چرا رایانه های پنل صنعتی بدون فن در گرمای زیاد دوام بیشتری دارند
2025-09-18
در تنظیمات تولید صنعتی ، محیط هایی مانند کارگاه های تولیدی ، پالایشگاه ها و کیوسک های هوشمند در فضای باز اغلب از دمای 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) فراتر می رود و برخی از سناریوهای شدید به بیش از 70 درجه سانتیگراد می رسند. برای رایانه های لوحی صنعتی که از نظارت بر تجهیزات و دستیابی به داده ها پشتیبانی می کنند ، درجه حرارت بالا نه تنها یک چالش عملکرد بلکه تهدیدی برای ماندگاری است. قرص های صنعتی سنتی مبتنی بر فن غالباً در چنین محیط هایی شکست می خورند: موتورهای فن از گرما می سوزند ، گرد و غبار در مسیرهای جریان هوا که کانال های خنک کننده را مسدود می کنند ، و اجزای داخلی به طور زودرس تحت دمای بالا پایدار می شوند. با این حال ، قرص های صنعتی بدون فن ، عملکرد پایدار طولانی مدت را ارائه می دهند. مزیت اصلی آنها در بهینه سازی های چند بعدی-طراحی خنک کننده فراز ، عدم وجود اجزای آسیب پذیر و تقویت حفاظت از محیط زیست-ایجاد آنها به انتخاب برتر برای مشتریان هدف است.
خنک کننده منفعل فناوری اصلی است که رایانه های لوحی صنعتی بدون فن را قادر می سازد در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کنند. این اتکا به تهویه فعال فن را از بین می برد و از طریق طراحی ساختار فیزیکی به اتلاف گرمای کارآمد می رسد. این اساساً به محدودیت های خنک کننده فعال در محیط های درجه حرارت بالا می پردازد.
سیستم خنک کننده رایانه های لوحی صنعتی بدون فن در حداکثر یک فرایند دو مرحله "هدایت گرما - اتلاف گرما" طراحی شده است:
اول ، هدایت حرارتی کارآمد-استفاده از آلیاژ آلومینیوم با خلوص بالا با هدایت حرارتی تقریباً 155 W / (m · k) ، بیش از 50 برابر محفظه های پلاستیکی استاندارد. این به سرعت گرمای تولید شده توسط اجزای اصلی مانند CPU و GPU را جذب می کند. مدل های پریمیوم بیشتر لنت های حرارتی گرافیتی یا لوله های گرمای مس را بین تراشه ها و محفظه ها برای کاهش مقاومت حرارتی و جلوگیری از ایجاد گرمای داخلی درج می کنند.
دوم ، حداکثر اتلاف گرما - سطح پوسته از طراحی فنلاندی استفاده می کند. با ترکیب پشته ها و شیارهای بافتی ، منطقه اتلاف گرما گسترش می یابد (در بعضی از مدل ها ، تا سه برابر یک پوسته مسطح استاندارد). گرما به سرعت از طریق باله ها به هوای اطراف منتقل می شود و باعث می شود تبادل گرمای کارآمد از طریق همرفت طبیعی حتی در محیط های گرم به اندازه 50 درجه سانتیگراد باشد.
برای سناریوهای بار بالا (به عنوان مثال ، پردازش داده های چند کاره) ، مدل های انتخابی دارای لایه های حرارتی ضخیم محلی در نزدیکی اجزای بحرانی (مانند ماژول های قدرت) هستند تا از نقاط مهم بومی شده جلوگیری کنند.
قرص های صنعتی مجهز به طرفداران سنتی با افزایش درجه حرارت ، کاهش شدید در راندمان خنک کننده را تجربه می کنند: هنگامی که دمای محیط بیش از 40 درجه سانتیگراد است ، روان کننده در موتورهای فن به تدریج لاغر می شود و سرعت چرخش را 20 ٪ -30 ٪ کاهش می دهد و همزمان ظرفیت خنک کننده را کاهش می دهد. اگر درجه حرارت بیش از 50 درجه سانتیگراد باشد ، گریس ممکن است کاملاً جامد شود و باعث شود فن به تصرف خود برسد. گرما به دام می افتد و باعث می شود تا فشار حرارتی CPU که باعث کاهش بیش از 50 ٪ عملکرد می شود یا حتی به دلیل گرمای بیش از حد باعث خاموش شدن می شود.
خنک کننده منفعل از خرابی های بخشی از حرکت جلوگیری می کند: با افزایش دمای محیط ، راندمان آن به صورت خطی پایدار می ماند. تا زمانی که دما در زیر محدوده تحمل مؤلفه (به طور معمول 70 درجه سانتیگراد) باقی بماند ، به طور مداوم گرما را از بین می برد. علاوه بر این ، خنک کننده منفعل مصرف انرژی فن را از بین می برد و میزان مصرف کل سیستم را 15 ٪ -30 ٪ در مقایسه با مدل های مجهز به فن کاهش می دهد. این ترجمه به نسل گرمای پایین تر از اجزای داخلی ترجمه می شود و یک حلقه بازخورد مثبت از "مصرف کم انرژی → کاهش تولید گرما → دوام افزایش یافته" ایجاد می کند.
فن در قرص های سنتی صنعتی آسیب پذیرترین مؤلفه در محیط های درجه حرارت بالا است. طرح های بدون فن خطرات شکست را با از بین بردن تمام قطعات در حال حرکت به حداقل می رسانند ، میانگین زمان بین خرابی ها را به طور قابل توجهی گسترش می دهد.
خطرات خرابی اصلی برای طرفداران ناشی از سایش مکانیکی و پیری با دمای بالا است:
• ساییدگی بلبرینگ: یاتاقان های فن برای کاهش اصطکاک به گریس تکیه می کنند. هنگامی که دمای محیط بیش از 50 درجه سانتیگراد باشد ، گریس به سرعت تبخیر می شود و باعث تماس مستقیم فلز به فلز می شود. این امر ضریب اصطکاک را 3-5 بار افزایش می دهد ، باعث ایجاد نویز و ایجاد نوسانات سرعت فن با خنک کننده ناپایدار می شود. اگر درجه حرارت افزایش یابد ، یاتاقان ها ممکن است از گرمای بیش از حد تغییر شکل دهند و کاملاً تصرف کنند.
• اضافه بار موتور: برای حفظ راندمان خنک کننده ، فن ها باید در محیط های درجه حرارت بالا با بار کامل کار کنند ، با جریان موتور 15 ٪ -20 ٪ بالاتر از شرایط استاندارد. اضافه بار طولانی مدت باعث افزایش تخریب عایق سیم پیچ می شود و منجر به خرابی "فرسودگی اتصال کوتاه" می شود.
توجه: در محیط های بیش از 40 درجه سانتیگراد ، 60 ٪ از خرابی قرص های صنعتی به طور مستقیم مربوط به فن هستند و به طور متوسط به تعویض فن نیاز دارند. این نه تنها هزینه های نگهداری را افزایش می دهد بلکه باعث ایجاد وقفه در تولید می شود.
قرص های صنعتی بدون فن طرفداران را از بین می برد و ساختارهای داخلی را ساده می کند ، و به "کمتر از اجزای = خرابی کمتر" دست می یابند:
• اجزای داخلی محدود به عناصر ثابت مانند تراشه ها ، PCB ها و رابط ها هستند-بدون قطعات چرخان یا متحرک ، از بین بردن مشکلات سایش و پاره.
میانگین میانگین زمان بین خرابی (MTBF) از 50،000 ساعت (تقریبا 5.7 سال)-2-3 برابر بیشتر از مدل های مجهز به فن (20،000 ساعت ، تقریبا 2.3 سال) است. حتی تحت عملکرد مداوم 60 درجه سانتیگراد ، میزان خرابی سالانه مدل های بدون فن تنها 3 ٪ -5 ٪ باقی می ماند ، به طور قابل توجهی پایین تر از میزان 15 ٪ -20 ٪ مدلهای مجهز به فن است.
محیط های صنعتی با درجه حرارت بالا اغلب شامل مقادیر قابل توجهی از گرد و غبار (به عنوان مثال ، تراش های فلزی در آسیاب های فولادی ، گرد و غبار سیمانی در گیاهان سیمان) و آلودگی روغن (به عنوان مثال ، غبار رنگ در کارگاه های پوشش خودرو) است. این آلاینده ها را می توان از طریق جریان هوای فن به تجهیزات کشاند و به موانع اصلی اتلاف گرما تبدیل شد. طرح های بدون فن از طریق محافظت از مهر و موم شده ، این مسئله را در ریشه خود قرار می دهند.
طراحی فعال هوا از قرص های صنعتی مجهز به فن به طور همزمان در آلاینده های محیطی ترسیم می شود:
• گرد و غبار وارد شده با جریان هوا به شکاف های موجود در غرق شدن در CPU می چسبد و در طی 1-2 ماه لایه های گرد و غبار را تشکیل می دهد. این باعث افزایش مقاومت حرارتی بیش از 50 ٪ می شود و باعث کاهش شدید راندمان خنک کننده می شود.
• باقیمانده روغن یا تراش های فلزی که وارد فضای داخلی فن می شوند ، می توانند بین یاتاقان ها و تیغه ها قرار بگیرند ، شتاب سایش را تسریع کرده و به طور بالقوه باعث شکستگی تیغه شوند.
در آزمایش های دنیای واقعی در مغازه های جوشکاری خودرو (45 درجه سانتیگراد+ درجه حرارت با گرد و غبار فلزی) ، قرص های صنعتی مجهز به فن پس از 3 ماه کار ، تجمع گرد و غبار 0.5 میلی متر را روی غرق گرما به نمایش گذاشتند. دمای CPU در مقایسه با واحدهای جدید 15 درجه سانتیگراد افزایش یافته و در نتیجه راه اندازی مجدد اتوماتیک مکرر است.
• محفظه از "فرآیند قالب گیری یکپارچه" و بدون دریچه های فن استفاده می کند ، که شامل واشرهای سیلیکونی برای عملکرد "ضد گرد و غبار و ضد آب" است. مدل های اصلی دارای رتبه بندی های محافظت از IP65 یا IP67 (IP65: محافظت کامل از گرد و غبار ، مقاوم در برابر جت های آب با فشار کم ؛ IP67: محافظت کامل از گرد و غبار ، تحمل غوطه وری موقت در 1 متر آب).
• درگاه ها دارای "طراحی مهر و موم شده" ، با پوشش های گرد و غبار لاستیکی در USB ، اترنت و سایر رابط ها برای جلوگیری از ورود گرد و غبار از طریق شکاف ها هستند. برخی از مدل ها همچنین از پوشش Conformal در PCB استفاده می کنند و حتی اگر گرد و غبار جزئی وارد شود ، از کوتاه شدن مدار جلوگیری می کند.
در طول عملیات آسیاب فلزی ، قرص های صنعتی بدون فن (دارای رتبه IP65) به مدت 2 سال در محیط های 60 درجه سانتیگراد+ به طور مداوم عمل می کردند. بازرسی پس از عمل ، تجمع گرد و غبار داخلی قابل توجهی را نشان نداد ، با میزان خوردگی مؤلفه 80 ٪ پایین تر از مدل های مجهز به فن. عملکرد بالاتر از 90 ٪ مشخصات اولیه باقی مانده است.
دوام قرص های صنعتی بدون فن نه تنها به طراحی خارجی بلکه به انتخاب مؤلفه های درجه صنعتی نیز متکی است-همه قطعات اصلی تحت آزمایش دما گسترده قرار می گیرند تا از عملکرد پایدار در محدوده شدید -40 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد اطمینان حاصل شود ، بسیار فراتر از محدودیت های تحمل اجزای درجه مصرف کننده.
درجه صنعتی در مقابل درجه مصرف کننده: شکاف تحمل دما
اجزای درجه مصرف کننده برای محیط های کنترل شده داخلی طراحی شده اند و در درجه حرارت بالا بسیار مستعد هستند. اجزای درجه صنعتی از طریق به روزرسانی مواد و بهینه سازی ساختاری به مقاومت در برابر حرارت برتر دست می یابند:
• CPU: از SOC با دمای گسترده استفاده می کند که از -40 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد کار می کند. حتی در زیر بار کامل در دمای 65 درجه سانتیگراد ، از پرتاب یا خرابی جلوگیری می کند. CPU های مصرف کننده ، با این حال ، حداکثر دمای کار فقط 40 درجه سانتیگراد دارند و غالباً از این آستانه فشار حرارتی را تحریک می کنند.
• ذخیره سازی: دارای SSD های درجه صنعتی بدون سر مکانیکی است. فناوری مدیریت حرارتی پویا تنظیم می کند / سرعت نوشتن را در زمان واقعی برای جلوگیری از آسیب تراش در دمای بالا تنظیم می کند. دامنه تحمل آنها از 40 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد فاصله دارد ، در حالی که HDD های مصرف کننده باعث افزایش اصطکاک بین سرها و پلاترهای بالاتر از 45 درجه سانتیگراد می شوند و میزان خطای داده را بیش از 10 برابر افزایش می دهد.
• اجزای منفعل: از خازن ها و مقاومتهای دارای درجه حرارت بالا استفاده می شود ، مانند خازن های الکترولیتی که برای 105 درجه سانتیگراد رتبه بندی می شوند (درجه مصرف کننده معمولاً 85 درجه سانتیگراد). حتی در محیط های 70 درجه سانتیگراد ، طول عمر آنها از 10،000 ساعت-5 برابر بیشتر از خازن های درجه مصرف کننده است.
تست قابلیت اطمینان با درجه بالا
برای اطمینان از ثبات مؤلفه در محیط های درجه حرارت بالا ، قرص های صنعتی بدون فن قبل از حمل و نقل چندین دور آزمایش شدید را پشت سر می گذارند:
• تست دوچرخه سواری حرارتی: دستگاه ها به طور مکرر بین -40 درجه سانتیگراد (دمای پایین) و 70 درجه سانتیگراد (دمای بالا) (1 چرخه = 2 ساعت) تغییر می کنند ، که تحت 1000 چرخه متوالی برای شبیه سازی سناریوهای در فضای باز با نوسانات دمای شبانه روز قرار دارند. این تضمین می کند که هیچ جدا شدن مفصل لحیم یا ترک خوردگی رخ نمی دهد.
• آزمون استقامت درجه حرارت بالا: دستگاه ها به مدت 1000 ساعت (تقریباً 41 روز) در یک محفظه دمای ثابت 70 درجه سانتیگراد با بار کامل کار می کنند. دمای CPU و پایداری ولتاژ در زمان واقعی کنترل می شود تا از تخریب عملکرد یا خرابی جلوگیری شود.
• آزمون ترکیبی درجه حرارت با رطوبت بالا: به مدت 500 ساعت در دمای 60 درجه سانتیگراد و 90 ٪ رطوبت کار کنید و محیط های کارگاه شیمیایی با درجه حرارت بالا و درجه حرارت بالا را برای تأیید مقاومت در برابر خوردگی صفحه PCB شبیه سازی کنید.
محیط های صنعتی با درجه حرارت بالا اغلب در مناطق دور افتاده (مانند مزارع نفتی و معادن) یا مناطق با تولید (مانند خطوط مونتاژ خودرو) قرار دارند ، جایی که نگهداری تجهیزات چالش برانگیز و پرهزینه است. قرص های صنعتی بدون فن ، روش های نگهداری را کاهش می دهند ، نه تنها هزینه های عملیاتی بلکه به حداقل رساندن خرابی ناشی از تعمیر و نگهداری ، در نتیجه به طور غیرمستقیم عمر خدمات مؤثر تجهیزات را گسترش می دهند.
چالش های نگهداری برای قرص های سنتی مجهز به طرفداران در "تمیز کردن و جایگزینی فن":
• طرفداران نیاز به جداسازی ماهانه و تمیز کردن ماهانه دارند (به خصوص در محیط های گرد و غبار) ، با هر یک از تمیز کردن نیاز به 1-2 ساعت خرابی دارند و بیش از 24 ساعت خرابی سالانه جمع می شوند.
• طرفداران به طور متوسط هر 8-12 ماه به تعویض نیاز دارند و هزینه های استفاده را افزایش می دهند.
قرص های صنعتی بدون فن این نیازهای نگهداری را به طور کامل از بین می برند: بدون تمیز کردن فن ، تحمل یا جایگزینی موتور. فقط گرد و غبار سطح هر 6 ماه یکبار مورد نیاز است و هر جلسه تعمیر و نگهداری کمتر از 10 دقیقه طول می کشد. هزینه های نگهداری سالانه برای مدل های بدون فن 50 ٪ -70 ٪ پایین تر از مدل های مجهز به فن است و به طور موثری هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.
مغازه های رنگ خودرو به دلیل فرآیندهای پخت ، دمای محیط بین 45-60 درجه سانتیگراد را حفظ می کنند و هوا حاوی غبار رنگ است. رایانه های شخصی پانل صنعتی مجهز به فن به طور متوسط به تعویض کامل هر 2-3 سال نیاز داشتند ، و خرابی ها در درجه اول ناشی از فرسودگی CPU ناشی از گرفتگی فن است. پس از جابجایی به رایانه های رایانه لوحی بدون لوح صنعتی ، تجهیزات در هنگام استفاده بدون یک خرابی واحد کار کرده اند. روشنایی صفحه نمایش و سرعت پاسخ لمسی در سطوح اولیه باقی می ماند و عمر سرویس مورد انتظار بیش از 8 سال است.
درجه حرارت در نزدیکی برج های تقطیر در پالایشگاه ها می تواند از 70 درجه سانتیگراد تجاوز کند ، با مواد قابل اشتعال و خورنده مانند بخارات روغن و گرد و غبار موجود. قرص های صنعتی بدون فن ، جریان و دما نفت خام را در زمان واقعی کنترل می کنند و به طور مداوم در دمای 72 درجه سانتیگراد عمل می کنند تا از عملیات پالایشگاه بی وقفه اطمینان حاصل شود.
حمل و نقل در فضای باز: ایستگاه های بزرگراه و غیره (35-55 درجه سانتیگراد)
قرص های صنعتی در بزرگراه و غیره ایستگاه های مستقیم تابش آفتاب تابستانی را تحمل می کنند و دمای آن به 55 درجه سانتیگراد می رسد ، در حالی که با باران و فرسایش گرد و غبار نیز روبرو است. قرص های صنعتی بدون فن مواردی مانند "خاموشی صفحه" و "قطع اطلاعات" را در معرض قرار گرفتن در معرض حرارت شدید از بین می برد. در مقایسه با مدل های قبلی مبتنی بر فن ، طول عمر آنها 2.5 برابر افزایش می یابد و به طور موثری هزینه های نگهداری را کاهش می دهد.
برای کاربران صنعتی ، انتخاب رایانه های لوحی صنعتی بدون فن نه تنها در مورد کاهش خرابی و گسترش طول عمر تجهیزات نیست بلکه یک تصمیم مهم برای کاهش هزینه های عملیاتی و اطمینان از تداوم تولید است. هنگام خرید رایانه های لوحی صنعتی بدون فن ، روی سه معیار اصلی تمرکز کنید: امتیاز محافظت از IP ، دامنه دمای مؤلفه و داده های MTBF. این تضمین می کند که تجهیزات واقعاً با محیط های درجه حرارت بالا سازگار هستند.
ما به عنوان یک شرکت فناوری با 20 سال تخصص عمیق در محاسبات صنعتی ، ما همچنان متعهد به حل چالش عملکرد دستگاه پایدار در محیط های سخت هستیم. ما روی تحقیق و توسعه و تولید رایانه های لوحی صنعتی بدون فن و رایانه های صنعتی تعبیه شده تمرکز می کنیم.
· سازگاری جامع: دمای کار از -40 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد ، مطابق با رتبه بندی های محافظت از IP65 / IP67 ، و پشتیبانی از ورودی ولتاژ گسترده (9V -36V) برای داشتن محیط های صنعتی متنوع.
· عملکرد قوی: از چندین معماری پردازنده (Intel ، AMD و غیره) ، تنظیمات قابل تنظیم (CPU ، SSD) پشتیبانی می کند و برای اطمینان از عملکرد پایدار بلند مدت دارای MTBF بالا است.
· سیستم عامل های انعطاف پذیر: گزینه های سیستم عامل از پیش نصب شده (Windows 10 IoT ، Linux) بر اساس نیاز کاربر ، با پشتیبانی از پروتکل های مختلف صنعتی (RS485 ، CAN و غیره) برای پاسخگویی به نیازهای متنوع کاربردی.
تا به امروز ، محصولات ما به بیش از 500 شرکت صنعتی خدمت کرده اند و عملکرد پایدار را در محیط های درجه حرارت بالا مانند مغازه های رنگ خودرو ، چاه های میدان نفتی و ایستگاه های خارج از خانه و غیره ارائه می دهند و به طور مؤثر به کاربران کمک می کنند تا هزینه های عملیاتی را کاهش دهند. اگر نیازهای محاسباتی صنعتی در محیط های درجه حرارت بالا دارید ، لطفاً با ما تماس بگیرید. ما یک راه حل یک مرحله ای را برای شما ارائه خواهیم داد که شامل "اقتباس سناریو + راه حل های فنی + سرویس طول عمر" است.
خنک کننده منفعل
خنک کننده منفعل فناوری اصلی است که رایانه های لوحی صنعتی بدون فن را قادر می سازد در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کنند. این اتکا به تهویه فعال فن را از بین می برد و از طریق طراحی ساختار فیزیکی به اتلاف گرمای کارآمد می رسد. این اساساً به محدودیت های خنک کننده فعال در محیط های درجه حرارت بالا می پردازد.
خنک کننده منفعل چگونه کار می کند
سیستم خنک کننده رایانه های لوحی صنعتی بدون فن در حداکثر یک فرایند دو مرحله "هدایت گرما - اتلاف گرما" طراحی شده است:
اول ، هدایت حرارتی کارآمد-استفاده از آلیاژ آلومینیوم با خلوص بالا با هدایت حرارتی تقریباً 155 W / (m · k) ، بیش از 50 برابر محفظه های پلاستیکی استاندارد. این به سرعت گرمای تولید شده توسط اجزای اصلی مانند CPU و GPU را جذب می کند. مدل های پریمیوم بیشتر لنت های حرارتی گرافیتی یا لوله های گرمای مس را بین تراشه ها و محفظه ها برای کاهش مقاومت حرارتی و جلوگیری از ایجاد گرمای داخلی درج می کنند.
دوم ، حداکثر اتلاف گرما - سطح پوسته از طراحی فنلاندی استفاده می کند. با ترکیب پشته ها و شیارهای بافتی ، منطقه اتلاف گرما گسترش می یابد (در بعضی از مدل ها ، تا سه برابر یک پوسته مسطح استاندارد). گرما به سرعت از طریق باله ها به هوای اطراف منتقل می شود و باعث می شود تبادل گرمای کارآمد از طریق همرفت طبیعی حتی در محیط های گرم به اندازه 50 درجه سانتیگراد باشد.
برای سناریوهای بار بالا (به عنوان مثال ، پردازش داده های چند کاره) ، مدل های انتخابی دارای لایه های حرارتی ضخیم محلی در نزدیکی اجزای بحرانی (مانند ماژول های قدرت) هستند تا از نقاط مهم بومی شده جلوگیری کنند.
خنک کننده منفعل در مقابل طرفداران فعال
قرص های صنعتی مجهز به طرفداران سنتی با افزایش درجه حرارت ، کاهش شدید در راندمان خنک کننده را تجربه می کنند: هنگامی که دمای محیط بیش از 40 درجه سانتیگراد است ، روان کننده در موتورهای فن به تدریج لاغر می شود و سرعت چرخش را 20 ٪ -30 ٪ کاهش می دهد و همزمان ظرفیت خنک کننده را کاهش می دهد. اگر درجه حرارت بیش از 50 درجه سانتیگراد باشد ، گریس ممکن است کاملاً جامد شود و باعث شود فن به تصرف خود برسد. گرما به دام می افتد و باعث می شود تا فشار حرارتی CPU که باعث کاهش بیش از 50 ٪ عملکرد می شود یا حتی به دلیل گرمای بیش از حد باعث خاموش شدن می شود.
خنک کننده منفعل از خرابی های بخشی از حرکت جلوگیری می کند: با افزایش دمای محیط ، راندمان آن به صورت خطی پایدار می ماند. تا زمانی که دما در زیر محدوده تحمل مؤلفه (به طور معمول 70 درجه سانتیگراد) باقی بماند ، به طور مداوم گرما را از بین می برد. علاوه بر این ، خنک کننده منفعل مصرف انرژی فن را از بین می برد و میزان مصرف کل سیستم را 15 ٪ -30 ٪ در مقایسه با مدل های مجهز به فن کاهش می دهد. این ترجمه به نسل گرمای پایین تر از اجزای داخلی ترجمه می شود و یک حلقه بازخورد مثبت از "مصرف کم انرژی → کاهش تولید گرما → دوام افزایش یافته" ایجاد می کند.
از بین بردن قطعات متحرک
فن در قرص های سنتی صنعتی آسیب پذیرترین مؤلفه در محیط های درجه حرارت بالا است. طرح های بدون فن خطرات شکست را با از بین بردن تمام قطعات در حال حرکت به حداقل می رسانند ، میانگین زمان بین خرابی ها را به طور قابل توجهی گسترش می دهد.
طرفداران: تنها نقاط شکست در محیط های درجه حرارت بالا
خطرات خرابی اصلی برای طرفداران ناشی از سایش مکانیکی و پیری با دمای بالا است:
• ساییدگی بلبرینگ: یاتاقان های فن برای کاهش اصطکاک به گریس تکیه می کنند. هنگامی که دمای محیط بیش از 50 درجه سانتیگراد باشد ، گریس به سرعت تبخیر می شود و باعث تماس مستقیم فلز به فلز می شود. این امر ضریب اصطکاک را 3-5 بار افزایش می دهد ، باعث ایجاد نویز و ایجاد نوسانات سرعت فن با خنک کننده ناپایدار می شود. اگر درجه حرارت افزایش یابد ، یاتاقان ها ممکن است از گرمای بیش از حد تغییر شکل دهند و کاملاً تصرف کنند.
• اضافه بار موتور: برای حفظ راندمان خنک کننده ، فن ها باید در محیط های درجه حرارت بالا با بار کامل کار کنند ، با جریان موتور 15 ٪ -20 ٪ بالاتر از شرایط استاندارد. اضافه بار طولانی مدت باعث افزایش تخریب عایق سیم پیچ می شود و منجر به خرابی "فرسودگی اتصال کوتاه" می شود.
توجه: در محیط های بیش از 40 درجه سانتیگراد ، 60 ٪ از خرابی قرص های صنعتی به طور مستقیم مربوط به فن هستند و به طور متوسط به تعویض فن نیاز دارند. این نه تنها هزینه های نگهداری را افزایش می دهد بلکه باعث ایجاد وقفه در تولید می شود.
قابلیت اطمینان از قطعات متحرک
قرص های صنعتی بدون فن طرفداران را از بین می برد و ساختارهای داخلی را ساده می کند ، و به "کمتر از اجزای = خرابی کمتر" دست می یابند:
• اجزای داخلی محدود به عناصر ثابت مانند تراشه ها ، PCB ها و رابط ها هستند-بدون قطعات چرخان یا متحرک ، از بین بردن مشکلات سایش و پاره.
میانگین میانگین زمان بین خرابی (MTBF) از 50،000 ساعت (تقریبا 5.7 سال)-2-3 برابر بیشتر از مدل های مجهز به فن (20،000 ساعت ، تقریبا 2.3 سال) است. حتی تحت عملکرد مداوم 60 درجه سانتیگراد ، میزان خرابی سالانه مدل های بدون فن تنها 3 ٪ -5 ٪ باقی می ماند ، به طور قابل توجهی پایین تر از میزان 15 ٪ -20 ٪ مدلهای مجهز به فن است.
محافظت از گرد و غبار و زباله ها
محیط های صنعتی با درجه حرارت بالا اغلب شامل مقادیر قابل توجهی از گرد و غبار (به عنوان مثال ، تراش های فلزی در آسیاب های فولادی ، گرد و غبار سیمانی در گیاهان سیمان) و آلودگی روغن (به عنوان مثال ، غبار رنگ در کارگاه های پوشش خودرو) است. این آلاینده ها را می توان از طریق جریان هوای فن به تجهیزات کشاند و به موانع اصلی اتلاف گرما تبدیل شد. طرح های بدون فن از طریق محافظت از مهر و موم شده ، این مسئله را در ریشه خود قرار می دهند.
چگونه طرفداران خطرات شکست را معرفی می کنند؟
طراحی فعال هوا از قرص های صنعتی مجهز به فن به طور همزمان در آلاینده های محیطی ترسیم می شود:
• گرد و غبار وارد شده با جریان هوا به شکاف های موجود در غرق شدن در CPU می چسبد و در طی 1-2 ماه لایه های گرد و غبار را تشکیل می دهد. این باعث افزایش مقاومت حرارتی بیش از 50 ٪ می شود و باعث کاهش شدید راندمان خنک کننده می شود.
• باقیمانده روغن یا تراش های فلزی که وارد فضای داخلی فن می شوند ، می توانند بین یاتاقان ها و تیغه ها قرار بگیرند ، شتاب سایش را تسریع کرده و به طور بالقوه باعث شکستگی تیغه شوند.
در آزمایش های دنیای واقعی در مغازه های جوشکاری خودرو (45 درجه سانتیگراد+ درجه حرارت با گرد و غبار فلزی) ، قرص های صنعتی مجهز به فن پس از 3 ماه کار ، تجمع گرد و غبار 0.5 میلی متر را روی غرق گرما به نمایش گذاشتند. دمای CPU در مقایسه با واحدهای جدید 15 درجه سانتیگراد افزایش یافته و در نتیجه راه اندازی مجدد اتوماتیک مکرر است.
محافظت از مهر و موم شده پیشرفته با طراحی بدون فن
قرص های صنعتی بدون فن به انزوا جامع از زباله ها از طریق محفظه های مهر و موم شده + صدور گواهینامه IP دست می یابند:• محفظه از "فرآیند قالب گیری یکپارچه" و بدون دریچه های فن استفاده می کند ، که شامل واشرهای سیلیکونی برای عملکرد "ضد گرد و غبار و ضد آب" است. مدل های اصلی دارای رتبه بندی های محافظت از IP65 یا IP67 (IP65: محافظت کامل از گرد و غبار ، مقاوم در برابر جت های آب با فشار کم ؛ IP67: محافظت کامل از گرد و غبار ، تحمل غوطه وری موقت در 1 متر آب).
• درگاه ها دارای "طراحی مهر و موم شده" ، با پوشش های گرد و غبار لاستیکی در USB ، اترنت و سایر رابط ها برای جلوگیری از ورود گرد و غبار از طریق شکاف ها هستند. برخی از مدل ها همچنین از پوشش Conformal در PCB استفاده می کنند و حتی اگر گرد و غبار جزئی وارد شود ، از کوتاه شدن مدار جلوگیری می کند.
در طول عملیات آسیاب فلزی ، قرص های صنعتی بدون فن (دارای رتبه IP65) به مدت 2 سال در محیط های 60 درجه سانتیگراد+ به طور مداوم عمل می کردند. بازرسی پس از عمل ، تجمع گرد و غبار داخلی قابل توجهی را نشان نداد ، با میزان خوردگی مؤلفه 80 ٪ پایین تر از مدل های مجهز به فن. عملکرد بالاتر از 90 ٪ مشخصات اولیه باقی مانده است.
اجزای محدوده دما گسترده
دوام قرص های صنعتی بدون فن نه تنها به طراحی خارجی بلکه به انتخاب مؤلفه های درجه صنعتی نیز متکی است-همه قطعات اصلی تحت آزمایش دما گسترده قرار می گیرند تا از عملکرد پایدار در محدوده شدید -40 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد اطمینان حاصل شود ، بسیار فراتر از محدودیت های تحمل اجزای درجه مصرف کننده.
درجه صنعتی در مقابل درجه مصرف کننده: شکاف تحمل دما
اجزای درجه مصرف کننده برای محیط های کنترل شده داخلی طراحی شده اند و در درجه حرارت بالا بسیار مستعد هستند. اجزای درجه صنعتی از طریق به روزرسانی مواد و بهینه سازی ساختاری به مقاومت در برابر حرارت برتر دست می یابند:
• CPU: از SOC با دمای گسترده استفاده می کند که از -40 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد کار می کند. حتی در زیر بار کامل در دمای 65 درجه سانتیگراد ، از پرتاب یا خرابی جلوگیری می کند. CPU های مصرف کننده ، با این حال ، حداکثر دمای کار فقط 40 درجه سانتیگراد دارند و غالباً از این آستانه فشار حرارتی را تحریک می کنند.
• ذخیره سازی: دارای SSD های درجه صنعتی بدون سر مکانیکی است. فناوری مدیریت حرارتی پویا تنظیم می کند / سرعت نوشتن را در زمان واقعی برای جلوگیری از آسیب تراش در دمای بالا تنظیم می کند. دامنه تحمل آنها از 40 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد فاصله دارد ، در حالی که HDD های مصرف کننده باعث افزایش اصطکاک بین سرها و پلاترهای بالاتر از 45 درجه سانتیگراد می شوند و میزان خطای داده را بیش از 10 برابر افزایش می دهد.
• اجزای منفعل: از خازن ها و مقاومتهای دارای درجه حرارت بالا استفاده می شود ، مانند خازن های الکترولیتی که برای 105 درجه سانتیگراد رتبه بندی می شوند (درجه مصرف کننده معمولاً 85 درجه سانتیگراد). حتی در محیط های 70 درجه سانتیگراد ، طول عمر آنها از 10،000 ساعت-5 برابر بیشتر از خازن های درجه مصرف کننده است.
تست قابلیت اطمینان با درجه بالا
برای اطمینان از ثبات مؤلفه در محیط های درجه حرارت بالا ، قرص های صنعتی بدون فن قبل از حمل و نقل چندین دور آزمایش شدید را پشت سر می گذارند:
• تست دوچرخه سواری حرارتی: دستگاه ها به طور مکرر بین -40 درجه سانتیگراد (دمای پایین) و 70 درجه سانتیگراد (دمای بالا) (1 چرخه = 2 ساعت) تغییر می کنند ، که تحت 1000 چرخه متوالی برای شبیه سازی سناریوهای در فضای باز با نوسانات دمای شبانه روز قرار دارند. این تضمین می کند که هیچ جدا شدن مفصل لحیم یا ترک خوردگی رخ نمی دهد.
• آزمون استقامت درجه حرارت بالا: دستگاه ها به مدت 1000 ساعت (تقریباً 41 روز) در یک محفظه دمای ثابت 70 درجه سانتیگراد با بار کامل کار می کنند. دمای CPU و پایداری ولتاژ در زمان واقعی کنترل می شود تا از تخریب عملکرد یا خرابی جلوگیری شود.
• آزمون ترکیبی درجه حرارت با رطوبت بالا: به مدت 500 ساعت در دمای 60 درجه سانتیگراد و 90 ٪ رطوبت کار کنید و محیط های کارگاه شیمیایی با درجه حرارت بالا و درجه حرارت بالا را برای تأیید مقاومت در برابر خوردگی صفحه PCB شبیه سازی کنید.
نیازهای نگهداری کم
محیط های صنعتی با درجه حرارت بالا اغلب در مناطق دور افتاده (مانند مزارع نفتی و معادن) یا مناطق با تولید (مانند خطوط مونتاژ خودرو) قرار دارند ، جایی که نگهداری تجهیزات چالش برانگیز و پرهزینه است. قرص های صنعتی بدون فن ، روش های نگهداری را کاهش می دهند ، نه تنها هزینه های عملیاتی بلکه به حداقل رساندن خرابی ناشی از تعمیر و نگهداری ، در نتیجه به طور غیرمستقیم عمر خدمات مؤثر تجهیزات را گسترش می دهند.
چگونه طراحی بدون فن هزینه های نگهداری را کاهش می دهد؟
چالش های نگهداری برای قرص های سنتی مجهز به طرفداران در "تمیز کردن و جایگزینی فن":
• طرفداران نیاز به جداسازی ماهانه و تمیز کردن ماهانه دارند (به خصوص در محیط های گرد و غبار) ، با هر یک از تمیز کردن نیاز به 1-2 ساعت خرابی دارند و بیش از 24 ساعت خرابی سالانه جمع می شوند.
• طرفداران به طور متوسط هر 8-12 ماه به تعویض نیاز دارند و هزینه های استفاده را افزایش می دهند.
قرص های صنعتی بدون فن این نیازهای نگهداری را به طور کامل از بین می برند: بدون تمیز کردن فن ، تحمل یا جایگزینی موتور. فقط گرد و غبار سطح هر 6 ماه یکبار مورد نیاز است و هر جلسه تعمیر و نگهداری کمتر از 10 دقیقه طول می کشد. هزینه های نگهداری سالانه برای مدل های بدون فن 50 ٪ -70 ٪ پایین تر از مدل های مجهز به فن است و به طور موثری هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.
کاربرد: عملکرد درجه حرارت بالا رایانه های پنل صنعتی بدون فن
تولید خودرو: فروشگاه رنگ (45-60 درجه سانتیگراد)
مغازه های رنگ خودرو به دلیل فرآیندهای پخت ، دمای محیط بین 45-60 درجه سانتیگراد را حفظ می کنند و هوا حاوی غبار رنگ است. رایانه های شخصی پانل صنعتی مجهز به فن به طور متوسط به تعویض کامل هر 2-3 سال نیاز داشتند ، و خرابی ها در درجه اول ناشی از فرسودگی CPU ناشی از گرفتگی فن است. پس از جابجایی به رایانه های رایانه لوحی بدون لوح صنعتی ، تجهیزات در هنگام استفاده بدون یک خرابی واحد کار کرده اند. روشنایی صفحه نمایش و سرعت پاسخ لمسی در سطوح اولیه باقی می ماند و عمر سرویس مورد انتظار بیش از 8 سال است.
نفت و گاز: پالایشگاه ها (70 ℃+)
درجه حرارت در نزدیکی برج های تقطیر در پالایشگاه ها می تواند از 70 درجه سانتیگراد تجاوز کند ، با مواد قابل اشتعال و خورنده مانند بخارات روغن و گرد و غبار موجود. قرص های صنعتی بدون فن ، جریان و دما نفت خام را در زمان واقعی کنترل می کنند و به طور مداوم در دمای 72 درجه سانتیگراد عمل می کنند تا از عملیات پالایشگاه بی وقفه اطمینان حاصل شود.
حمل و نقل در فضای باز: ایستگاه های بزرگراه و غیره (35-55 درجه سانتیگراد)
قرص های صنعتی در بزرگراه و غیره ایستگاه های مستقیم تابش آفتاب تابستانی را تحمل می کنند و دمای آن به 55 درجه سانتیگراد می رسد ، در حالی که با باران و فرسایش گرد و غبار نیز روبرو است. قرص های صنعتی بدون فن مواردی مانند "خاموشی صفحه" و "قطع اطلاعات" را در معرض قرار گرفتن در معرض حرارت شدید از بین می برد. در مقایسه با مدل های قبلی مبتنی بر فن ، طول عمر آنها 2.5 برابر افزایش می یابد و به طور موثری هزینه های نگهداری را کاهش می دهد.
پایان
برای کاربران صنعتی ، انتخاب رایانه های لوحی صنعتی بدون فن نه تنها در مورد کاهش خرابی و گسترش طول عمر تجهیزات نیست بلکه یک تصمیم مهم برای کاهش هزینه های عملیاتی و اطمینان از تداوم تولید است. هنگام خرید رایانه های لوحی صنعتی بدون فن ، روی سه معیار اصلی تمرکز کنید: امتیاز محافظت از IP ، دامنه دمای مؤلفه و داده های MTBF. این تضمین می کند که تجهیزات واقعاً با محیط های درجه حرارت بالا سازگار هستند.
راه حل های IPCTECH: ارائه دهنده خدمات فناوری متخصص در رایانه های پنل بدون فن صنعتی
ما به عنوان یک شرکت فناوری با 20 سال تخصص عمیق در محاسبات صنعتی ، ما همچنان متعهد به حل چالش عملکرد دستگاه پایدار در محیط های سخت هستیم. ما روی تحقیق و توسعه و تولید رایانه های لوحی صنعتی بدون فن و رایانه های صنعتی تعبیه شده تمرکز می کنیم.
چرا رایانه های لوحی صنعتی بدون فن Ipctech را انتخاب کنید؟
· سازگاری جامع: دمای کار از -40 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد ، مطابق با رتبه بندی های محافظت از IP65 / IP67 ، و پشتیبانی از ورودی ولتاژ گسترده (9V -36V) برای داشتن محیط های صنعتی متنوع.
· عملکرد قوی: از چندین معماری پردازنده (Intel ، AMD و غیره) ، تنظیمات قابل تنظیم (CPU ، SSD) پشتیبانی می کند و برای اطمینان از عملکرد پایدار بلند مدت دارای MTBF بالا است.
· سیستم عامل های انعطاف پذیر: گزینه های سیستم عامل از پیش نصب شده (Windows 10 IoT ، Linux) بر اساس نیاز کاربر ، با پشتیبانی از پروتکل های مختلف صنعتی (RS485 ، CAN و غیره) برای پاسخگویی به نیازهای متنوع کاربردی.
تا به امروز ، محصولات ما به بیش از 500 شرکت صنعتی خدمت کرده اند و عملکرد پایدار را در محیط های درجه حرارت بالا مانند مغازه های رنگ خودرو ، چاه های میدان نفتی و ایستگاه های خارج از خانه و غیره ارائه می دهند و به طور مؤثر به کاربران کمک می کنند تا هزینه های عملیاتی را کاهش دهند. اگر نیازهای محاسباتی صنعتی در محیط های درجه حرارت بالا دارید ، لطفاً با ما تماس بگیرید. ما یک راه حل یک مرحله ای را برای شما ارائه خواهیم داد که شامل "اقتباس سناریو + راه حل های فنی + سرویس طول عمر" است.
توصیه می شود
