【项目背景】
稀土高新区一家烧结厂,烧结炉旁边的工控机负责采集炉温、记录曲线、上传 MES。半年烧了三台,症状都差不多:先是风扇狂转,然后蓝屏,最后开不了机。拆开看,CPU 风扇被粉尘糊死,主板电容鼓包,SSD 掉盘。设备科买了一台「工业级」机器,用了四个月照样趴。炉边环境实测:环境温度 52℃,粉尘浓度高,还有轻微硫化物腐蚀。
很多采购觉得买个带「工业」两个字的机箱就万事大吉。但实际上市面上大量所谓工控机只是钣金厚一点,风扇照样往机箱里吸尘,SSD 还是消费级颗粒,0 到 70℃ 的标称在 52℃ 环境里根本没有余量。
【咨询设计】
先算热:机箱内 CPU 是 i5-8500T,TDP 35W,加主板和 SSD 约 55W 总热耗。原机箱一个 8cm 风扇,风量 30CFM,进风口无过滤,三个月风道就被粉尘堵死,风量掉到 10CFM 以下,机箱内温升超过 25℃。方案改成正压风冷:前面板两个 12cm 风扇带可拆洗过滤棉,风量 70CFM,机箱内保持正压,粉尘只能从滤棉进,不会从缝隙钻。
主机换成无风扇宽温机型(研华 ARK-3532),-20 到 60℃ 工作范围,i7-1185G7,全铝鳍片被动散热,SSD 用宽温工业级(宜鼎 SATA 3TG6-P,-40 到 85℃,带掉电保护)。数据采集卡用隔离型 RS485(MOXA CP-114EL),隔离 2.5kV,防止炉体电位差串进来打坏主板。
【施工规划】
主机不落地,装在炉体侧面的隔热支架上,与炉壁保持 800mm,中间加一层 5mm 硅酸铝隔热板。机箱底部离地 600mm,减少地面扬尘吸入。进风口朝向车间通道,不要对着炉门。所有线缆穿金属软管,接头用防水接头,炉边冲洗时不会进水。
SSD 做 RAID1 没必要,但要做每日镜像到网络存储,用 Veeam Agent 免费版,增量备份保留 14 天。系统盘分区只留系统和程序,数据写到 D 盘并实时上传,SSD 写放大会小很多。机箱电源用 24V 宽压输入,配明纬 SDR-240-24,输入端加防雷 SPD。
【安全补丁】
工控机原来用的是 Windows 7,补丁停更,还开着远程桌面和共享。我们做了三件事:升级到 Windows 10 LTSC 2021,关闭 SMBv1 和远程桌面,只留一个采集服务端口;装白名单式防病毒(用 Windows Defender 应用程序控制),只允许 MES 客户端和采集程序运行;USB 口用组策略禁用存储设备,鼠标键盘除外。工控网与办公网之间加工业防火墙,只放行 MES 需要的 502 和 1433 端口,方向限定单向。
【验收交付】
连续运行 30 天,机箱内温度 46℃,CPU 结温 71℃,SSD 温度 58℃,全部在范围内。粉尘过滤棉两周清洗一次,压差计显示堵塞时报警。采集数据完整率 99.98%,与炉温记录仪对比误差 0.6℃。给设备科留了两套滤棉、一颗备用 SSD 和一份镜像恢复 U 盘,教他们会用 Veeam 恢复裸机,20 分钟能起一台。
【售后承诺】
这台机器我们保三年,滤棉每季度送一次。炉边设备坏了不等人,2 小时到场,备件库里常备同型号主机和 SSD。大年三十 17704868686,烧结炉不停我们也不歇。买工控机别只看参数表,问问它敢不敢在 50℃ 的车间待一年。
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