Phần lớn máy hỏng sớm trong nhà máy không hỏng vì thiếu cấu hình, mà vì bị đặt sai chỗ. Một máy đủ mạnh nhưng đặt cạnh máy dập, trong tủ kín giữa trưa hoặc trong khu rửa bằng vòi sẽ hỏng trước hạn. Bài này ghép sáu môi trường lắp đặt thường gặp với dòng IPC Advantech chịu được điều kiện đó, để chọn máy theo chỗ đặt thay vì chọn theo bảng cấu hình.
Phần khái niệm chung có ở bài máy tính công nghiệp là gì và chọn dòng Advantech nào, bài này không nhắc lại.
Sáu môi trường lắp đặt và tác nhân làm hỏng máy
| Môi trường | Tác nhân làm hỏng chính | Yêu cầu kỹ thuật phải có | Dòng IPC Advantech |
|---|---|---|---|
| Xưởng nhiều bụi mịn, phoi kim loại | Bụi bám lá tản nhiệt, kẹt quạt | Không quạt, không khe thông gió, hoặc quạt có lưới lọc thay từ mặt trước | ARK, UNO không quạt; thùng IPC-610 khi có lịch vệ sinh lọc |
| Khu vực dầu, hơi nước, rửa bằng vòi | Nước và hoá chất lọt qua mặt trước | Mặt trước kín theo cấp bảo vệ công bố | Panel PC dòng TPC, màn hình dòng FPM |
| Gắn trên xe, cạnh máy dập, máy nghiền | Rung làm lỏng giắc, hỏng ổ đĩa | Không cáp bên trong, giắc nguồn khoá được, ổ thể rắn | ARK, UNO thân nhôm nguyên khối |
| Tủ điện kín, trạm ngoài trời | Nhiệt tích trong tủ vượt dải làm việc | Dải nhiệt rộng công bố theo tài liệu | ARK-2121F, UNO-2174A và các dòng dải nhiệt rộng |
| Trạm điện, gần biến tần, gần máy hàn | Xung nhiễu theo đường nguồn và đường tín hiệu | Cách ly cổng, hai nguồn cấp, tách mát vỏ khỏi mát nguồn | UNO-4671A, UNO-3085G |
| Khu vực có khí cháy, bụi cháy | Tia lửa từ thiết bị điện | Chứng nhận cho khu vực nguy hiểm | UNO-1150GH, bộ chuyển đổi EKI-1524 |
Bảng trên đọc theo hàng: xác định môi trường trước, đọc tác nhân hỏng, rồi mới xét cấu hình. Một máy có thể phải thoả nhiều hàng cùng lúc, ví dụ tủ ngoài trời vừa nóng vừa nhiều bụi.
Bụi mịn và phoi kim loại
Bụi gỗ, bụi xi măng và phoi kim loại đều đi theo luồng gió của quạt vào trong thùng máy. Lớp bụi bám trên lá tản nhiệt làm giảm khả năng thoát nhiệt, còn bụi lọt vào bạc quạt làm quạt kêu rồi dừng. Máy vẫn chạy thêm một thời gian rồi tự tắt vì quá nhiệt, thường vào ngày nóng nhất.
Hai hướng xử lý. Hướng thứ nhất là bỏ hẳn chi tiết quay: chọn máy hộp không quạt như ARK-2121F, vỏ nhôm có gân tản nhiệt, không khe thông gió nên bụi không có đường vào. Hướng thứ hai là giữ máy có quạt nhưng chọn thùng có lưới lọc tháo được từ mặt trước, như IPC-610 với hai quạt lọc ở mặt trước, kèm lịch vệ sinh lọc theo tháng.
Nguyên lý tản nhiệt của máy không quạt và giới hạn công suất của nó nằm ở bài máy tính nhúng không quạt tản nhiệt bằng cách nào.
Dầu, hơi nước và khu vực rửa bằng vòi
Trong xưởng thực phẩm, xưởng cơ khí ướt và khu vực rửa thiết bị, nước không vào từ trên xuống mà bắn ngang vào mặt trước. Vị trí yếu nhất là khe giữa màn hình và viền, cùng các nút bấm.
Đây là chỗ dùng panel PC gắn mặt tủ. Dòng TPC công bố cấp bảo vệ riêng cho mặt trước: bản mặt phẳng liền đạt IP66, bản không phẳng đạt IP65, ví dụ TPC-1751T màn 17 inch, viền hợp kim nhôm, cảm ứng điện trở năm dây bấm được khi đeo găng. Khi máy tính đã có sẵn ở nơi khác và chỉ cần đưa màn hình ra hiện trường, màn hình FPM-5151G có mặt trước đạt IP65 và vỏ chống gỉ là phương án gọn hơn.
Cấp bảo vệ chỉ có giá trị khi lắp đúng: mặt trước phải nằm ngoài tủ, gioăng phải ép đều, và phần thân máy phía sau vẫn cần tủ khô.
Rung động trên xe và cạnh máy dập
Rung gây ra ba kiểu hỏng khác nhau. Giắc nguồn tự rút dần, cáp bên trong long chân, và ổ cứng cơ bị lỗi đọc ghi. Máy vẫn khởi động lại được nên lỗi hay bị ghi nhầm thành lỗi phần mềm.
- Không cáp bên trong: các dòng UNO thiết kế không dùng dây nối trong thân, tài liệu UNO-2174A ghi rõ điểm này.
- Giắc nguồn khoá được: ARK-1550 và ARK-2150L dùng giắc nguồn có ren khoá thay vì giắc cắm trơn.
- Cổng vào ra khoá vít: UNO-2484G công bố thiết kế không cáp và cổng vào ra có khoá.
- Bỏ ổ cơ: dùng mSATA hoặc ổ thể rắn 2.5 inch trên khay chống sốc.
Với xe nâng, xe chuyên dụng và trạm di động, thêm một yêu cầu nữa là nguồn vào dải rộng, vì điện áp ắc quy tụt sâu lúc đề máy. Dòng ARK-2121F và ARK-3520P nhận nguồn 9 tới 36 VDC nên qua được nhịp tụt áp đó.
Nhiệt cao trong tủ điện và trạm ngoài trời
Sai lầm hay gặp là lấy nhiệt độ nhà xưởng làm mốc chọn máy. Tủ điện kín có biến tần, bộ nguồn và cuộn kháng bên trong nên nhiệt tích lại, chênh so với bên ngoài vài độ tới hơn mười độ. Tủ đặt ngoài trời còn cộng thêm bức xạ mặt trời lên vỏ tủ.
Cách làm đúng là gắn một đầu đo nhiệt tại vị trí dự kiến đặt máy, ghi số liệu vài ngày, lấy giá trị cao nhất rồi cộng thêm biên. Sau đó so với dải nhiệt công bố của máy. ARK-2121F công bố dải làm việc từ âm 20 tới 70 độ C khi dùng linh kiện chịu nhiệt rộng và có luồng gió 0,7 m/s; lắp ổ cứng cơ 2,5 inch thì chỉ còn 0 tới 45 độ C, UNO-2174A từ âm 10 tới 70 độ C. Với bo mạch nhúng, PCM-3343 công bố dải âm 40 tới 85 độ C và mức tiêu thụ dưới 5 W khi đầy tải.
Nhiễu điện tại trạm điện và gần máy hàn
Ở trạm biến áp, trạm bơm và khu vực gần biến tần lớn, hỏng hóc hay đến từ đường tín hiệu chứ không từ đường nguồn. Xung nhiễu theo dây RS-485 dài chạy dọc nhà xưởng đủ để làm treo cổng, đôi khi làm hỏng bộ thu phát.
Ba lớp bảo vệ nên có cùng lúc. Cách ly trên cổng nối tiếp: UNO-4671A có hai cổng RS-232 cách ly, bốn cổng RS-422/485 cách ly và bốn cổng RS-485 cách ly, đồng thời tuân thủ IEC 61850-3 và IEEE 1613 cho ứng dụng trạm điện. Hai nguồn cấp song song: UNO-3085G và UNO-4671A nhận hai đường nguồn để một đường mất thì máy vẫn chạy. Tách mát: tài liệu các dòng UNO ghi rõ vỏ máy được cách ly với mát nguồn.
Trên đường mạng, switch công nghiệp EKI-7629C công bố mức chống phóng tĩnh điện 4.000 VDC cho cổng Ethernet và chống xung 3.000 VDC cho đường nguồn, dùng làm lớp bảo vệ trước khi tín hiệu vào máy tính.
Khu vực có khí cháy và bụi cháy
Kho hoá chất, khu chiết nạp và một số công đoạn chế biến thuộc nhóm khu vực nguy hiểm. Ở đó thiết bị điện phải được liệt kê cho môi trường có khí hoặc bụi cháy, thường ghi là Class I Division 2. Đây là điều kiện có hoặc không, không có mức trung gian.
Trong danh mục hiện có, UNO-1150GH được liệt kê cho khu vực nguy hiểm Class I Division 2, gắn thanh DIN trong tủ hiện trường, và bộ chuyển đổi cổng nối tiếp sang Ethernet EKI-1524 cũng công bố chứng nhận tương ứng. Máy công nghiệp thông thường, kể cả máy không quạt, không mặc nhiên đạt mức này.
Chọn IPC Advantech theo môi trường đã đo
Thứ tự làm việc gọn nhất gồm bốn bước: đo nhiệt tại vị trí đặt máy, ghi rõ tác nhân môi trường theo bảng đầu bài, liệt kê số cổng và loại cổng cần nối, rồi mới chốt cấu hình. Khi đã có bốn thông tin đó, danh sách model thu lại còn vài mã.
Máy hộp không quạt và máy gắn tủ điện xem trong danh mục máy tính không quạt, máy vỏ rack và vỏ treo tường xem ở danh mục IPC. Bối cảnh chung về dòng máy của hãng có ở trang máy tính công nghiệp Advantech trên IPC247. Phần các hạng mục phải ghi vào yêu cầu kỹ thuật trước khi gửi hỏi giá nằm ở bài lập yêu cầu kỹ thuật mua máy tính công nghiệp IPC.
Có đủ số liệu môi trường rồi thì lọc model bằng công cụ chọn máy theo yêu cầu, ghi rõ nhiệt độ đo được và tác nhân môi trường để bên tư vấn loại sớm các dòng không chịu được.
Câu hỏi thường gặp về IPC Advantech
Chọn IPC theo cấu hình hay theo môi trường trước?
Theo môi trường trước. Cấu hình đổi được trong cùng một dòng máy, còn vỏ máy, cách tản nhiệt và dải nhiệt làm việc thì gắn liền với dòng và không đổi được sau khi lắp. Chọn sai môi trường thì phải thay cả máy chứ không nâng cấp được.
Đo nhiệt độ ở đâu để chọn dải nhiệt của máy?
Đo bên trong tủ điện, ở vị trí sẽ đặt máy, vào khung giờ nóng nhất trong ngày. Nhiệt độ trong tủ kín thường cao hơn nhiệt độ nhà xưởng vài độ tới hơn mười độ, tuỳ mật độ thiết bị và mức thông gió của tủ.
Máy có quạt đặt trong xưởng bụi có dùng được không?
Dùng được nếu đặt trong tủ có lọc và có kế hoạch vệ sinh định kỳ. Các thùng máy dòng IPC-610 và IPC-7132 có quạt kèm lưới lọc tháo ra được từ mặt trước, nên việc vệ sinh không cần mở nắp máy. Không có lịch vệ sinh thì nên chuyển sang máy không quạt.
Chống nhiễu điện bằng gì trên máy tính công nghiệp?
Bằng ba lớp: nguồn vào dải rộng hoặc hai nguồn cấp song song, cổng nối tiếp có cách ly, và tách mát vỏ máy khỏi mát nguồn. Tài liệu của các dòng UNO ghi rõ phần cách ly này, ví dụ UNO-4671A có các cổng RS-232 và RS-485 cách ly.
Khu vực có khí cháy thì cần chứng nhận nào?
Cần thiết bị được liệt kê cho khu vực nguy hiểm, thường ghi là Class I Division 2. Trong danh mục hiện có, UNO-1150GH và bộ chuyển đổi EKI-1524 công bố chứng nhận này. Máy công nghiệp thông thường không tự động đạt mức đó.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
