工控机基本教程二[如何选择工控机]

     早在80年代初期，美国ad公司就推出了类似ipc的mac-150工控机，随后美国ibm公司在85年正式推出工业个人计算机ibm7532。现在我手头有一份当时宣传ibm 7532的广告词。供大家参考：强力的数据处理．灵活的网络沟通，ibm 7532 工业计算机创造了神奇的自动化系统           

       ibm 7532 工业计算机    剪影         ibm 7532 工业计算机是针对工厂作业需求而设计的，以实现计算机整合制造(cim)观念为中心目标。它特重生产设备的机器间接口，强调机器之间如何自动沟通呼应。它也讲求在工作场所的实际操作，符合在真正作业环境中的各种相关因素。zui重要的，它具有丰富功能的组合，可适应广泛的应用层面。

     它采用高速微处理机，可以发挥强力信息处理的功能；它使用智能型通讯谐调器，可以展现实时处理分配处理和高速数据处理的境界。不论在那一个作业领域，由于它拥有许多通信功能的组合，均得以针对特殊需求，构建具有多元性质的网络，沟通整条生产线。                ibm 7532 工业计算机    特色    ．可以在差距很大的温度和湿度条件下操作。    ．具有防尘结构和磁盘保护装置。    ．有防震和防电击的外壳。    ．供电装置受到避免外在噪声和电压频率波动的保护。    ．配置安全键锁。以防止不当操作，和保障数据安全。    ．备有系统重置开关，符合人体工学需求。    ．附有19英寸顶架设计，易于和其它设备结合操作。          当时的ibm工控机的机构设计理念和面向个人的ibm at/xt个人电脑基本类似，只是在防尘和外壳、硬盘保护方面做出了加强。其核心使用的处理板还是at结构的母板。早期的工控机就是一个质量更好的pc。但是随着时间的推移，工控机架构有了本质上的变化，根据用户使用环境的变化，演变成了现在流行的底板加插卡的架构。这种架构主要有如下的优点：

   维护时间减少：     随着工控机被大量用于工业现场，基于母板的系统是不灵活的，为了修复或更新系统需要更换整个母板。更换母板需要在母板拿走之前把所有的插卡和电缆都拔掉。这就导致修复或更新时系统停机时间增加，这在工控现场是不可接受的。

   因此工程师们想到另外一个方法，取消母板架构，而把核心的cpu处理单元做在一张插卡上，其它的扩展界面则做在底板上，底板是由一些连接器和无源器件组成的。这种结构使得系统更新和修复简单而且停机时间zui少。这种设计理念影响了整个工控机的发展。现在我们ecg事业群的pc104总线技术的嵌入式小板也和这种理念有异曲同工之妙。

    研华*款bp架构的产品出现在1991年，早期由于没有pci总线，该款产品是基于isa总线的。后来pci总线技术成为pc技术的主流时，1994年，picmg组织及时在无源底板结构中导入了pci技术，制定了基于isa/pci技术的picmg1.0标准。

的扩展性    picmg1.0标准除了上文所阐述的系统更新和修复时间短的主要优点外，还存在另外一个主要优点：具有的扩展性。

    工业现场使用工控机做控制核心，会接上多种扩展卡，扩展卡以早期的isa卡、主流pci卡为主，比如我们研华iag部门的多种采集卡和测量卡。而视用户需求，所使用的isa、pci槽也不同。举例来说，某些传统的数控机床厂家，为保障其早期在isa技术上的投资，会采用传统的isa控制卡为主。而一些从事视频监控的厂家，由于isa带宽根本无法满足苛刻的视频带宽需要，必然要采用pci视频捕捉卡，但是也许会同时选择几个isa界面的io卡配合摄像头云台使用。因此用户对isa和pci插槽的需求多种多样。

    传统的商用母板上pci、isa数量固定，早期主板由于面积所显，一般仅提供3个pci，3个isa槽，后来isa在民用市场面临淘汰，因此诸多商用主板厂商基于成本考量，取消isa槽，或仅提供一个isa槽。因此对于工控用户的多样性，商规主板提供的槽数难免捉襟见肘。picmg1.0无源底板标准zui高可提供20槽，所提供的isa、pci数量也可根据用户需求随意调整。

的散热特性    此外采用picmg1.0架构也有助于整体系统的散热，系统的风流图如下：

4u上架机箱的散热设计

    当然，底板加插卡的物理架构还有一些缺陷，例如，金手指处容易氧化，槽部位容易在振动的情况下松动，因此不太适应那些具有腐蚀性和振动性的环境下。对于这些情况，业界推出了基于picmg2.0规范的compactpci技术，但由于价格、开发难度等因素，compactpci在一段时期内较难进入主流市场。因此研华针对这种情况推出的工业母板系列作为补充（后文会来探讨工业母板的市场）。

    这篇文章我们主要讨论了无源底板加插板架构（bp）的优势。主要是在维护难度时间、扩展性、散热性等三个方面。下期我们将会继续讨论研华工控机箱在散热方面的改进。