الكمبيوتر الشخصي الصناعي (IPC) هو نظام كمبيوتر مصمم خصيصًا للبيئات الصناعية، ويتميز بالموثوقية العالية والاستقرار والأداء-في الوقت الفعلي. تلعب أجهزة الكمبيوتر الصناعية دورًا حاسمًا في مجالات مثل الأتمتة الصناعية والتصنيع الذكي. توفر هذه المقالة نظرة عامة مفصلة عن مكونات أجهزة الكمبيوتر الشخصي الصناعي.
I. نظرة عامة
تتضمن مكونات أجهزة كمبيوتر التحكم الصناعي في المقام الأول ما يلي: اللوحة الأم، وحدة المعالجة المركزية، الذاكرة، القرص الصلب، مصدر الطاقة، أجهزة الإدخال / الإخراج، بطاقات التوسعة، والهيكل. سيتم وصف هذه المكونات بالتفصيل أدناه.
ثانيا. اللوحة الأم
1. وظيفة اللوحة الأم
اللوحة الأم هي المكون الأساسي لجهاز كمبيوتر التحكم الصناعي. فهو يربط جميع أجهزة الكمبيوتر ويعمل على تنسيقها وإدارتها. يؤثر أداء اللوحة الأم بشكل مباشر على أداء نظام الكمبيوتر بأكمله.
2. تصنيف اللوحات الأم
بناءً على حجمها وأنواع واجهاتها، يمكن تصنيف اللوحات الأم لأجهزة كمبيوتر التحكم الصناعية على النحو التالي:
(1) اللوحات الأم بحجم ATX: أكبر حجمًا، ومناسبة لأجهزة الكمبيوتر ذات التحكم الصناعي كبيرة الحجم.
(2) اللوحات الأم Micro-ATX: أصغر حجمًا، ومناسبة لأجهزة الكمبيوتر الصناعية الصغيرة والمتوسطة الحجم-.
(3) اللوحات الأم Mini-ITX: الأصغر حجمًا، ومناسبة لأجهزة الكمبيوتر المدمجة ذات التحكم الصناعي.
3. المكونات الرئيسية للوحة الأم
(1) مقبس وحدة المعالجة المركزية: يستخدم لتثبيت وحدة المعالجة المركزية.
(2) فتحات الذاكرة: تستخدم لتثبيت وحدات الذاكرة.
(3) فتحات التوسعة: تستخدم لتثبيت بطاقات التوسعة، مثل بطاقات الرسومات وبطاقات الشبكة.
(4) واجهة القرص الصلب: تستخدم لتوصيل محركات الأقراص الصلبة.
(5) منافذ الإدخال/الإخراج: تتضمن منافذ USB، والمنافذ التسلسلية، والمنافذ المتوازية، وما إلى ذلك.
(6) موصل مصدر الطاقة: يستخدم لتوصيل مصدر الطاقة.
(7) شريحة BIOS: تقوم بتخزين نظام الإدخال/الإخراج الأساسي للوحة الأم.
(8) شريحة الساعة: تستخدم للتحكم في إشارة ساعة اللوحة الأم.
(9) شريحة الشبكة: تستخدم لتمكين وظائف الاتصال بالشبكة.
ثالثا. وحدة المعالجة المركزية
1. دور وحدة المعالجة المركزية
تعمل وحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية) بمثابة "العقل" لجهاز كمبيوتر التحكم الصناعي، وهي المسؤولة عن تنفيذ تعليمات البرنامج ومعالجة البيانات.
2. تصنيف وحدات المعالجة المركزية
بناءً على بنيتها وأدائها، يمكن تصنيف وحدات المعالجة المركزية (CPU) لأجهزة كمبيوتر التحكم الصناعية على النحو التالي:
(1) x86 وحدات المعالجة المركزية للهندسة المعمارية: مثل سلسلة Intel Core وسلسلة AMD's Ryzen.
(2) وحدات المعالجة المركزية ذات بنية ARM: مثل سلسلة Jetson من NVIDIA وسلسلة Snapdragon من Qualcomm.
(3) وحدات المعالجة المركزية ذات البنية MIPS: مثل سلسلة Loongson.
3. مقاييس الأداء الرئيسية لوحدة المعالجة المركزية
(1) سرعة الساعة: تردد ساعة وحدة المعالجة المركزية، ويقاس بالجيجاهرتز.
(2) عدد النوى: عدد وحدات المعالجة داخل وحدة المعالجة المركزية.
(3) ذاكرة التخزين المؤقت: ذاكرة داخلية-عالية السرعة تُستخدم لتخزين التعليمات والبيانات.
(4) استهلاك الطاقة: مقدار الطاقة الكهربائية التي تستهلكها وحدة المعالجة المركزية أثناء التشغيل.
رابعا. ذاكرة
1. دور الذاكرة
الذاكرة هي وحدة التخزين المؤقتة لكمبيوتر التحكم الصناعي، وتستخدم لتخزين البرامج والبيانات قيد التشغيل.
2. تصنيف الذاكرة
بناءً على نوع الذاكرة والواجهة، يمكن تصنيف ذاكرة أجهزة كمبيوتر التحكم الصناعية إلى الفئات التالية:
(1) ذاكرة DDR: مثل DDR3، وDDR4، وما إلى ذلك.
(2) SDRAM: مثل SDRAM وDDR2 وما إلى ذلك.
(3) RDRAM: مثل RDRAM وغيرها.
3. مقاييس الأداء الرئيسية للذاكرة
(1) السعة: مقدار مساحة التخزين في الذاكرة، وتقاس بالجيجابايت.
(2) التردد: تردد تشغيل الذاكرة، ويقاس بالميغاهرتز.
(3) التوقيت: زمن وصول الذاكرة، ويقاس بـ CL.
(4) الجهد: جهد تشغيل الذاكرة.
خامسا: محركات الأقراص الصلبة
1. وظيفة محركات الأقراص الصلبة
يعمل محرك الأقراص الثابتة (HDD) كجهاز تخزين دائم لأجهزة الكمبيوتر ذات التحكم الصناعي، ويستخدم لتخزين نظام التشغيل والتطبيقات والبيانات.
2. تصنيف محركات الأقراص الصلبة
بناءً على واجهاتها وأدائها، يمكن تصنيف محركات الأقراص الثابتة لأجهزة كمبيوتر التحكم الصناعية على النحو التالي:
(1) محركات الأقراص الثابتة SATA: مثل 7200 دورة في الدقيقة، و5400 دورة في الدقيقة، وما إلى ذلك.
(2) محركات أقراص SSD: مثل محركات أقراص SSD ذات الواجهة NVMe وSATA-.
(3) محركات الأقراص الثابتة: مثل محركات الأقراص من فئة المؤسسة -وفئة سطح المكتب-.
3. مقاييس الأداء الرئيسية لمحركات الأقراص الصلبة
(1) السعة: مقدار مساحة التخزين الموجودة على القرص الصلب، مقاسة بالتيرابايت.
(2) سرعة الدوران: السرعة التي يدور بها القرص الصلب، وتقاس بوحدة عدد الدورات في الدقيقة.
(3) ذاكرة التخزين المؤقت: الذاكرة المؤقتة عالية السرعة لمحرك الأقراص الثابتة-، ويتم قياسها بالميغابايت.
(4) نوع الواجهة: مثل SATA وSAS وما إلى ذلك.
سادسا. مزود الطاقة
1. وظيفة مصدر الطاقة
وحدة إمداد الطاقة (PSU) هي جهاز إمداد الطاقة لأجهزة الكمبيوتر ذات التحكم الصناعي، وهي مسؤولة عن تحويل طاقة التيار المتردد المدخلة إلى طاقة التيار المستمر التي يحتاجها الكمبيوتر.
2. تصنيف مصادر الطاقة
بناءً على تصنيف الطاقة والواجهة، يمكن تصنيف مصادر الطاقة لأجهزة كمبيوتر التحكم الصناعية على النحو التالي:
(1) مصدر طاقة ATX: مناسب للوحات الأم ATX.
(2) مصدر طاقة Micro-ATX: مناسب للوحات الأم Micro-ATX.
(3) مصدر طاقة Mini-ITX: مناسب للوحات الأم Mini-ITX.
3. مقاييس الأداء الرئيسية لإمدادات الطاقة
(1) الطاقة: الطاقة الناتجة لمصدر الطاقة، مقاسة بالواط (W).
(2) الكفاءة: كفاءة تحويل الطاقة لمصدر الطاقة.
(3) الشهادات: مثل شهادة 80 PLUS، وما إلى ذلك.
(4) الموصلات: مثل 24 سنًا، 8 سنًا، إلخ.