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08 july 2013 | La Revue POLYTECHNIQUE 04/2013 | Industrial informatics

Un PC industriel doté d’un concept de refroidissement et de contrôle du système

Bruno Schait*

Les PC industriels doivent, d’une part, être rapides, puissants et prendre le moins de place possible. D’autre part, cela signifie souvent que le PC risque de chauffer.  Un concept de refroidissement sophistiqué et un contrôle permanent du système veillent à ce que les PC industriels ne meurent pas lentement de chaleur.
La chaleur est le principal ennemi de la durée de vie. Plus la température d’exploitation est élevée, plus les composants vieillissent rapidement. Dans les systèmes de PC, ce sont les disques durs, les condensateurs et les processeurs qui sont les plus menacés. Ces derniers passent aujourd’hui en mode veille ou se mettent totalement hors-service, afin de se protéger contre un anéantissement  définitif. Les dégâts en question, c’est à dire une plus faible durée de fonctionnement, restent une fois pour toutes à la traîne et la performance du système s’effondre totalement. Malheureusement, les processeurs de forte puissance, les disques durs rapides et les cartes graphiques performantes dégagent toujours plus de chaleur. Si, en outre, le système fonctionne dans un environnement relativement chaud, comme c’est souvent le cas à proximité des machines, il est extrêmement important d’avoir un refroidissement parfaitement efficace, afin que la température d’exploitation reste aussi basse que possible.
 
Fig. 1. Une application spécifique: la robotique dans la manutention, la fabrication et le montage.
 

Un système de refroidissement à chambre double
On a investi beaucoup d’énergie dans le PC Powerbox Spectra, pour trouver une solution de refroidissement de l’espace intérieur. De l’air froid est aspiré dans la partie inférieure du boîtier. Une fraction de cet air froid passe à travers les quatre disques durs rapides du système et les refroidit. L’air traverse ensuite deux chambres séparées. Dans la chambre très chaude se trouve un radiateur permettant de transporter directement à l’extérieur la chaleur générée par le processeur et le jeu de circuits intégrés. La deuxième zone, la chambre chaude, renferme les cartes enfichables PCI installées par l’utilisateur, ainsi que la carte mère. Associé à une commande de ventilation par microprocesseur, ce système de refroidissement à chambre double permet d’assurer constamment le plus faible écart possible de température entre l’intérieur du PC industriel et l’environnement.
 
Fig. 2. Associé à une commande de ventilation par microprocesseur, un système de refroidissement à chambre double veille à assurer un refroidissement optimal.
 

Le contrôle intégral assure la sécurité
Les paramètres d’exploitation admissibles du système sont contrôlés en permanence. Les températures d’entrée et de sortie de l’air des chambres très chaude et chaude, la vitesse des disques durs et du ventilateur, le contrôle de l’état de fonctionnement et la surveillance de la montée en puissance en font partie.
Une LED d’ambiance indique si le système se trouve dans la zone d’exploitation autorisée ou si des températures trop élevées, un filtre bouché, une panne de ventilateur ou des vibrations trop importantes pourraient l’altérer. L’unité de contrôle du système veille également à ce que le ventilateur fonctionne toujours à la vitesse optimale, permettant le refroidissement requis. L’utilisateur peut paramétrer les valeurs limites de température de l’unité de contrôle du système. Les paramètres d’exploitation peuvent être enregistrés sur le disque dur, dans un fichier de consignes.
 
Fig. 3. Système de contrôle complet avec diagnostic à distance possible.
 

De la place pour des cartes d’extension
Le PC Spectra Powerbox 9560 est destiné à des applications dans le traitement d’images, la robotique, le montage et les techniques de manutention, dans la commande de machines et dans les équipements d’essais et de tests, soit des applications exigeant une puissance de calcul élevée et requérant fréquemment des emplacements pour des cartes d’extension PCI ou PCIe spécifiques. Le système est équipé d’un processeur Intel-Core 2 Duo de 2,53 GHz et de 2 GB DDR RAM. Une VGA, deux Intel 10/100/1000 Mbps LAN, cinq USB 2.0, quatre RS232 et audio sont les interfaces E/S proposées. Le système dispose de quatre disques durs rapides d’entreprise de 74 GB chacun, exploités dans la matrice RAID (RAID 0 et RAID 1). Trois emplacements PCI libres et un emplacement PCIe-x4 permettent de faciliter l’intégration des cartes d’extension spécifiques à l’utilisateur. On peut utiliser une baie libre de 5,25’’ pour l’intégration d’un lecteur optique ou d’une ASI.
 
Un dispositif de suspension amortissant les vibrations
Lors du développement du PC industriel, l’entreprise a tout particulièrement insisté sur la facilité d’un montage mural. Un support mural spécialement mis au point pour ce système, muni d’amortisseurs de vibrations intégrés, permet de l’utiliser en toute sécurité, y compris en présence de vibrations ou de secousses, comme c’est souvent le cas à proximité des machines. Le dispositif de suspension a été conçu de manière à ce qu’une personne puisse installer avec précision le PC industriel contre un mur. Etant donné que ces PC ne disposent d’aucune entrée ou sortie d’air latérale, il est possible de monter plusieurs systèmes les uns contre les autres sans risque de surchauffe.
 
Spectra (Schweiz) AG
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*  Spectra (Schweiz) AG