工控機(jī)一般承載著自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、邊緣計(jì)算、設(shè)備的控制、信息反饋等,作為核心部件,其運(yùn)行的可靠性相當(dāng)重要,但在日常過程中,由于信號(hào)干擾、病毒、非法斷電引起的問題有時(shí)令我們非常煩惱,現(xiàn)總結(jié)一下這類問題的分類和對(duì)應(yīng)的處理方式,僅供參考。
一、EMC磁場(chǎng)干擾
一般是由于工控機(jī)附件有感性負(fù)載(比如電機(jī),變壓器等有電感線圈的),在感性 負(fù)載四周環(huán)境內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定的磁場(chǎng),導(dǎo)線內(nèi)的電流通過磁場(chǎng)后會(huì)在導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生雜波,通過工控機(jī)的外設(shè)端口連接線(比較常見的COM口的、網(wǎng)口、USB口、VGA、電源等)進(jìn)入工控機(jī)主板,導(dǎo)致相應(yīng)的功能出現(xiàn)通訊異常,數(shù)據(jù)丟失等故障。還有一種是主板的PCB走線直接由于磁場(chǎng)的存在,使主板PCB上的信號(hào)出線雜波,導(dǎo)致主板工作不正常,這類干擾的主要處理方式為:利用鋁或金屬的EMC抗干擾能力來處理,一方面有感性負(fù)載的使用場(chǎng)合,在選型時(shí)優(yōu)先采用金屬全密封的工控機(jī)或一體機(jī),不要采用塑料外殼或開放式的工控機(jī)或一體機(jī),從而確保外部的磁場(chǎng)不會(huì)對(duì)機(jī)器內(nèi)部的主板或屏等產(chǎn)生干擾,另外一個(gè)方面就是通過采用屏蔽通訊線纜來減少,同時(shí)盡可能的選擇帶光電隔離端口的工控機(jī)。
二、電源部份的干擾又可以區(qū)分為:電源供電電壓波動(dòng)干擾和地線不純從而影響工控機(jī)的正常工作。
電源供電電壓波動(dòng)干擾:這個(gè)很好理解,就是工控機(jī)本來是12V供電的,由于磁場(chǎng)或其它原因?qū)е鹿╇姵霈F(xiàn)波動(dòng),偏離工控機(jī)的正常需要的供電電壓,導(dǎo)致工控機(jī)出現(xiàn)工控機(jī)死機(jī)、藍(lán)屏、重啟等。這個(gè)一般采用我們的寬壓供電的工控機(jī)可以避免這方面的問題。
地線不純:這個(gè)可能有些人不好理解,就是由于其它原因?qū)е碌鼐€出現(xiàn)短時(shí)間的帶電現(xiàn)象,一般都是由于接地不良造成,比如電源供電是12V,如果地線出于某些原因出現(xiàn)2V的電壓,由于工控機(jī)內(nèi)部基本上是共地的,這樣會(huì)導(dǎo)致工控機(jī)內(nèi)部所有供電降低了2V。導(dǎo)致工控機(jī)工作不正常。這個(gè)問題是如何產(chǎn)生的呢,又應(yīng)該如何避免呢?這個(gè)問題一般是由于設(shè)備規(guī)劃接地時(shí)強(qiáng)電和弱電的同時(shí)接到同一個(gè)接電端子上了,強(qiáng)電由于工作電壓高,接地時(shí)會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的放電現(xiàn)象,從而導(dǎo)致地線有短時(shí)間的殘余電壓,這個(gè)電壓對(duì)強(qiáng)電設(shè)備造成不了影響,但對(duì)弱電設(shè)備是致命的,這個(gè)注意一個(gè)接地原則就可以了:在一級(jí)接地銅排時(shí)強(qiáng)弱電接地電銅排一定要分開。同時(shí)保證所有設(shè)備都有接入大地。
三、關(guān)于病毒及斷電引起的工控機(jī)系統(tǒng)或軟件層面的解決方案
關(guān)于這方面微軟在嵌入式版本的系統(tǒng)中是有專門的解決方案的,就是EWF以及HOME,具體的工作原理是:將當(dāng)前的系統(tǒng)鏡像成文件,在打開EWF功能的時(shí)候,正常工作時(shí)都是在內(nèi)存中對(duì)該文件進(jìn)行操作,不對(duì)硬盤進(jìn)行實(shí)際的讀寫,這樣就解決了工作過程中病毒感染問題和突然斷電的問題,由于正常工作時(shí)沒有對(duì)硬盤進(jìn)行實(shí)際的讀寫操作,重啟后會(huì)重新調(diào)用鏡像文件。HORM的作用是利用電腦的睡眠功能,將電腦啟動(dòng)過程鏡像成文件,在工控機(jī)開機(jī)啟動(dòng)后直接調(diào)用鏡像文件完成啟動(dòng),避免在啟動(dòng)過程中對(duì)硬盤的實(shí)際讀寫。EWF+HORM的組合就完成了從工控機(jī)開機(jī)啟動(dòng)到實(shí)際工作中都是在內(nèi)存層面的操作。沒有實(shí)際讀寫硬盤,從面實(shí)現(xiàn)工控機(jī)可以像家用電器一樣,隨時(shí)斷電關(guān)機(jī),感染病毒只需要重啟即可。但由于嵌入式系統(tǒng)對(duì)工程師要求較高,我司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在普通win7 win10上轉(zhuǎn)接。