工控机电源知识简介-PPT精选
工控机电源参数
工控机电源参数1. 引言工控机是专门用于工业自动化控制的计算机设备，其电源参数对于其运行稳定性和可靠性至关重要。
本文将介绍工控机电源的相关参数，并详细解释其对工控机性能的影响。
2. 电源输入工控机通常需要接入交流电源或直流电源进行供电。
其中，交流输入通常为220V或110V，而直流输入则取决于具体需求。
在选择合适的电源输入时，需要考虑供电环境、功率需求以及稳定性等因素。
3. 输入电压范围工控机的输入电压范围是指能够正常工作的最低和最高输入电压值。
一般来说，工控机会有一个额定的输入电压范围，超出该范围可能导致设备无法正常运行或损坏。
因此，在选择工控机时，需要根据实际情况确定所需的输入电压范围。
4. 输出功率输出功率是指工控机从电源向其他设备提供的总功率。
它与工控机所连接设备的功耗有关。
在选择合适的工控机时，需要确保其输出功率能够满足所连接设备的需求，以保证设备正常运行。
5. 输出电压工控机的输出电压是指从工控机向其他设备提供的稳定电压。
不同的设备对电压稳定性有不同要求，因此，在选择工控机时，需要确保其输出电压能够满足所连接设备的要求。
6. 效率工控机的效率是指其将输入电能转化为输出电能的比率。
一般来说，效率越高，工控机消耗的能量越少，发热也会相应减少。
因此，在选择工控机时，需要考虑其效率对于整个系统的影响。
7. 温度范围温度范围是指工控机正常运行所需的环境温度范围。
在选择合适的工控机时，需要确保其可以在所处环境温度范围内正常运行，并且具有一定的耐高温和耐低温能力。
8. 防护等级防护等级是指工控机对于外部环境因素（如灰尘、湿气、振动等）的防护能力。
不同等级的防护能力适用于不同的工业环境，因此，在选择工控机时，需要根据具体应用场景选择合适的防护等级。
9. 电源稳定性电源稳定性是指工控机对输入电压波动的适应能力。
电源波动可能会对工控机的正常运行产生影响，因此，在选择工控机时，需要考虑其对于电源波动的抵抗能力。
工控机基础知识-PPT精选文档
• •
标配/兼容电源：PS2电源，兼容ST-300BKV 结构特点：外观、结构形式经典，性价比好
性能方面 材料、工艺方面 工控机的热设计 工控机的EMC设计 工控机的结构可靠性设计
•性能方面
早期的工控机就是一个质量好的PC。随着 时间的推移，用户使用环境的变化，工控机架 构逐渐演变成了现在这种底板加插卡的架构。 这种架构主要有如下的优点： 1。维护时间相对减少，维修更换零部件迅速 2。扩展性能增强，一块底板上可扩展多块用户 IO卡
上架机箱IPC-8206
• • 结构形式：2U标准上架式 机箱尺寸：88.2mm(高)X482mm(宽)X462mm(深)
•工控机的热设计
灰尘、散热、静电是造成计算机不稳 定的三大主要因素,商用PC在普通使用环 境 下运行，灰尘和静电问题 并不突出， 但工控机多是在高温，粉尘环境下长时间 工作，因此，防尘、散热措施的好坏，直 接影响到工控机的可靠运行。
工控机一般选用大风量风扇，前面配过 滤网，考虑 到过滤网和风扇必须经常清洗， 因此机箱上的风扇和过滤网都按易于更换、 易于维护的理念来设计；随着用户要求的 不断增高，处理器的功耗也日益增加。最 新的Intel 4核、8核处理器最大功耗在 100W以上，因此在一些高端工控产品中， 出现了水冷，热管等新的散热方式。
但时，二者在设计理念和使用环境上却截然不同
个人计算机的设计理念是追求更高的速度、更好的使用舒适度、
更好的用户体验………………
工控机基础知识 ppt课件
驱动器减震垫
三道压条
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•工控机的分类
上架式工控机
壁挂式工控机
便携式计算机
嵌入式计算机
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上架机箱IPC-810A/811A
• 结构形式：4U标准上架式 • 机箱尺寸：177mm(高)X482mm(宽)X452mm(深) • 驱动空间：三个3.5〞空间，二个5.25〞空间 • 标配/兼容底板：标配IPC-6113LP4，兼容所有14槽
底板
• 标配/兼容电源：PS2电源，兼容ST-300BKV • 结构特点：外观、结构形式经典，性价比好
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上架机箱IPC-8421
• 结构形式：4U标准上架式 • 机箱尺寸：177mm(高)X482mm(宽)X529mm(深) • 驱动空间：九个3.5〞空间，二个5.25〞空间 • 标配/兼容底板：标配IPC-6114P12，兼容商用主板
商用机箱因成本关系用料一般， 面板多采用塑胶材料；
加工工艺方面，工控机因受量 的限制，多采用数控设备加工，加 工工序多、工艺复杂，成较高，商 用机箱大多采用模具化生产，成本 远远低于工控机
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•工控机的热设计
灰尘、散热、静电是造成计算机不稳 定的三大主要因素,商用PC在普通使用环 境 下运行，灰尘和静电问题 并不突出， 但工控机多是在高温，粉尘环境下长时间 工作，因此，防尘、散热措施的好坏，直 接影响到工控机的可靠运行。
工控机基础知识讲解
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工控机IPC(Industrial Personal Computer）其实就是一种加固的 增强型个人计算机(PC) ,它与个人计算同属IT产业,在架构上也基本 相同,都是以X86架构为主,在用户使用端也基本一样,相同的输入设备 （鼠标、键盘、扫描仪等）,相同的输出设备（显示器、打印机等）
第一章-工控机介绍PPT课件
可以根据生产情况的变化，不断的改变给定 值，以达到实现最优控制的目的。而没有SCC的 模拟系统是不能及时根据监测信号改变给定值的。
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D/A 反多路开关
管理命令
报告
计算机监管 给定值 测量值
DDC微型机
A/D
多路开关
检测元件
生产过程
图1-4 SCC+DDC控制系统原理图
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工作原理：
本系统为两级计算机控制系统，一级为监督 控制级SCC，用来计算最佳给定值。直接数字控 制计算机（DDC）用来把给定值与测量值进行比 较，其偏差由DDC进行直接数字计算，然后经D/A 转换器和反多路开关分别控制各个执行机构进行 调节。
电压互感器 100V
电流互感器 5A
小电流
A/D 25
变送器：用来信号调理的电路，将传感器得到的 电信号变为统一的直流电流（0-20MA或 者4-20MA)或者直流电压（0-5V或者1-5V） 信号，这样的调理电路叫做变送器。
信号调理的原因： 来自传感器的信号通常是含有干扰噪声 的微弱信号。
信号调理的作用：
和对全部控制对象实施控制的一种结构。 优点：系统的整体性和协调性好。
缺点：对计算机的安全性和可靠性要求很高。 分类：（1）单回路调节器。
（2）PLC可编程控制器 （3）DAS数据采集器 （4）DDC直接数字控制器
（2）RAM 作用是存储操作数、运算数据、运算结果等。 为使控制数据不致因掉电而丢失，通常RAM 应加掉电保护装置。
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2.过程通道 作用：过程通道是计算机和被控对象之间交换 数据的桥梁。 组成：（1）模拟量输入通道 （2）模拟量输出通道 （3）数字量输入通道 （4）数字量输出通道
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电源基础知识介绍ppt课件
原边过温保护（OTP）
保护模块工作于一定的温度范围内，自身保护的一种
原边欠压保护（UVP）
自我保护的一种，同时也是保证系统正常工作的一种电路
原边限流保护（OCP）
模块自身的保护，保护在副边电路发生故障时，不使故障扩大
副边过压保护（OVP）
保护用户电路在模块发生故障时不会损坏
线性电源
8、线性电压调整器的设计考虑因素： 压差 输出电流 损耗功率 输入电压范围
线性电源
9、线性电压调整器的设计实例
开关电源
开关电源
定义：利用功率半导体器件使变压器工作在高频开关状态 （饱和导通或截止），利用L、C储能并通过PWM控制获得 需要的电压的装置。
1、开关电源的缺点与优点
及续流二极管承受过大电流。
Is Vo 2 VsR
开关电源
Boost升压变换器
Vin
L
D
Vo
S
C
R
稳态输入/输出关系
V0
1 V in
1 d
(0 < d < 1)
开关电源
Boost 电路的特点 1） 输入电流纹波小，输出电流纹波大。开关管、
二极管的电流总是脉动的。过大的电压、电流 应力容易损坏器件。 2）连续方式下，纹波电流随电感的增大而变小。 3）在BOOST电路中，不能空载，否则输出电压 很高，有可能损伤电路中器件。
开关电源
13、电源模块应用主要参数：
输入电压范围：48V 36出电压范围：额定±1％
输出额定电流：应用中超过该额定值，输出电压跌落，通常 模块设计中会有一定的裕度。
开关电源
9、非隔离DC/DC开关电源实例
BUCK型开关电源
工控电源以及工控电源维护知识
工控电源以及工控电源维护知识工控液晶屏的电源他是属于工控机当中的一个结构，工控机他是一种非常特殊的产品，接下来我就将为大家详细的介绍什么是工控电源和工控电源的一些维护知识。
什么是工控电源呢？工控机他是利用总线而结构的，对于机电设备以及生产的过程。
工控机他拥有计算机属性以及特征，如拥有计算机的内存、CPU、硬盘、外设及接口，并且拥有操作系统、控制网络以及协议、友好的人机界面、计算的能力等。
工控行业的技术以及产品非常的特殊，属于中间产品，他是为了其他的行业提供嵌入式、可靠以及智能化的工业计算机。
工控电源应该如何去维护呢？一、电压的波动大，容易停电：工业的发展以及生活水平的提高，对于电量的需求也慢慢的开始增大，一些很偏僻的地区都会容易出现供电不足的一些现象，电压不稳。
造成了工控的系统经常会出现重新启动，系统的一些重要日志文件很容易丢失而导致无法进行正常启动。
因此工控机工作环境电源上的稳定关系到了工控机的工作是否正常。
需要采用稳压的电源以及UPS不间断的电源保护，具体的设备选型，需要依负功率大小和保持工作时间的多少来定。
二、空气当中的吸入颗粒较多：工厂之内的原料大多数都是需要粉料进行加工的，在加上外面空气的流动较大、沙尘较多，工控机里面很容易会集结大量的灰尘，造成工控机的里面温度过高，带来硬件的损坏。
这种情况一般都会出现在电源、CPU、显卡、硬盘等散热风扇的周围。
灰尘比较少的地方，在正常的生产允许情况下，可以利用定时吹尘。
灰尘比较多的地方，可以利用工控机箱透风的地方进行安置滤尘纱布然后需要定期清理。
四、地面的震感较大：很多的工厂在生产过程当中是需要电机产生拖动、震动等物理性的位移动作，不仅仅是带来巨大的噪音，机器工作的时候带来的震动他会给工控机光驱、软驱、磁盘带来巨大的伤害。
磁盘生产的工艺也越来越高。
在自动化的控制系统当中大量数据交换，长时间、高速度的运转磁盘，很容易因磁盘震动，导致磁盘的读写能力急速下降，磁盘的定位缓慢，甚至会造成磁盘损坏;因此会减少工控机的环境震感，有利于保护磁盘。
工控机基础知识
工控机基础知识工控机基础知识、现状及其发展关键字：工控机过程I/O系统以太网作者：龚炳铮摘要：本文对工控机的组成及其国内外发展现况做了较为详细的介绍，并说明了其发展前景。
关键词：工控机、发展现况、发展前景。
1 概述工业控制机是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制用的计算机，简称工控机。
工业控制机由计算机基本系统和过程I/O系统组成，计算机基本系统由系统总线、主机模板、存储器板、人机接口板与CRT、磁盘机、打印机等通用外设组成。
过程I/O 系统由输入信号调理板和A/D转换器，将现场传感器测量的物理信号转变为电信号，模拟量经模数转换(A/D转换器)，变成数字量输入计算机，计算机输出信号经数模(D/A)转换和输出调理(隔离放大)成执行机构的功率驱动信号控制执行机构。
硬件系统一般有运行操作台，可放计算机、CRT、外设、主机柜、I/O机柜(机箱、电源、接线端子板、接地保护装置等)。
软件系统由实时操作系统、实时数据库及应用软件、数据采集与处理软件、各类控制软件(PID)直接数字控制、先进控制软件组成。
与商用及个人机比较，工业控制机的特点是强大的过程输入输出能力，高可靠性与实时性。
1.1主要产品(1)工业控制机及其OEM产品包括单片机智能部件，模糊控制器8位、16位、32位CISC、RISC嵌入式计算机及其板级产品。
有一定市场规模和发展前景的产品主要有：IPC、PC/104或PC/104-plus、VME/VXI、AT96、CompactPCI以及其它专用单板计算机(包括基于RISC、DSP和单片机的嵌入式专用计算机)等。
PC/104凭借小尺寸优势，在小型军事和医疗设备领域还有进一步扩大市场的可能。
PC/104通过PC/104-plus兼容PCI总线，向高性能应用拓展。
VME/VXI总线，继续在军事设备和大型测试系统方面占有很大的市场份额，但已经受到CompactPCI/PXI产品强有力的冲击。
课件：第七章 工业控制计算机简介
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三、工业控制机的分类
广义而言，工业控制机的类型较多，主要有IPC工控机、 PLC可编程控制器、专用控制机以及其他类型的工控机，如单 回路或多回路智能控制器等。
由依赖于某种标准总线，按工业标准化设计出的主机板和 各种I/O模板等组成的，用于工业控制等目的的计算机称为总 线式工控机。总线控制机可按照使用的总线来分类，可分为
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7.4 IPC的基本组成
一、加固型的工业机箱
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二、工业电源 三、一体化主扳
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四、无源母板
五、其他部件硬盘、键盘和显示等。共18页15
7.5 可编程控制器PLC
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7.6 单 片 机
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7.7 数字控制器
数字控制器(Single Strategy Controller，SSC)是 一种以微处理器或单片微型计算机为核心，能完成生产过程 1~4个回路直接数字控制任务的数字控制仪表，有时也称为 智能控制器。一般具有RS-485数字通信接口，除了在控制 系统中作为常规的单机控制器使用外，在工业控制中还可以 与上位机一起使用构成计算机监督控制系统。其结构原理如 图2.11所示。可以使用组态软件对其进行编程。
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作业：
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芯片内部、芯片之间、板级(机箱内总线)之间、设备间以 及系统间都有信息要通过总线进行传送。
二、总线的类别
1、总线分类方法
•按照信息传送方式来分； •按应用的场合来分； •按总线的作用域来分； •按标准化程度来分； •按内外差别来分。
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2、计算机内部总线组成
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• 被动式PFC利用choke储能原理，将输入电流部分转换成磁能先储 存在choke上，再将此能释放成电能，以加长输入电流的导通时 间，并下降输入电流之峰值，进而改善PF值与harmonic。其效率 较低，但利于EMI设计。
• 主动式PFC的harmonic很好， PF值高， 效率高；但cost高，占用 PCB，线路复杂，reliability下降，影响EMI。
• 开关电源的开关管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高而 且省掉了大体积的变压器。
• 线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左 右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频 变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。
• 开关电Байду номын сангаас输出的直流上面会叠加较大的纹波 ；线性电源无此缺陷 ， 纹波可以做到5mV以下。
控制电路
• 开关电源的控制方式最常用的是脉冲宽度调制方式. • 控制电路的主要作用是向驱动电路提供一对脉冲，通过从输出端
取样，控制脉冲电压的有无，脉冲宽度的宽与窄，来调节和输出 电压之间的关系.
输出电路
输出电路包含有以下几个部分：
• RC尖峰抑制线路 • 整流滤波电路 • 输出扼流圈 • 输出电容 • 输出反馈 • 输出保护电路
• 3.整流电路，是输入电路的第三部分，常以桥式整流电路来整流。桥 式整流器的选择要注意电压、电流、温度等几个方面。
变换电路
• 功率变换电路是由开关电路和开关变压器组成，是开关电源中的 最关键的部分。
• 在此部分中，变压器常用的是forward，开关管是mosfet，PFC分 为主动PFC和被动PFC
常见故障举例
一、通电首先量测有无+5Vsb，若无，则从以下几个方面来分析： a.查看socket是否完好 b.查看保险丝是否完好 c.量测bulk cap上的是否有电压，若为两个电容串联的，则每个电
容上的电压为150V左右；若只有一个电容，则电容上的电压为 300V左右。 d.若以上三点均正常的话，则着重分析+5VSB线路，从初级到次级 ，沿着线路逐个检测零件；若从量测上无法明显判断零件是否 损坏，则可在通电的情况下，从电压的输入端开始逐个量测各 点电压，当量测到某个点的电压不正常时，就可从此点所在回 路找出故障原因。
输出的反馈线路
• 反馈回授线路调节线路的稳定性，并将负载的变化情况取样反馈给 PWM线路，来调节PWM的占空比的，使输出电压达到稳定。
输• 该出线的路提保供保护护线线路路和PGO线路。
• 正常工作时，pin FPL_N呈低电平，当出现OVP,OCP,UVP等情况时， 该pin FPL_N就会从低电平跳到高电平，从而将整个电源保护掉。
电源的基本结构
• 开关电源，从总体上来看电路共分四大部分： 一、输入电路 二、变换电路 三、输出电路 四、控制电路
电源的基本结构
• 输入电路
• 输入电路包括有三部分：线路滤波器、浪涌电流抑制电 路以及整流电路
• 1.线路滤波器的主要作用是讲电网电源线进入的外来噪声衰减，防止 下级连接的电路或部件，以及接于输出端的设备产生误动作。另一方 面，又可对开关电源产生的传导噪声或者辐射噪声进行衰减，不至于 对其他电子设备产生电磁干扰。组成线路滤波器的主要部件是扼流线 圈的电容，根据所产生噪声电平大小以及使用频率高低来选定回路、 所用部件、材料以及决定它们的数值等。
3.输出电路中的整流二极管使用肖特基二极管、快速恢 复二极管等。整流二极管的参数设计应按照输出电压、 电流、开关频率等进行选择。 4.输出扼流圈的设计要注意电感量是否合适，如果超过 所需感量，负荷过重会产生低频振荡；电感量过小会产 生间歇振荡，对开关管的电流波形有很大的影响。 5.输出电路中的电容要注意其使用电路的电压，还要兼 顾其各组输出的纹波设计。同时对于电容本身来说， cap life是一个很重要的考量因素。
b.初级部分未发现异常，继续分析次级部分：由于次级整流线路的 肖特基二极管的pin与变压器相连，若直接量测必然为任何两 pin之间的阻抗都为零。这时就需要将肖特基的pin吸空，再进 行量测时就量测是肖特基的单体，即可判断是否被击穿。另外 还需查看输出电容是否有鼓包的现象，电容在长时间的高温情 况下易出现爆的情况
二、通电量测有+5Vsb，但无主输出，则从以下几点分析：
a.分析初级部分：检测PWM mosfet和PFC mosfet是否被击穿； PWM控制IC和PFC控制IC是否烧毁（若IC的VCC pin和GND pin之间的阻抗只有几十欧姆或更小的话，此IC一定被击穿。正 常的IC这两pin之间的阻抗是几百K欧姆或更大）。
三、电源通电后，风扇不转 有时会遇到这种情况，电源通电后，量测+5VSB电压正常。将 PS-ON对地短接后，看到风扇不转或者是风扇转一下马上就停 掉的现象。在这种情况下，最好是拿万用表量测一下各个输出 的电压，若输出正常，说明风扇有问题，只需要将风扇换掉就 可以解决问题。
电源知识简介
ABJRMA－Huanqing 08.06
主要内容
一.电源原理介绍 二.电源常见故障检测及维修
• 何谓开关电源?
• 开关电源是相对线性电源说的。开关电源就是用通过电路控制开关管 进行高速的导通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压 器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压的电源
+5Vsb辅助线路
常见故障检测维修
•对于故障电源，为避免产生新的故障，尽量先拆开电源外壳进行察看 ，无明显故障现象后再通电观察其他现象。 一. 首先目测有无零件明显烧毁;PCB锡面有无虚焊，短路，断线等现象 二、检测保险丝有无OPEN。正常保险丝阻抗为零，OPEN保险丝的阻 抗无穷大，若保险丝为OPEN，一般有较严重的短路故障，应着重检测 桥式整流器是否short，电解电容是否爆,mosfet是否被击穿; 三.若通过目测和万用表的量测未发现有不良的元器件，则可以上电进 行观测现象