CN204331583U - 一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，包括机箱以及插在机箱内部的板卡组；机箱顶端和底部分别装有导轨，且底部导轨下方集成有散热风扇模组；机箱一端具有前面板，板卡组通过底部导轨放置在风扇模组上。板卡组包括：总线背板、CPU板、4个AD卡、2个I/O卡、2个硬盘板、多串口卡和电源模块；总线背板固定在机箱的内部，板卡与导轨平行放置，卡在顶端和底部的导轨之间，以垂直与总线背板的方向竖直插在总线背板相应的插槽上，各个板卡通过高密度连接器插头与总线背板相连并进行信息交换；新型工控机装置上运行linux操作系统，红外线探测系统的探测站应用软件基于linux平台运行，不易受到病毒攻击，运行更加稳定可靠。

Description

一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置

技术领域

本实用新型属于铁路车辆轴温探测领域，具体涉及一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置。

背景技术

红外线轴温探测系统，通过红外线探测器探测铁路运行车辆中车轴轴箱发出的红外线强度，采集的红外线强度信号并进行处理和计算，从而得到所测车轴轴箱的温度信息，通过对轴箱温度信息的处理分析来判别车轴轴箱是否存在故障，并对存在故障的车辆发出警告信息，及时采取相关措施以避免因列车车轴故障而导致列车运行事故，是保障列车运行安全的重要设备之一。

红外线轴温探测系统，以工控机作为核心控制单元，实现信号控制以及数据的采集、处理、分析和传输功能。

工控机(Industrial Personal Computer，IPC)，全称工业控制计算机，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设备。工控机具有重要的计算机属性和特征，具有CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力和友好的人机界面。

IPC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。IPC采用全钢机壳、板卡压条、过滤网、散热风扇等设计及EMC(electromagneticcompatibility)技术以避免工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高低温等的影响。

目前红外线轴温探测系统使用传统的ATX(Advanced Technology Extended)架构的工控机，这种工控机在在现场安装应用以及日常维护过程中存在诸多问题和故障，如下：

1、工控机死机现象，MTTF(Mean Time To Failure，平均无故障时间)缩短。

2、传统工控机内各种板卡与底板的插接采用金手指结构，板卡与槽的连接处容易在震动中接触不良，结构连接可靠性差，容易松脱和氧化，从而导致工控机内的AD采集卡、IO卡、多串口卡以及显卡等板卡无法被系统识别加载。

3、对工控机以及内部所插板卡进行维护和更换时，需要打开上盖板并插拔大量电缆和板卡，容易搞错顺序和位置，安装、拆卸极不方便。

4、工控机散热性能差，导致CPU在工作时温度偏高，影响使用寿命。

5、传统工控机机箱内，由于底板、板卡支架和磁盘驱动器所阻塞，导致空气流动不畅，不能有效散热。冷空气不能在所有板卡间循环流动，热空气也不能立即排出机箱外。导致电子设备和电路板出现损坏，变形，断线以及寿命变短等问题。

6、工控机运行采用Windows操作系统，系统不稳定并且容易遭受病毒的攻击破坏，影响红外线轴温探测系统探测软件正常运行。

以上工控机存在的问题严重影响了红外线轴温探测系统整体的可靠性和可维护性，降低了设备的无故障运行时间。鉴于此种情况，需要一种新型的更加可靠稳定且易于维护的工控机平台来替代现有的工控机平台，以提高红外线轴温探测系统整体的可靠性和可维护性。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有工控机平台稳定性低和可维护性差的问题，提出了一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置。

该装置包括包括机箱以及插在机箱内部的板卡组；

机箱包括前面板和后面板，顶部和底部沿机箱左右方向安装有上下相互对称的导轨，且底部导轨下方集成有散热风扇模组；

板卡组包括：总线背板、CPU板、4个AD卡、2个I/O卡、2个硬盘板、多串口卡和电源模块；分别卡在顶部和底部相互对称的导轨间，顺序依次为电源模块，多串口卡，2个硬盘板，CPU板，2个AD卡，2个I/O卡和2个AD卡；并通过前面板的紧固螺钉与机箱固定在一起；其中，总线背板固定在机箱内部，靠近后面板并与之平行，使各板卡垂直于总线背板；通过连接器插头插在总线背板相应的插槽上，与总线背板相连并进行信息交换；

CPU板具有处理器芯片组、内存、网络接口、USB接口和VGA接口；

硬盘板的存储硬盘上安装有操作系统和各种应用软件；

AD卡采集红外线轴温探测装置产生的各种模拟信号并将其转换为数字信号，供CPU板调用；

I/O卡具有数字信号的输入和输出功能，CPU板通过I/O卡的输入功能实现对红外线轴温探测系统产生的数字信号的采集，通过I/O卡的输出功能实现对红外线轴温探测系统的开关控制；

多串口卡具有串口通讯接口，CPU板通过串口通讯接口与红外线轴温探测系统的各种辅助设备进行信息通讯。

本实用新型的优点：

1)、一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，采用插拔式板卡设计，更换板卡非常简单，无需拆下机箱盖使用方便，可维护性大大提高；

2)、一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，各板卡均被牢牢地固定在机箱中，整体抗震性强。

3)、一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，采用欧规卡结构，板卡垂直安装，为系统中所有发热板卡提供了顺畅的散热路径，散热性好。

4)、一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，采用Linux操作系统，系统稳定性和安全性好，运行更加安全。

附图说明

图1是本实用新型的新型工控机装置结构示意图；

图2是本实用新型的新型工控机装置中机箱示意图；

图3是本实用新型的新型工控机装置中机箱示意图；

图4是本实用新型的新型工控机装置中风扇模组示意图；

图5是本实用新型的新型工控机装置中前面板示意图；

图6是本实用新型的新型工控机装置中总线背板示意图；

图7是本实用新型的新型工控机装置中板卡组示意图；

图8是本实用新型的新型工控机装置中板卡结构图。

1-机箱；2-板卡组；101-导轨；102-风扇模型组；201-总线背板；202-CPU板；203-AD卡；204-I/O卡；205-多串口卡；206-硬盘板；207-电源模块；

具体实施方式

一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，涉及一种铁路车辆轴温探测系统，该新型工控机装置具体结构包括工控机机箱1以及插在工控机机箱内部的板卡组2；

如图1、图2和图3所示，机箱1为长方体结构，采用4U标准机箱，机箱1顶部和底部沿机箱左右方向分别固定安有上下相互对称的n条导轨101，n优选15；且底部导轨101下方集成有散热风扇模组102；

如图4所示，风扇模组102由3个风扇构成；将气流从下向上吹，形成空气对流。

如图5所示，机箱1一端具有前面板，板卡组2的各板卡通过前面板插拔；板卡组2通过底部导轨101放置在风扇模组102上。

板卡组2包括：总线背板201、CPU板202、4个AD卡203、2个I/O卡204、2个硬盘板206、多串口卡205和电源模块207；

如图3所示，总线背板201固定在机箱1的内部，靠近并平行后面板，总线背板201上有对应于各个板卡的插槽，如图6所示，除去总线背板201的11个板卡与导轨101平行放置，卡在顶部和底部的导轨之间，以垂直与总线背板的方向竖直插在总线背板相应的插槽上，同时板卡组2通过前面板的紧固螺钉与周围的机箱架固定在一起。

如图7所示，各板卡大小规格一致，均采用欧规卡结构，顺序依次为电源模块207，多串口卡205，2个硬盘板206，CPU板202，2个AD卡203，2个I/O卡204和2个AD卡203；各个板卡通过高密度连接器插头与总线背板201的对应插槽相连并进行信息交换；使得该新型工控机装置具有气密性和防腐性，进一步提高了可靠性，并增加了负载能力。

如图8所示，连接器选用2mm高密度的针孔高速连接器。

CPU板202为该新型工控机装置的核心处理单元，具有处理器芯片组、内存、网络接口、USB接口和VGA接口。

2个硬盘板206为该新型工控机装置的存储单元，在硬盘板206的存储硬盘上安装操作系统和各种应用软件。

电源模块207为该新型工控机装置提供稳定的电源供应。

4个AD卡203采集红外线轴温探测装置产生的各种模拟信号并将其转换为数字信号，供CPU板202调用。

2个I/O卡204具有数字信号的输入和输出功能，CPU板202通过I/O卡204的输入功能实现对红外线轴温探测系统产生的数字信号的采集，通过I/O卡204的输出功能实现对红外线轴温探测系统的开关控制。

多串口卡205具有多达八个的串口通讯接口，CPU板202通过串口通讯接口与红外线轴温探测系统的各种辅助设备进行信息通讯。

本实用新型的新型工控机装置上运行linux操作系统。红外线探测系统的探测站应用软件基于linux平台下运行，不易受到病毒攻击，运行更加稳定可靠。

本实用新型所述的新型工控机装置代替了传统的ATX结构，通过面板插拔式设计，维修时间从小时级缩减为分钟级，从而缩短了MTTR(平均维修时间)；

各板卡之间形成顺畅的散热路径，风扇集成在板卡底部，冷空气随意在板卡间流动，带走热量，空气对流加速了散热进程。

各板卡通过面板上的手动固定螺钉与周围的机架固定。由于各板卡均被牢固，即使在剧烈的冲击和震动场合，也能保证持久连接而不会接触不良，增强了抗震性。新型工控机装置的可靠性和稳定性明显增强，现场应用的方便性和可维护性也大大提高了。

Claims (5)

1.一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，其特征在于：包括机箱以及插在机箱内部的板卡组；

机箱包括前面板和后面板，顶部和底部沿机箱左右方向安装有上下相互对称的导轨，且底部导轨下方集成有散热风扇模组；

板卡组包括：总线背板、CPU板、4个AD卡、2个I/O卡、2个硬盘板、多串口卡和电源模块；分别卡在顶部和底部相互对称的导轨间，顺序依次为电源模块，多串口卡，2个硬盘板，CPU板，2个AD卡，2个I/O卡和2个AD卡；并通过前面板的紧固螺钉与机箱固定在一起；其中，总线背板固定在机箱内部，靠近后面板并与之平行，使各板卡垂直于总线背板；通过连接器插头插在总线背板相应的插槽上，与总线背板相连并进行信息交换；

CPU板具有处理器芯片组、内存、网络接口、USB接口和VGA接口；

AD卡采集红外线轴温探测装置产生的各种模拟信号并将其转换为数字信号，供CPU板调用；

I/O卡具有数字信号的输入和输出功能，CPU板通过I/O卡的输入功能实现对红外线轴温探测系统产生的数字信号的采集，通过I/O卡的输出功能实现对红外线轴温探测系统的开关控制；

多串口卡具有串口通讯接口，CPU板通过串口通讯接口与红外线轴温探测系统的各种辅助设备进行信息通讯。

2.如权利要求1所述的一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，其特征在于：所述的机箱为长方体结构，采用4U标准机箱。

3.如权利要求1所述的一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，其特征在于：所述的风扇模组由3个风扇构成。

4.如权利要求1所述的一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，其特征在于：所述的板卡组中各板卡大小规格一致，均采用欧规卡结构。

5.如权利要求1所述的一种应用于红外线轴温探测系统的新型工控机装置，其特征在于：所述连接器选用2mm高密度的针孔高速连接器。