مقدمة معلومات أساسية
في الجزء الأول، ناقشنا المكونات الأساسية لأجهزة الكمبيوتر الصناعية، بما في ذلك وحدة المعالجة المركزية، ووحدة معالجة الرسومات، وذاكرة الوصول العشوائي، ووحدة التخزين، واللوحة الأم. في هذا الجزء الثاني، سنتعمق في المكونات الحيوية الإضافية التي تضمن أداءً موثوقًا لأجهزة الكمبيوتر الصناعية في البيئات الصناعية القاسية. وتشمل هذه المكونات وحدة التزويد بالطاقة، وأنظمة التبريد، والهياكل، وواجهات الإدخال/الإخراج، ووحدات الاتصال.
1. وحدة تزويد الطاقة (PSU)
يُعدّ مصدر الطاقة بمثابة شريان الحياة لأجهزة الحاسوب الصناعية، إذ يوفّر طاقة مستقرة وموثوقة لجميع المكونات الداخلية. وفي البيئات الصناعية، قد تكون ظروف الطاقة غير متوقعة، مما يجعل اختيار وحدة تزويد الطاقة أمرًا بالغ الأهمية.
الميزات الرئيسية لوحدات تزويد الطاقة الصناعية:
- نطاق جهد دخل واسعتدعم العديد من وحدات تزويد الطاقة الصناعية مدخلات 12 فولت - 48 فولت للتكيف مع مصادر الطاقة المختلفة.
- التكرارتتضمن بعض الأنظمة وحدات تزويد طاقة مزدوجة لضمان استمرار التشغيل في حالة تعطل إحداها.
- ميزات الحماية: الحماية من الجهد الزائد والتيار الزائد وقصر الدائرة ضرورية لضمان الموثوقية.
- كفاءةتعمل وحدات تزويد الطاقة عالية الكفاءة على تقليل توليد الحرارة وتحسين أداء النظام بشكل عام.
حالة الاستخدام:
بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الصناعية المحمولة أو التي تعمل بالبطارية، فإن مصادر الطاقة DC-DC شائعة، بينما تُستخدم مصادر الطاقة AC-DC عادةً في التركيبات الثابتة.
2. أنظمة التبريد
غالباً ما تعمل أجهزة الكمبيوتر الصناعية في بيئات صعبة ذات تهوية محدودة. لذا، يُعد التبريد الفعال أمراً بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء الأمثل ومنع تعطل المكونات.
طرق التبريد:
- التبريد بدون مروحةيستخدم مشتتات حرارية وتبريدًا سلبيًا لتبديد الحرارة. مثالي للبيئات المتربة أو المعرضة للاهتزازات حيث قد تتعطل المراوح أو تنسد.
- التبريد النشط: يشمل مراوح أو تبريد سائل لأجهزة الكمبيوتر الصناعية عالية الأداء التي تتعامل مع أحمال العمل الثقيلة مثل الذكاء الاصطناعي أو رؤية الآلة.
- التبريد الذكيتستخدم بعض الأنظمة مراوح ذكية تقوم بضبط سرعتها بناءً على درجات الحرارة الداخلية لتحقيق التوازن بين التبريد ومستويات الضوضاء.
الاعتبارات الرئيسية:
- تأكد من أن نظام التبريد يتوافق مع ناتج الحرارة لوحدة التحكم الإلكترونية (مقاسًا بوحدة TDP).
- في الظروف القاسية، مثل مصانع الصب أو المنشآت الخارجية، قد يكون من الضروري استخدام تبريد متخصص (مثل التبريد السائل أو التبريد الكهروحراري).
3. الغلاف وجودة البناء
يحمي الغلاف المكونات الداخلية للحاسوب الصناعي من التلف المادي والمخاطر البيئية. وغالبًا ما تُصمم الأغلفة الصناعية لتلبية معايير صارمة من حيث المتانة والموثوقية.
الميزات الرئيسية:
- مادةالألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ من أجل المتانة وتبديد الحرارة.
- تصنيف الحماية من دخول الأجسام الغريبة (IP)يشير إلى مقاومة الغبار والماء (على سبيل المثال، IP65 للحماية الكاملة من الغبار ونفثات الماء).
- مقاومة الصدمات والاهتزازاتتمنع الهياكل المقواة حدوث أضرار في البيئات الصناعية المتنقلة أو الثقيلة.
- تصاميم مدمجة أو معياريةمصممة خصيصاً للتركيبات ذات المساحة المحدودة أو التكوينات المرنة.
حالة الاستخدام:
بالنسبة للتطبيقات الخارجية، قد تتضمن الحاويات ميزات إضافية مثل مقاومة العوامل الجوية أو مقاومة الأشعة فوق البنفسجية.
4. واجهات الإدخال/الإخراج
تتطلب أجهزة الكمبيوتر الصناعية اتصالاً متنوعاً وموثوقاً للتواصل مع أجهزة الاستشعار والأجهزة والشبكات في الوقت الفعلي.
منافذ الإدخال/الإخراج المشتركة:
- USB: للأجهزة الطرفية مثل لوحات المفاتيح والفأرات ووحدات التخزين الخارجية.
- إيثرنتيدعم 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.
- GPIO: للتفاعل مع المشغلات أو المفاتيح أو الإشارات الرقمية/التناظرية الأخرى.
- فتحات PCIeواجهات قابلة للتوسيع لوحدات معالجة الرسومات، أو بطاقات الشبكة، أو الوحدات الصناعية المتخصصة.
البروتوكولات الصناعية:
- بروفينت, إيثر كات، وModbus TCPوهي ضرورية لتطبيقات الأتمتة والتحكم، وتتطلب التوافق مع معايير الشبكات الصناعية.
تُعدّ المكونات الإضافية التي نناقشها في هذا الجزء - وحدة تزويد الطاقة، وأنظمة التبريد، والهياكل، وواجهات الإدخال/الإخراج، ووحدات الاتصال - عناصر بالغة الأهمية لضمان موثوقية وأداء الحواسيب الصناعية. ولا تقتصر فوائد هذه الميزات على تمكين الحواسيب الصناعية من تحمّل الظروف البيئية القاسية فحسب، بل تسمح لها أيضاً بالاندماج بسلاسة في البيئات الصناعية الحديثة.
عند تصميم أو اختيار نظام حاسوب صناعي، من الضروري مراعاة هذه المكونات بناءً على المتطلبات المحددة للتطبيق. تشكل هذه العناصر، إلى جانب المكونات الأساسية التي نوقشت في الجزء الأول، العمود الفقري لنظام حاسوب صناعي قوي وفعال.
إذا كنت مهتمًا بشركتنا ومنتجاتنا، فلا تتردد في الاتصال بممثلنا في الخارج، روبن.
Email: yang.chen@apuqi.com
واتساب: +86 18351628738
تاريخ النشر: 8 يناير 2025