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工控机磁盘日常的工作故障与维护

工控机虽然和普通的计算机技术原理相同,组成结构也相差无几,但是,工控机的使用环境比普通计算机要恶劣很多。

工控机的全称是工业控制计算机,应用在工业上,所以对工控机的要求就会很高,如环境温度、湿度、平稳性、痛风性能、散热性能等等,工作环境达不到要求,工控机也容易发生故障,部分硬件出现问题还能及时更换,但如果磁盘发生损坏,会造成大量记录数据丢失,控制软件破坏,短时间无法修复,造成被控参数控制不稳,往往带来巨大的经济损失。


一、故障现象描述:

工控机的长时间运行后,机箱内积攒了大量灰尘,机箱温度较高。通常在不关机的情况下一切工作正常,一旦因电力供应不足或需要紧急停机时,控制系统容易出现磁盘无法启动、系统无法加载、长时间处于登陆画面等故障。


二、故障分析及排除方法:

引起工控机磁盘故障的原因有很多,我们大概可以分为磁盘本身的质量问题和工作环境引起的故障问题。

如果是磁盘本身的质量问题,我们就没法深入考究,只有在做控制系统时,选择购买质量、品牌比较好的硬盘,也可以使用一些软件进行磁盘表面缺陷检测。假如我们能够预知硬盘的质量和健康状态,这将为我们选择硬盘和备份重要数据赢得时间。


三、由工作环境引起的故障问题,一般有下面几个方面:

1、工作时间长。

工控机的长时间运行,包括连续工作一个标准月30天/24小时工作制及以上的时间。这是由于正常的生产需要,部分工厂的工业控制系统需要长时间工作,给工控机操作系统带来巨大考验。据微软的操作系统运行时间报告中表明,微软声称其Windows 2000后的操作系统可以支持长时间工作,但从实际运行看,运行时间超过一周后,磁盘在庞大数据交换过程中,会积累大量的数据碎片,容易造成磁盘逻辑坏道、读写错误及系统运行和启动变慢。

所以工控机在生产允许的情况下,可定时进行重启工控机和磁盘碎片整理,以减少因长时间工作导致的磁盘错误。重启时间可按工控机处理数据量的大小和生产情况而定,它不是硬性的,需要使用者慢慢摸索。从英康仕从业研发生产多年的经验来看,一个标准月(30天)重启和整理一次工控机可以减少磁盘错误的机率。


2、环境湿度不适宜。

工控机主要是由众多电子元件的集成电路构成,其绝缘性能跟环境湿度有很大关系。湿度过大,容易造成电路板短路而烧毁;湿度过小,容易产生静电,也会击穿部分电子元件。因此,湿度过大、过小,都会给工控机带来潜在的威胁。静电防护问题上要求我们工控机上必须要有良好的仪表接地。

值得说明的是,工控机接地极不同与土建上的防雷接地,接地极选址应距控制室处三米远,在室外的地坪下1700mm处用∮20镀锌角钢作垂直接地极,接地数量满足接地电阻小于1欧姆(回填时应用摇表测试),再采用40*40*4镀锌扁钢与接地体可靠焊接(每个焊接点还要做仔细的防锈处理),分至建筑物内换接25mm铜电缆至系统地端子和工控机接地点。这样可以有效的减少静电带来的危害。


3、工控机内部的温度过高。

长时间高温运行下,工控机的各个元件会容易发生老化、硬盘故障的频率也相对提高。这就需要使用者的自动化系统维护人员在日常巡检中,密切关注机箱温度,尽量使工控机的温度保持在10--30摄氏度之间,过高、过低的温度都不适宜硬盘的保护,如果机箱温度达到30摄氏度,内部硬盘的温度会达到40度或更高。

此外,英康仕支持使用者DIY自己的工控机,在满足自己生产需求的同事,还可以达到降低环境温度的作用。
一、更换大功率CPU、硬盘风扇(硬盘风扇要注意固定,不宜安装在硬盘固件架上,以防因风扇转动带来硬盘震动)加快散热;
二、在机箱内部加装向机箱外抽风的风扇,增加空气对流;
三、在放置工控机的机柜上,安装小型轴流风机;
四、在控制室加装空调,以降低空间温度。


4、供电电压波动大、易停电。

工业和生活快速的发展,对电的需求量也日益增大,很多地区有电力供应不足、电压不稳、易停电的情况发生。电压不稳和突然停电,造成系统频繁重启,系统文件也容易因此发生丢失而无法正常启动;正在执行读写动作的磁头,有时会因为停电造成磁头回位不准带来工控机磁盘故障。

因此工控机工作环境电源的稳定关系到工控机工作正常与否。我们可以采用稳压电源和UPS不间断电源进行保护,具体设备选型,要依负载功率大小、需保持工作时间多少来定。

我们可以在工程设计时,尽可能的让工控机远离震源大的工作现场;如果工作地点无法更改,我们还可以在工控机柜、箱体下垫置海绵、可缓冲性物体以减小震动带来的危害。


5、空气中的可吸入颗粒物多。

很多工厂的原料大多需要粉料进行加工,加上外界空气流动大、沙尘多,工控机内容易集积大量粘糊状积尘,造成工控机内局部温度过高,带来硬件损坏。

这种情况多发于CPU、电源、硬盘、显卡等散热风扇周围。积尘较轻的地方,在正常生产允许的情况下,可以采用定时吹尘。积尘较严重的地方,可以工控机箱透风处安置滤尘纱布,定期清理。


6、地面震感大。

很多工厂生产中需要电机产生拖动、震动等物理性位移动作,不仅带来巨大的噪音,机器工作时带来的震动会给工控机磁盘、光驱、软驱带来巨大的损害。磁盘生产的工艺越来越高,现行转速已达到7200转每秒乃至更高。在自动化控制系统中的大量数据交换中,长时间、高速度运转的磁盘,容易因磁盘震动,导致磁盘读写能力下降,磁头定位缓慢,甚至造成磁盘损坏;因此减少工控机环境震感,有利于保护磁盘。