摘要：

　　早期低功耗x86嵌入式平臺(tái)進(jìn)入替換周期后，智能控制系統(tǒng)需要一臺(tái)可繼續(xù)運(yùn)行Win7、整機(jī)寬度不超過(guò)220mm、并維持低配低功耗定位的低功耗工控機(jī)，三項(xiàng)約束的成立依據(jù)分別來(lái)自平臺(tái)形態(tài)、系統(tǒng)支持范圍與整機(jī)尺寸。

　　在智能制造與工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)，控制柜里往往有一臺(tái)長(zhǎng)期通電、承擔(dān)數(shù)據(jù)匯聚與邏輯控制的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，這類低功耗工控機(jī)對(duì)功耗控制的要求往往比算力更具體。

　　一、替換周期的三項(xiàng)硬約束

　　這類替換任務(wù)的核心問(wèn)題，不是把算力往上抬一檔，而是三項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)約束能否在同一臺(tái)低功耗工控機(jī)上同時(shí)成立。

　　1.需繼續(xù)運(yùn)行存量Windows 7上位機(jī)環(huán)境

　　工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在大量基于Win7的上位機(jī)與組態(tài)軟件，重新開(kāi)發(fā)或遷移成本與停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)都高，替換時(shí)通常需保留原有操作系統(tǒng)。

　　2.機(jī)柜安裝位寬度不超過(guò)220mm

　　控制柜內(nèi)的安裝位寬度通常已經(jīng)固定，機(jī)型寬度超出會(huì)導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)柜，或者需要改造柜體。

　　3.維持原有的低配低功耗定位

　　原有平臺(tái)定位在低功耗嵌入式區(qū)間，替換后若功耗與發(fā)熱明顯上升，柜內(nèi)散熱與供電配置都會(huì)連帶受影響。

　　三項(xiàng)約束分別指向操作系統(tǒng)、機(jī)械尺寸與功耗定位三個(gè)層面，任何一項(xiàng)單獨(dú)滿足都不構(gòu)成可用的低功耗工控機(jī)方案。

　　二、低功耗定位從何而來(lái)

　　低功耗定位不是一句產(chǎn)品描述，而是平臺(tái)選型與散熱路線共同確定的工程結(jié)果。

　　東田工控提供DTB-1022B-J1900無(wú)風(fēng)扇嵌入式工控機(jī)承接這類替換任務(wù)。該機(jī)型板載Intel J1900處理器，屬于低功耗嵌入式x86平臺(tái)；整機(jī)為無(wú)風(fēng)扇形態(tài)，并保留全尺寸MSATA與Mini-PCIe擴(kuò)展位。

　　平臺(tái)與形態(tài)之間相互約束：選擇低功耗嵌入式平臺(tái)，才使無(wú)風(fēng)扇散熱路線具備可行性；確定無(wú)風(fēng)扇路線之后，功耗又被要求長(zhǎng)期控制在依賴被動(dòng)散熱的區(qū)間內(nèi)。

　　該機(jī)型的支持系統(tǒng)含Windows 7、Windows10、Windows server 2016與Linux。內(nèi)存為1條DDR3L SO-DIMM插槽，1600MHz，最大支持8G；供電為DC IN 12V。

　　三、功耗與溫升怎么測(cè)

　　把低功耗當(dāng)作結(jié)論之前，需要先明確它是在什么條件下測(cè)出來(lái)的，功耗記錄與溫升記錄是兩項(xiàng)獨(dú)立證據(jù)。

　　該機(jī)型的整機(jī)溫度測(cè)試報(bào)告記錄：功耗空載7W、滿負(fù)荷15W?？蛰d與滿負(fù)荷之間的功率區(qū)間，正是無(wú)風(fēng)扇散熱路線可行的前提。

　　同一份報(bào)告還記錄了拷機(jī)前后的溫度變化：拷機(jī)前CPU平均溫度39℃、硬盤46℃、主板36℃；拷機(jī)1小時(shí)后CPU平均溫度43℃、硬盤34℃。

　　高低溫測(cè)試報(bào)告記錄的是另一類條件：-20℃存貯2H與老化3H整機(jī)運(yùn)行正常，60℃老化12H運(yùn)行正常，70℃老化12H運(yùn)行正常，測(cè)試總時(shí)長(zhǎng)29H。該機(jī)型的工作環(huán)境記錄為運(yùn)行溫度10℃~70℃、儲(chǔ)存溫度-20℃~80℃。

　　四、進(jìn)柜寬度與接線邊界

　　回到機(jī)柜安裝的物理?xiàng)l件，寬度約束的作用不只是能不能放進(jìn)去，它會(huì)反向限定平臺(tái)與散熱方案的可選范圍。

　　該機(jī)型機(jī)箱尺寸為154.6×148×48.8mm（寬×深×高），整機(jī)重量約1Kg。在220mm的寬度上限內(nèi)，154.6mm的機(jī)箱寬度可以直接進(jìn)柜安裝。

　　替換時(shí)還有一件事是接線對(duì)應(yīng)關(guān)系。該機(jī)型接口為2個(gè)Intel 千兆網(wǎng)口、1個(gè)VGA與1個(gè)HDMI、6個(gè)COM接口（COM6可調(diào)RS232/422/485）、1個(gè)USB3.0與3個(gè)USB2.0、1個(gè)Mini-PCIe插槽。

　　三項(xiàng)約束的核對(duì)依據(jù)整理如下：

結(jié)語(yǔ)

　　低功耗工控機(jī)的低功耗定位由低功耗嵌入式平臺(tái)與無(wú)風(fēng)扇散熱路線共同決定；它能否同時(shí)裝Win7、進(jìn)得了受限機(jī)柜，取決于三項(xiàng)約束是否落在同一臺(tái)整機(jī)的設(shè)計(jì)邊界內(nèi)。

　　FAQ

　　低功耗工控機(jī)的低功耗一般怎么界定？

　　通常不看單一參數(shù)值，而是看整機(jī)在空載與滿負(fù)荷下的實(shí)測(cè)功耗區(qū)間。以東田工控DTB-1022B-J1900為例，整機(jī)溫度測(cè)試報(bào)告記錄空載7W、滿負(fù)荷15W，該區(qū)間決定了整機(jī)能否采用無(wú)風(fēng)扇散熱。

　　為什么替換整機(jī)時(shí)要保留原有的Win7系統(tǒng)？

　　工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在大量基于Win7的上位機(jī)與組態(tài)軟件，重新開(kāi)發(fā)或遷移會(huì)帶來(lái)成本與停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。因此替換時(shí)通常優(yōu)先保留原有操作系統(tǒng)，而不是借機(jī)升級(jí)系統(tǒng)。

　　DTB-1022B-J1900這類機(jī)型適合用在哪些場(chǎng)景？

　　適合需要在現(xiàn)場(chǎng)就近部署、長(zhǎng)期通電、承擔(dān)數(shù)據(jù)匯聚與邏輯控制任務(wù)的場(chǎng)合，例如智能控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)。這類場(chǎng)景對(duì)算力要求不高，對(duì)功耗條件要求更具體。