في هذا الجزء - وحدة إمداد الطاقة، وأنظمة التبريد، والأغلفة، وواجهات الإدخال/الإخراج، ووحدات الاتصال - دورًا حاسمًا في ضمان موثوقية وأداء أجهزة الكمبيوتر الصناعية. هذه الميزات لا تُمكّن أجهزة الكمبيوتر الصناعية من تحمل البيئات القاسية فحسب، بل تُمكّنها أيضًا من الاندماج بسلاسة في البيئات الصناعية الحديثة.
عند تصميم أو اختيار نظام الحوسبة الصناعية المتكاملة (IPC)، من الضروري مراعاة هذه المكونات بناءً على المتطلبات الخاصة بكل تطبيق. تُشكل هذه العناصر، إلى جانب المكونات الأساسية التي نوقشت في الجزء الأول، العمود الفقري لنظام حوسبة صناعية متين وفعال.
إذا كنت مهتمًا بشركتنا ومنتجاتنا، فلا تتردد في الاتصال بممثلنا في الخارج، روبن.
Email: yang.chen@apuqi.com
واتساب: +86 18351628738
وقت النشر: ٨ يناير ٢٠٢٥