מחשב אישי תעשייתי (IPC) היא מערכת מחשב שתוכננה במיוחד עבור סביבות תעשייתיות, המאופיינת באמינות גבוהה, יציבות וביצועים- בזמן אמת. מחשבים תעשייתיים ממלאים תפקיד מכריע בתחומים כמו אוטומציה תעשייתית וייצור חכם. מאמר זה מספק סקירה מפורטת של רכיבי החומרה של מחשב אישי תעשייתי.
I. סקירה כללית
רכיבי החומרה של מחשב בקרה תעשייתי כוללים בעיקר את הדברים הבאים: לוח אם, מעבד, זיכרון, כונן קשיח, ספק כוח, התקני קלט/פלט, כרטיסי הרחבה ושלדה. רכיבים אלה יתוארו בפירוט להלן.
II. לוח אם
1. הפונקציה של לוח האם
לוח האם הוא מרכיב הליבה של מחשב בקרה תעשייתי. הוא מחבר את כל התקני החומרה של המחשב ומשמש לתיאום וניהולם. הביצועים של לוח האם משפיעים ישירות על הביצועים של מערכת המחשב כולה.
2. סיווג לוחות אם
בהתבסס על גודלם וסוגי הממשק שלהם, ניתן לסווג לוחות אם עבור מחשבי בקרה תעשייתיים כדלקמן:
(1) לוחות אם ATX: גדולים יותר בגודלם, מתאימים למחשבי בקרה תעשייתיים בקנה מידה גדול-.
(2) לוחות אם מיקרו-ATX: קטנים יותר בגודלם, מתאימים למחשבי בקרה תעשייתיים קטנים ובינוניים-.
(3) לוחות אם מיני-ITX: הקטן ביותר בגודל, מתאים למחשבי בקרה תעשייתיים קומפקטיים.
3. רכיבים עיקריים של לוח אם
(1) שקע CPU: משמש להתקנת המעבד.
(2) חריצי זיכרון: משמשים להתקנת מודולי זיכרון.
(3) חריצי הרחבה: משמשים להתקנת כרטיסי הרחבה, כגון כרטיסים גרפיים וכרטיסי רשת.
(4) ממשק כונן קשיח: משמש לחיבור כוננים קשיחים.
(5) יציאות I/O: כולל יציאות USB, יציאות טוריות, יציאות מקבילות וכו'.
(6) מחבר ספק כוח: משמש לחיבור ספק הכוח.
(7) שבב BIOS: מאחסן את מערכת הקלט/פלט הבסיסית של לוח האם.
(8) שבב שעון: משמש לשליטה באות השעון של לוח האם.
(9) שבב רשת: משמש להפעלת פונקציות תקשורת רשת.
III. מעבד
1. תפקיד המעבד
המעבד (Central Processing Unit) משמש כ"מוח" של מחשב בקרה תעשייתי, האחראי על ביצוע הוראות תוכנית ועיבוד נתונים.
2. סיווג מעבדים
בהתבסס על הארכיטקטורה והביצועים שלהם, ניתן לסווג מעבדים למחשבי בקרה תעשייתיים באופן הבא:
(1) x86 מעבדי ארכיטקטורה: כגון סדרת Core של אינטל וסדרת Ryzen של AMD.
(2) מעבדי ARM Architecture: כגון סדרת Jetson של NVIDIA וסדרת Snapdragon של קוואלקום.
(3) מעבדי MIPS Architecture: כגון סדרת Loongson.
3. מדדי ביצועים מרכזיים של המעבד
(1) מהירות שעון: תדר השעון של המעבד, נמדד ב-GHz.
(2) מספר ליבות: מספר יחידות העיבוד בתוך ה-CPU.
(3) מטמון: זיכרון פנימי מהיר- המשמש לאחסון הוראות ונתונים.
(4) צריכת חשמל: כמות האנרגיה החשמלית הנצרכת על ידי המעבד במהלך הפעולה.
IV. זֵכֶר
1. תפקיד הזיכרון
זיכרון הוא אחסון זמני של מחשב בקרה תעשייתי, המשמש לאחסון תוכניות פועלות ונתונים.
2. סיווג הזיכרון
בהתבסס על סוג הזיכרון והממשק, ניתן לסווג את הזיכרון של מחשבי בקרה תעשייתיים לקטגוריות הבאות:
(1) זיכרון DDR: כגון DDR3, DDR4 וכו'.
(2) SDRAM: כגון SDRAM, DDR2 וכו'.
(3) RDRAM: כגון RDRAM וכו'.
3. מדדי ביצועים מרכזיים של זיכרון
(1) קיבולת: כמות שטח האחסון בזיכרון, נמדדת ב-GB.
(2) תדר: תדר הפעולה של הזיכרון, נמדד ב-MHz.
(3) תזמון: זמן ההשהיה של הזיכרון, נמדד ב-CL.
(4) מתח: מתח הפעולה של הזיכרון.
V. כוננים קשיחים
1. פונקציה של כוננים קשיחים
כונן דיסק קשיח (HDD) משמש כהתקן אחסון קבוע עבור מחשבי בקרה תעשייתיים, המשמש לאחסון מערכת ההפעלה, היישומים והנתונים.
2. סיווג כוננים קשיחים
בהתבסס על הממשקים והביצועים שלהם, כוננים קשיחים עבור מחשבי בקרה תעשייתיים יכולים להיות מסווגים כדלקמן:
(1) כוננים קשיחים SATA: כגון 7200 סל"ד, 5400 סל"ד וכו'.
(2) כונני SSD: כגון NVMe ו-SATA-ממשק SSD.
(3) כונני HDD: כגון כוננים בדרגה-ארגונית ובמחלקה שולחנית-.
3. מדדי ביצועים מרכזיים של כוננים קשיחים
(1) קיבולת: כמות שטח האחסון בכונן הקשיח, נמדד ב-TB.
(2) מהירות סיבוב: המהירות שבה מסתובב הכונן הקשיח, נמדדת בסל"ד.
(3) מטמון: זיכרון המאגר המהיר-של הכונן הקשיח, נמדד ב-MB.
(4) סוג ממשק: כגון SATA, SAS וכו'.
VI. ספק כוח
1. תפקוד ספק הכוח
יחידת אספקת הכוח (PSU) היא התקן אספקת החשמל למחשבי בקרה תעשייתיים, האחראי על המרת מתח ה-AC המבוא למתח ה-DC הנדרש על ידי המחשב.
2. סיווג ספקי כוח
בהתבסס על דירוג הספק וממשק, ניתן לסווג ספקי כוח למחשבי בקרה תעשייתיים באופן הבא:
(1) ספק כוח ATX: מתאים ללוחות אם ATX.
(2) ספק כוח מיקרו-ATX: מתאים ללוחות אם של מיקרו-ATX.
(3) ספק כוח מיני-ITX: מתאים ללוחות אם מיני-ITX.
3. מדדי ביצועים מרכזיים של ספקי כוח
(1) הספק: הספק המוצא של ספק הכוח, נמדד בוואט (W).
(2) יעילות: יעילות המרת הכוח של ספק הכוח.
(3) הסמכות: כגון הסמכת 80 PLUS וכו '.
(4) מחברים: כגון 24 פינים, 8 פינים וכו'.