工控机 编辑 工控机（Industrial Personal Computer，IPC）即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。 目录 1概述 2主要分类 3软件系统 4主要结构 5适用领域 6主要特点 7日常维护 8发展前景 9国内市场 1概述 工控机全称工业控制计算机，是专门为工业控制设计的计算机，用于对生产 工控机 过程中使用的机器设备、生产流程、数据参数等进行监测与控制。工控机经常会在环境比较恶劣的环境下运行，对数据的安全性要求也更高，所以工控机通常会进行加固、防尘、
防潮、防腐蚀、防辐射等特殊设计。工控机对于扩展性的要求也非常高，接口的设计需要满足特定的外部设备，因此大多数情况下工控机需要单独定制才能满足需求。 2主要分类 目前工控机的主要类别有：IPC（PC总线工业电脑）、PLC（可编程控制系统）、DCS （分散型控制系统）、FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）五种。 1、IPC 即基于PC总线的工业电脑。据2000年IPC统计目前PC机 工控机（图1） 已占到通用计算机的95%以上，因其价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富，已被广大的技术人员所熟悉和认可，这正是工业电脑热的基础。其主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成，如CPU卡、I/O卡等。并采取全钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及EMC（electromagneticcompatibility）技术以解决工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。 IPC有以下特点： 可靠性：工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温、潮湿、震动、腐蚀和快速诊断和可维护性，其MTTR（MeanTimetoRepair）一般为5min，MTTF10万小时以上，而普通PC的MTTF仅为10000～15000小时。 实时性，工业PC对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工作状况的变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节（看门狗功能这是普通PC所不具有的），遇险自复位，保证系统的正常运行。 扩充性，工业PC由于采用底板+CPU卡结构，因而具有很强的输入输出功能，最多可扩充20个板卡，能与工业现场的各种外设、板卡如与道控制器、视频监控系统、车辆检测仪等相连，以完成各种任务。
1，关于板材： 冷板: SPCC,没有表面处理, 后处理喷粉或者电镀的时候,需要清洗 覆铝锌板:SGCC, 具体规格没研究过. 不过板材本身质量也分级别,如果你要问清楚,最好去找加工厂的工艺部 电解板:SECC 和SGCC一样可以直接喷涂.印象中比铝锌板要贵一点点. 价格上年中的报价冷板7000左右/吨 SGCC 8x00/吨电解板9x00~10k/吨不过据说现在又降价了. 没仔细问. 你可以自己网上查,或者打电话找批发商问. 2. 丝印: 每个公司要求不一样. 有的是结构人员负责,我也见过平面设计负责的. 标注方面要求不一,这里就不说了. 我这里处理就是用coreldraw出1:1的丝印图给加工厂直接做.出图的时候不标注尺寸,直接要求按照电子文件1:1制作网板. 3. 论坛里面有专门做拉丝的介绍. 除了拉丝,还可以喷砂 4. 表面处理: 原则上本身有涂覆层的材料不用做表面处理. 表面镀层覆着力不够.脱落造成的生锈不属于设计问题. 是厂家的选材问题. 5. 通讯机柜机柜一般都按照IEC60297的结构尺寸来坐. 电力柜没做过,不是很清楚. 安规看销售地区不同,所要求的不同. 最严格的应该是NEBS吧插箱的标准就很多CPCI ETSI ATCA 6. 接地有单点接地,多点接地, 就近接地还是远端接地.功能上分保护地,工作地,防雷地等等. 要看你客户的设备是采用的什么接地方案,他们给出原理图你再来设计. 这样比较合理. 不是所有的设备都是一个接地方法的 7. 导电漆中含有导电介质,比如银粉. 导电漆我基本没用过,平时都是直接喷粉,所以导电漆喷涂保护这个说法没碰到过. 冷板喷涂和镀锌版喷涂成本几乎一致. 因为冷板要先电镀,否则就得全喷. 本身油漆喷涂是按面积算得,所以冷板得材料就便宜一点也在喷涂这边多花了钱. 从工序上说,冷板零件还要电镀,比镀锌版麻烦. 大批量的时候,铝板阳极氧化拉丝的价钱和前面的可能要贵点 8. 包装: 如果设备本身很重, 里面垫EPE,外面纸箱或者木箱. 一般超过10U的插框就要求木箱包装. 具体的包装设计建议是有专门的包装厂设计. 他们只要看到产品的外观尺寸就可以制作了. EPE内胆和外箱之间要求留5mm左右的间隙,防止运输时有冲击损坏设备.
工业控制的人机界面设计 计算机的出现导致了工业控制的一场革命。在此之前，电子单元仪表只能通过接线变化来构建稍微复杂一点的控制系统，气动单元仪表就更麻烦了，简单的计算就需要相当复杂的搭建，所以串级、前馈、比例、分程、选择性控制（请参见《自动控制的故事》）都成了“先进控制”。另一方面，传统电子单元仪表安装在竖立的仪表板上，一个回路一个鸽子笼。一个操作工照看十几个回路，再多就看不过来了，距离太远。随着工厂规模越来越大，控制系统越来越复杂，传统的仪表板已经不适合需要，几十米长的仪表板需要很多操作工照看不说，没有一个操作工可以对全局有一个清晰的概念。于是，在常规的仪表板上方，开始加装一个标示整个工厂流程的象形显示板，用图形表示简化的工艺流程，在关键设备上有警告灯标示，表明设备的运行概况或对关键参数报警。由于所有人都能看见这块显示板，所有人都了解重要设备的状态。 工业装置的规模越来越大，复杂程度越来越高，系统的集成度也越来越高，强烈要求集中控制，可以对复杂过程的控制变量作统筹安排。在某种程度上，更多的操作工反而碍事，操作工与操作工之间的交流费时，容易出错，越来越长的仪表板越来越难以适应现代控制的需要。计算机的出现不仅在控制算法和数学模型计算的实现上提供了空前的灵活性，而且对工业控制的显示也是一场革命。同一个显示屏可以调用不同的控制回路信息，而且可以根据需要，显示传统上为了节约占地而不在仪表板上显示得非常细节的信息。不再需要传统仪表板上的一个萝卜一个坑也解放了仪表板背后的成排的仪表柜，只要现场仪表（变送器/传感器、阀门、马达控制）的线拉进了控制室，增减回路也不再是大动干戈的事情。事实上，相当一部分工业计算机控制系统是作为集中显示装置使用的，在控制技术上只是PID加串级、前馈纸类的所谓“先进过程控制”，并没有充分利用计算机的数学控制计算的能力。一夜之间，仪表板不需要了，由几个显示屏取而代之。 显示屏可以不止一个。过去显示屏的数量受到成本限制，现在21英寸的LCD显示屏才几百刀，对于工厂的建设和运行成本几乎可以忽略不计，所以成本不再是问题，而是由操作台上显示的有效性决定。显示屏不是越多越好。何常规仪表板一样，操作工的视力所及范围和注意力能够有效集中的范围是有限的。经验表明如果水平方向上多余6个一字排开的显示屏，一个操作工很少能用到边上的两个，一般4个是有效显示屏的极限。更多的显示屏只吸引无关人员拥挤到操作台，增加控制室的拥挤和噪杂。在垂直方向上，上下叠起来的“两层楼”可以在操作工的视界内增加更多的有效显示，但上层不能太高，需要后仰才能看清的显示屏只能作为非常情况显示，不能作为日常显示。如此算来，在一个操作工能够有效地顾及的范围内，也就是4-8台显示屏。这就有了新的问题。本来的仪表板上所有仪表都在那里，操作工可以一览无余掌握整个工艺过程的情况。但有限的显示屏一般只能有选择地显示一部分过程和有关的仪表。 对于一个典型的工厂，显示画面一般分为几类： 1、工艺过程概览 2、工艺过程细节 3、水电气、冷却塔、蒸汽等公用设施情况监视（统称utility and battery limit） 4、仪表、控制系统状态监视
机柜设计 2.1 影响机柜结构设计的因素 机柜是电气控制设备不可缺少的组成部分，是电气控制设备的‘载体’。机柜既要满足各电气单元的组合功能条件(安全的要求，检修性能，形式的统一，组合的标准，功能的分配，外形美观等),还要满足柜体本身要求(如坚固可靠,美观,调整容易,符号规范,制造的适用性以及针对特殊场合的特殊设计等)。 机柜设计应在满足成套电气产品使用功能要求的前提下，同时满足结构工艺性要求，即机柜的总体及其零部件制造的可行性及经济性要求，以及满足电器装配的工艺性和运行中的可维修性要求。 由于长期以来缺乏系统设计,人机工程学设计思想,重电气设计而忽略结构设计,重主机而轻视附件,我国机柜在外观,整体布局,色彩,加工精度及互换性,配套性等方面与发达国家有一定的差距,尤其在专利技术方面,我们仍然受制于工业发达国家,以至于外商企业占有了我国高端机柜市场的较大份额， 机柜结构本身发展形成的各种形式，不同的组件，不同电压等级，不同使用场合，加工设备的发展，不同生产厂家的自身条件等都决定了控制柜的制造受到甚多因素影响。由于机柜结构要求不一，以及各个企业加工手段不同，它们的制造工艺就不能强求完全一致，但制造中也存在带普遍意义的较关键的工艺特点，现将这些特点结合柜体结构选择与设计进行介绍。 2.1.1机柜的结构及基本类型 2.1.1.1机柜的基本结构模式 1.基本结构模式 通过长期的实践，电气控制设备的壳体逐步形成了盒,箱,柜(包括屏)，台四大基本结构模式，定义如下： 1）机柜 用于容纳电气或电子设备的独立式或自支撑的机壳。机柜通常配置有门，可拆或不可拆的侧板。机柜一般安装在地面上或大型设备平台上。 机箱 机箱的体积较小，一般安装在台面，桌面，墙壁上或设备壁龛中，是用于容纳电气或电子设备的小型机壳。 3）控制台 安装在台面或地面上，具有水平面，垂直面或倾斜面，以容纳控制，信息和监控设备的机壳。4）机盒 用于容纳电气或电子设备的便携式小型机壳，或用于电气单元隔离的小型机壳（电磁屏蔽盒）。机盒也可以作为部件安装在机柜，机箱和控制台内。 2.机柜的典型结构 由于电气控制设备被广泛应用于多个技术领域，并且由于其功能的差异，使用场合的差异及
Q/UTS UT斯达康通讯有限公司企业标准 Q_UTSB_006A0_2004 19″标准机柜结构设计规范 The mechanical criterion of 19 inch normal cabinets designing 2005-11-15 发布 2005-11-15 实施 U T斯达康通讯有限公司发布
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前言 本标准制订的目的，主要是为了适应公司日益全球化发展的需要，也是为了增强公司机柜可互换性、提高公司机柜设计效率和质量、降低公司机柜研发和生产成本的需要。 本标准主要以IEC标准为主，参照了ETSI、NEBS标准对机柜性能部分的要求及NEBS标准对机柜工程安装的要求。 标准起草：徐建华
机柜 设备/材料采购项目技术规范书 二○一六年五月
1 机柜技术要求 1.1 使用条件 工作温度：-5℃~ +40℃ 相对湿度：≤85%（+30℃时） 大气压力：70~106kPa 贮运温度：-25℃~ +55℃ 1.2 外观要求 机柜涂覆层应表面光洁、色泽均匀、无流挂、无露底。金属件无毛刺、无锈蚀。走线布置合理并符合规范，保证布线后整体外形美观。 机柜门板、侧板平整，无扭曲、无变形，也不明显抖动。门板开孔均匀。 机柜标志应齐全、清晰、色泽均匀、耐久可靠。机柜正面和背面上方应设有用以标注序号的标签或位置，列头、列尾机柜朝外的侧板上应设有用以标注列号的位置。 机柜及其附属部件、涂覆层、标志、饰物等均应采用阻燃材料。 机架为19”标准框架结构，正、背、侧门及顶板为黑色（颜色甲定）。 1.3 机柜尺寸、结构及配置 机柜外形尺寸定义如下图。 机柜外形尺寸示意图 IDC机柜为前进风机柜。 机柜尺寸（高度H×宽度W×深度D）=2200mm×600mm×1100mm。
1.4 基本结构 机柜按照标准YD5083《电信设备抗地震性能检测规范》要求，带载500kg 通过8级及以上烈度结构抗地震测试。 机柜可以并列安装，随机应配有并柜连接件。并列排放的机柜间应有侧板隔离。 机柜的水平调节角及底轮可自由拆卸，方便机柜整体搬移,每台机柜都能够平整的放置在底座上，并使用连接螺栓与底座连接固定。 机柜用料及螺丝、螺钉等联接器件均应为经过不锈处理材料。 机柜需要配置和机柜配套螺丝、螺帽。 机柜整体净载重达到1000kg以上，保证在长期承重情况下各部件不变形弯曲,按要求提供检测报告。 内部结构 机柜内部应设置4根安装立柱，用于安装设备和固定层板。安装立柱能够前后移动调节。安装立柱的间距、孔距等机柜内部尺寸结构应满足GB/T 19520.1和GB/T 19520.2的要求。机柜承重立柱至少承重1300kg以上。机柜前门立柱需要有具体U数标示。 机架配置15层设备托板，托板也应考虑通风散热，标准托盘承重80kg，配M6固定设备钢螺栓50套，同时应考虑受力支撑点，保障托盘受力均匀，不变形。托盘应便于安装和拆卸，其安装高度和前后位置可以调节。托盘的固定方式为卡扣式固定（可根据用户需求调整，使用螺丝或弹性插销、卡接部件等固定方式）。托盘为镂空型(要求有通风孔)，以利于散热。 1.5 机柜基本要求 机柜门和侧板为可拆卸式结构，门的开合转动灵活、锁定可靠、施工安装和维护方便。门的开启角应不小于110°。前后门采用外开门方式，机架正门和背门应为全网格双开门，网格等效直径不小于6mm，通风面积比例至少70%，顶板亦为网孔状，要求同前。 机柜内部设备的有效安装深度不小于800mm，前立柱与前门框的距离为50mm（若实际距离不等于50mm，乙方需给出合理的解释）。PDU或插座（包括服务器电源插头与插座连接之后）不能阻挡服务器设备的安放。 机柜采用上走线设计，顶板预留进线孔，进线孔不少于6个，进线孔为方形，
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文件名称：机箱结构设计规范 编号：RD-SJ-004 版本：A0 页次： 1 / 23 编写：审核：批准/ 日期： 1 范围 本规范适用于工业类计算机机箱的结构设计，并针对军工产品与需要实施特性分 类的工业计算机规定了特性分类在设计文件上的表示方法。 2 规范性引用标准及参考文献 2.1 GB/T 3047.2-1992 高度进制为44.45mm的面板、机架和机柜基本尺寸系列 2.2 GB/T 14665-1998 机械工程CAD制图规则 2.3 GB/T 2822-1991 标准尺寸 2.4 SJ/T 207.1-3-1999 中华人民共和国电子行业标准《设计文件管理制度》 2.5 《电子设备结构设计原理》 3 定义： 特性分类：根据特性的重要程度，对其实施分类的过程。特性分为三类：关键特性、重要特性和一般特性； 关键特性：如有故障，可能危及人身安全、导致武器或完成所要求使命的主要系统失效的特性；具有此特性的零件称关键零件； 重要特性：如有故障，可能会导致最终产品不能完成所要求使命的特性；具有此特性的零件称重要零件； 一般特性：该特性虽与产品质量有重要关系，但如有故障，一般不会影响产品的使用性能；仅有此特性的零件称一般特性； 4 机箱设计的基本要求 4.1 证产品技术指标的实现：设计机箱时，必需考虑机箱内部元、器件相互间的 电磁干扰和热的影响，以提高电性能的稳定性；必需注意机箱的强度、钢度 问题，以免产生变形，引起电气接触不良、门、插接件卡滞，甚至受振后损 坏；必需按实际工作环境和使用条件，采取相应的措施以提高设备的可靠性 和使用寿命，保证产品技术指标的实现。 4.2 便于设备的操作使用与安装维修：为了能有效地操作和使用设备，必须使机
研华工控机基础教程（完整版） 第一部分 引言 工业控制计算机，中文简称工控机，英文简称IPC（Industry Personal Computer），在工业自动化背景下应运而生。伴随着PC产业的发展，得到了长足的发展。尽管IPC在架构上也是基于X86为主，在用户使用端和PC电脑产业相同，但与个人PC电脑产业的发展却完全是不同的道路。个人PC通常分为家用电脑和商用电脑两大类。对于家用电脑，是以时尚的外形、较高的显卡性能、多媒体显示性能、丰富的扩展性能、多声道声卡等方面作为吸引消费者的卖点，有些高档家用电脑甚至配备遥控器，时尚的音响，俨然一个家庭多媒体中心。对于商用客户，则是通过稳重的外观、完备的售后服务、有限的扩展性能、高速度的运算速度等来吸引商用客户采购。 工控电脑是完全不同的设计理念，工控电脑更多的是在恶劣的环境下使用，对产品的易维护性、散热、防尘、产品周期、甚至尺寸方面都有着严格的要求。因此在设计和选择工控机平台的时候，考虑的更多的是机构的设计，然后才是对性能等的考虑。 第二部分 正文 一、工控机的设计分析与选择。 1、工控机的尺寸设计 工控机在很多情况下使用是应用于某个系统之中，因此常常被放置在某个设备之中或上架。因此对尺寸有较严格的要求。根据用户的使用情况，分为上架式和壁挂式两种设计。 上架式：现在市场上最为常见的研华工控机IPC－610就是标准的4U高度19英寸上架式机箱。可以应用在标准的机柜之中。如图1所示： <图1> IPC-610H 针对客户的不同需求，我们会提供1U、2U、3U、4U、5U和7U高度的机箱。 一般来说，在1U或2U的机构设计上面。由于机箱体积有限，但CPU的功耗日益加大（最新的P4CPU功耗已超过100W），因此内部散热风流设计变成了厂商面临的最大问题。而机构散热设计的功力在很大程度上反映了 一个厂商的技术实力。（关于机构散热的设计我们会在后期的文章中讨论）。 对于1U工控机，多用于对体积要求较高的电信领域，大多配合上架使用，工控机厂商通过PICMG1.0架构的CPU卡的体积优势，配合1U高度的蝶型底板，可支持最高2个PCI全长卡。从而满足某些要在1U机箱中集成某些特殊规格卡的用户需求。 对于4U，7U的机构设计，由于机箱的体积变大，在狭小机箱中面临散热因素已不是主要考
深圳市研祥智能 编号：WC-R&D- 版本： A0 页次： 1 / 23 科技股份有限公司 编写：审核：批准/日期： 1.范围 本规范适用于工业计算机类标准19＂上架机箱的结构设计。 2规范性引用标准及参考文献 2.1GB/T 3047.2-1992 高度进制为44.45mm的面板、机架和机柜基本尺寸系列 2.2GB/T 14665-1998 机械工程CAD制图规则 2.3GB/T 2822-1991 标准尺寸 2.4《电子设备结构设计原理》 3机箱设计的基本要求 3.1.1保证产品技术指标的实现：设计机箱时，必需考虑机箱内部元、器件相互间 的电磁干扰和热的影响，以提高电性能的稳定性；必需注意机箱的强度、钢 度问题，以免产生变形，引起电气接触不良、门、插接件卡滞，甚至受振后 损坏；必需按实际工作环境和使用条件，采取相应的措施以提高设备的可靠 性和使用寿命，保证产品技术指标的实现。 3.1.2便于设备的操作使用与安装维修：为了能有效地操作和使用设备，必须使机 箱的结构设计符合人的心理和生理特点，同时还要求结构简单，装拆方便。 此外，面板上的控制器、显示装置必须进行合理选择与布局，以及考虑操作 人员的人身安全等等。 3.1.3良好的结构工艺性：结构与工艺是密切相关的，采用不同的结构就相应有不 同的工艺，而且机箱结构设计的质量必须要有良好的工艺措施来保证。因此， 要求设计者必须结合生产实际考虑其结构工艺性。 3.1.4贯彻标准化、模块化： 3.1. 4.1标准化是国家的一项重要技术经济政策和管理措施，它对于提高产 品质量和生产率、便于使用维修、加强企业管理、降低生产成本等 都具有重要作用。结构设计中必须尽量减少特殊零、部件的数量， 增加通用件的数量，尽可能多的采用标准化、规格化的零、部件和 尺寸系列(尽量采用标准库中和国标零部件)。
斯达康通讯有限公司企业标准 006A0_2004 19″标准机柜结构设计规范 19 2005-11-15 发布 2005-11-15 实施 斯达康通讯有限公司发布
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前言 本标准制订的目的，主要是为了适应公司日益全球化发展的需要，也是为了增强公司机柜可互换性、提高公司机柜设计效率和质量、降低公司机柜研发和生产成本的需要。 本标准主要以标准为主，参照了、标准对机柜性能部分的要求及标准对机柜工程安装的要求。 标准起草：徐建华
目次 1范围···············································································错误！未指定书签。2引用标准·········································································错误！未指定书签。3术语定义·········································································错误！未指定书签。 3.1设备实体( ) ·····················错误！未指定书签。 3.2机柜() ························错误！未指定书签。 3.3机架() ························错误！未指定书签。 3.4插箱() ························错误！未指定书签。 3.5机箱() ························错误！未指定书签。 3.6插件( ) ·······················错误！未指定书签。 3.7机柜高度 ( ) ·····················错误！未指定书签。 3.8机柜宽度 ( ) ·····················错误！未指定书签。 3.9机柜深度 ( ) ·····················错误！未指定书签。 3.10协调尺寸 ( ) ····················错误！未指定书签。4机柜设计的总原则·····························································错误！未指定书签。5机柜的分类及特点·····························································错误！未指定书签。 5.1按照使用环境分类···················错误！未指定书签。 5.2按照拼装式方式分类··················错误！未指定书签。6机柜的基本组成································································错误！未指定书签。 6.1顶围框、底座、外柱的设计···············错误！未指定书签。 6.2前门、后门的设计···················错误！未指定书签。 6.3左、右侧板的设计···················错误！未指定书签。 6.4安装柱的设计·····················错误！未指定书签。 6.5导轨的设计······················错误！未指定书签。 6.6搁板的设计······················错误！未指定书签。 6.7铭牌的设计······················错误！未指定书签。 6.8支撑脚的设计·····················错误！未指定书签。 6.9脚轮的设计······················错误！未指定书签。 6.10吊环的设计·····················错误！未指定书签。7机柜设计的基本要求··························································错误！未指定书签。 7.1机柜的外形尺寸、装配尺寸及机柜并架要求········错误！未指定书签。 7.2机柜的刚度、强度和重量················错误！未指定书签。 7.3机柜的走线要求····················错误！未指定书签。 7.4机柜使用的热环境及散热能力··············错误！未指定书签。 7.5机柜的电磁兼容能力··················错误！未指定书签。 7.6防雷击性能要求····················错误！未指定书签。 7.7机柜的防振等级要求··················错误！未指定书签。 7.8机柜稳定平衡的最大角度要求··············错误！未指定书签。 7.9机柜的防尘要求····················错误！未指定书签。 7.10机柜的包装运输要求·················错误！未指定书签。 7.11机柜的工程安装要求·················错误！未指定书签。 7.12机柜三防设计要求··················错误！未指定书签。 7.13机柜的工业造型设计要求···············错误！未指定书签。 7.14机柜的人机工程设计要求···············错误！未指定书签。 7.15机柜的防水等级要求·················错误！未指定书签。 7.16机柜的生产成本要求·················错误！未指定书签。8机柜设计的基本准则··························································错误！未指定书签。 8.1热设计准则······················错误！未指定书签。
**大学 本科生毕业设计（论文） 学院（系）：** 专业：** 学生：** 指导教师：** 完成日期2013 年* 月
**大学科生毕业设计（论文） 基于工控机的伺服控制系统的设计与实现 Design and Implementation of Servo Control System Based on Industrial Personal Computer 总计：30 页 表格：9 个 插图：34 幅
**大学本科毕业设计（论文） 基于工控机的伺服控制系统的设计与实现 Design and Implementation of Servo Control System Based on Industrial Personal Computer 学院（系）：** 专业：** 学生姓名：** 学号：** 指导教师（职称）：** 评阅教师： 完成日期：
基于工控机的伺服控制系统的设计与实现 自动化专业** [摘要] 本设计主要是以工控机作为上位机实现系统的监控，台达PLC作为现场控制器，伺服控制器作为执行器，PLC通过发送脉冲来实现交流伺服电机的正反转、点位控制和直线插补运动。其中工控机和台达PLC是以RS232串口和ASCII协议的通讯方式控制ECMA-C30602ES伺服电机，力控软件和伺服驱动器以MODBUS协议通讯方式对电机运动状态进行实时监控。使用ASDA-soft软件，以ASCII通信协议，完成了伺服驱动器的速度与定位测试；通过上位机监控程序的设计和PLC的编程，实现了伺服电机的速度控制与点位控制，经调试，运行情况满足系统性能要求。 [关键词] 工控机；伺服驱动器；伺服电机；可编程控制器 Design and Implementation of Servo Control System Based on Industrial Personal Computer Automation Specialty ** Abstract:This design is mainly to industrial control computer as the monitoring host computer system, Delta PLC as field controller, servo controller as the actuator, PLC by sending a pulse to achieve positive, AC servo motor position control and linear interpolation. The industrial control computer and delta PLC is based on RS232 serial port and ASCII protocol communication control ECMA-C30602ES servo motor, the force control software and servo drive based on MODBUS protocol communication mode of motor state monitor. The use of ASDA-soft software, the ASCII communication protocol, completed the test speed and position servo drive; through the design of PLC monitoring procedure programming, to achieve speed control and servo motor control, debugging, operation to meet the system performance requirements. Key words:Industrial personal computer; servo driver; servo motor; programmable logic controller
机柜结构件设计规
目次 前言 (5) 1.围和简介 (6) 1.1围 (6) 1.2简介 (6) 1.3关键词 (6) 2.剪板下料 2.1 板材的种类及尺寸规格.................................... 2.2钣金件展开尺寸的计算 2.2.1钣金展开的理论公式 2.2.2板材展开的参数表格 2.3下料尺寸不大于板材规格 2.4有组焊要求的钣金件沿长边下料 2.5下料单中对颜色及镀涂有特殊要求钣金件的标注 2.5.1底座颜色的标注 2.5.2资料盒颜色的标注 2.5.3安装板镀涂的标注 2.5.4外协件的标注 3.数冲 3.1 数冲模具的种类及规格 3.2数冲排出零件的尺寸限制 3.3数冲的孔间距要求 3.4钣金件需添加圆角
3.5数冲毛刺朝向零件部 3.6冲孔最小尺寸 3.7零件表面冲孔较多易变形 4.折弯 4.1影响折弯的折弯机尺寸 4.2折弯的圆角 4.3折弯成型边的最小尺寸 4.4折弯件的孔边距 4.5复杂折弯形状需验证是否可加工 5.组焊 5.1现有焊接设备原理及优缺点 5.1.1电弧焊 5.1.2气体保护焊 5.1.3氩弧焊 5.1.4电阻焊 5.1.5螺柱焊 5.2所有焊接螺柱底部均需增加定位 5.3点焊螺柱底部形状为锥形 5.4大面积焊接考虑变形 5.5箱体拼接考虑减少焊接和打磨长度 5.6焊接工艺的灵活运用 5.7平光粉及不锈钢钣金件设计焊接注意事项
5.7.1在外观平面上尽量采用点焊螺柱 5.7.2尽量采用拼装结构 6.普冲 6.1 普冲常用模具的运用. 6.2 凸台设计考虑变形 6.3 百叶窗设计考虑干涉 7.辊轧 7.1 非标型材及方管的设计 7.2 MS辊轧的下料尺寸 8.装配 8.1 常见的拼装结构形式 8.2仓库常见紧固件种类及规格 8.3铆装螺母的种类规格及底孔尺寸 8.4MS底座预留装配工艺孔 8.5避免自锁结构的设计 8.6柜体外部装元器件时需开进线孔 8.7标准岔道锁锁杆长度计算 8.8MS828锁锁杆长度的计算 8.9操作台液压支撑杆支架位置的计算 8.10超宽柜后背板设计为双门形式
工控机基本教程三[工控机的散热剖析] 上文我们介绍了工控机内部架构演变成为底板加插卡的来由 及其好处，从本文起，我将会从细节上讨论一台设计优良的工控机的设计理念。据统计，灰尘、散热、静电是造成计算机不稳定的三大主要因素。但商用PC机由于使用环境的不同，仅在散热方面遵守AT、ATX、乃至最新的BTX架构，而灰尘和静电问题在普通使用环境下并不突出，因此商用PC对此考虑很少。 但工控机使用环境比较特殊，经常在高温、粉尘、供电条件不好的环境下运行，并大多是在7X24小时环境下运行。而由于架构的不同，商用PC的机箱设计理念也不能直接照搬到工控机。因此在散热、防尘方面工控机必须有自己的设计理念，散热的好坏直接影响到工控机的稳定性，下面我们重点来介绍一下工控机在散热和防尘的特性。 早期的CPU由于功耗问题并不突出，因此工控机的散热不是设计的主要考虑因素。但随着人们对CPU性能需求的增加，处理器的功耗也日益增加。最新的Intel LGA775架构的P4处理器最大功耗居然在100W以上。工控机内部的散热问题也变得日益严峻起来。研华公司针对此问题，不断的在自身的产品上做出改进。下面我们拿研华的最经典4U上架式机箱610系列来具体分析：
第一代IPC－610系列，F版机箱 这是第一代的IPC610系列机箱中的高端产品IPC－610BP－F，由于这款机箱设计时CPU的功耗问题并不突出，因此其仅采用了单风扇辅助散热设计。而且我们可以看出，为了考虑工控机应用环境的复杂多样性，风扇的前面是有过滤网设计的的。由于在某些恶劣环境下，过滤网和风扇必须经常清洗才能保证正常工作，因此在这款机箱上的风扇和过滤网都设计为易于更换的，易于维护的设计理念一直体现在工控机箱的设计中。尤其在高端工控机产品中，系统的易于维护性是高端市场工控机的设计理念之一。 当P4处理器进入工控机市场后，其高发热量使得各个工控厂商不得不重视工控机的散热问题。研华推出了第二代IPC－610系列的工控机便加强了散热方面的考虑。例如热卖的面对中高端市场的IPC－610H，为了提升散热效果，加大机箱内部风流，采用双风扇的设计。并基于维护考虑，将双风扇采用模块式的设计理念，固定在一个抽取板上，从而容易更换。由于采用双风扇后，过滤
Q/UTS UT斯达康通讯有限公司公司原则 Q_UTSB_006A0_ 19″原则机柜构造设计规范 The mechanical criterion of 19 inch normal cabinets designing
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前言 本原则制定目，重要是为了适应公司日益全球化发展需要，也是为了增强公司机柜可互换性、提高公司机柜设计效率和质量、减少公司机柜研发和生产成本需要。 本原则重要以IEC原则为主，参照了ETSI、NEBS原则对机柜性能某些规定及NEBS原则对机柜工程安装规定。 原则起草：徐建华
工控机掉电保护功能设计 1．那些情况需要用到掉电保护功能 在大多数工控应用中，由于各种复杂的环境因素，使工控设备不可避免的会面临供电突然断掉的情况。为了可以保证系统运行状态确定性以及记录数据完整性，当系统供电恢复后，现场数据可以及时恢复，避免应用系统产生混乱。为了保证保存数据的实时性，现场数据的存储频率还会非常高，因此还要求数据保存的速度应足够快，从而不影响应用程序的正常运行。 对目前的非易失性存储器，NandFlash、NorFlash、EEPROM，有一定的擦写寿命限制，而且写入速度也不高，不利于现场数据实时保存。但是成本较低。 对于一些成本较高的非易失性存储器，例如铁电存储器，不利于降低产品的成本；而且容量也不大。 对目前的易失性存储器如DDR，数据写入和读取速度都非常的高，不过掉电后，数据将会全部掉失。如果使用一个后备电池的话，使得DDR一直通电，数据就不会掉失。但是电池有充电和放电时间，使用寿命的限制。也不利于产品的维护和降低成本。 因此本文提出一种“NandFlash + DDR + 法拉电容（又叫超级电容）”的低成本，高可靠性的解决方案。NandFlash（SLC）具有擦除次数高，达10万次，数据存储时间长，成本低等特点，被大多数嵌入式工控机所使用。 2．实现的原理 如果能预知掉电的发生，并能够利用超级电容继续为最小系统供电2秒钟。侧可以在有外电时把实时性比较高的数据保存在内存DDR里。获得掉电发生时，在超级电容供电的2秒钟里，把内存的一些重要的数据和现场运行状态数据打包成文件保存到NandFlash存储器。以保证工控设备在供电回复后能继续正常运行。基于这个原理广州市微嵌计算机科技有限公司生产的8寸WINCE工业平板电脑（WLT_TFT8060_080）已经实现了这个掉电保护功能。只需要在购买时选配这个掉电保护模块就可以了。
机柜结构设计 机柜设计 2.1 影响机柜结构设计的因素 机柜是电气控制设备不可缺少的组成部分，是电气控制设备的’载体'。机柜既要满足各电气单元的组合功能条件（安全的要求，检修性能，形式的统一，组合的标准，功能的分配，外形美观等），还要满足柜体本身要求（如坚固可靠,美观调整容易,符号规范,制造的适用性以及针对特殊场合的特殊设计等）。 机柜设计应在满足成套电气产品使用功能要求的前提下，同时满足结构工艺性要求，即机柜的总体及其零部件制造的可行性及经济性要求，以及满足电器装配的工艺性和运行中的可维修性要求。 由于长期以来缺乏系统设计，人机工程学设计
思想，重电气设计而忽略结构设计，重主机而轻视附件,我国机柜在外观，整体布局，色彩，加工精度及互换性，配套性等方面与发达国家有一定的差距,尤其在专利技术方面，我们仍然受制于工业发达国家,以至于外商企业占有了我国高端机柜市场的较大份额， 机柜结构本身发展形成的各种形式，不同的组件，不同电压等级，不同使用场合，加工设备的发展，不同生产厂家的自身条件等都决定了控制柜的制造受到甚多因素影响。由于机柜结构要求不一，以及各个企业加工手段不同，它们的制造工艺就不能强求完全一致，但制造中也存在带普遍意义的较关键的工艺特点，现将这些特点结合柜体结构选择与设计进行介绍。 2.1.1机柜的结构及基本类型 2.1.1.1机柜的基本结构模式 1. 基本结构模式 通过长期的实践，电气控制设备的壳体逐步形成了盒,箱，柜（包括屏），台四大基本结构模式，定义如下：
1）机柜 用于容纳电气或电子设备的独立式或自支撑的机壳。机柜通常配置有门，可拆或不可拆的侧板。机柜一般安装在地面上或大型设备平台上。 机箱 机箱的体积较小，一般安装在台面，桌面，墙壁上或设备壁龛中，是用于容纳电气或电子设备的小型机壳。 3）控制台 安装在台面或地面上，具有水平面，垂直面或倾斜面，以容纳控制，信息和监控设备的机壳。 4）机盒 用于容纳电气或电子设备的便携式小型机壳，或用于电气单元隔离的小型机壳（电磁屏蔽盒）。机盒也可以作为部件安装在机柜，机箱和控制台内。 2. 机柜的典型结构 由于电气控制设备被广泛应用于多个技术领域，并且由于其功能的差异，使用场合的差异及人们对多样化的需求，电子控制设备的式样极其繁多。为降低费用并进行专业化批量生产，逐步形成了一些典型机柜结构，其中具有普遍意义的结构模式有： 1）嵌套式层次结构（内插式结构） 主要是指由IEC297和IEC917系统标准所规定的模式，它是一种插件插箱--------- 机柜系统，